|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Рост корня как основа добывания веществ из почвыПОГЛОЩЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ КОРЕНЬ — ОРГАН ПОГЛОЩЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
Источником практически всех элементов (кроме углерода и частично азота, поступающих из воздуха), необходимых для жизнедеятельности наземных растений, является почва. Из почвы минеральные элементы и вода поглощаются высокоспециализированным органом — корневой системой растения. Помимо поглощения корни выполняют и другие важнейшие функции: снабжение надземных частей элементами минерального питания, синтез ряда специфических веществ (алкалоиды и фитогормоны); усвоение азота и синтез транспортных форм органического азота; синтез и выделение некоторых веществ, необходимых для взаимодействия с другими организмами (фитоалексины) или видоизменения свойств окружающей среды (органические кислоты, фитосидерофоры, кислые фосфатазы); накопление и запасание веществ; наконец, закрепление растения в почве, определяющее неподвижный образ жизни. Рост корня как основа добывания веществ из почвы Строение и распространение корней в почве — важный фактор, обеспечивающий поглощение веществ. Типы корневых систем различны у однодольных и двудольных, у древесных и травянистых, у наземных и водных растений. Но практически у всех видов растений суши надземная часть превосходит корневую систему по массе вдвое и более раз, тогда как поверхность корней неизмеримо (в 50—150 раз) больше, чем поверхность надземных органов. Рост в длину и новообразование дополнительных корней (придаточных и/ или боковых разного порядка в зависимости от вида) обеспечивают, помимо закрепления растения в почве, возможность эффективно использовать запасы минеральных элементов. Например, при истощении верхнего слоя и зоны почвы вокруг оси растения, растущие корни добывают из более глубоких слоев и отдаленных участков почвы все большее количество элементов. Доступность элементов минерального питания — важное условие роста корней и растения в целом. У пшеницы (Triticum aestivum), росшей при нитратном и аммонийном питании или дефиците азота, меняется масса (интегральный показатель роста) корней и их морфология (рис. 6.4). Рис. 6.4. Соотношение массы сухого вещества корней и побегов и морфологические изменения у 21-дневных растений пшеницы (водная культура) в зависимости от условий азотного питания (Е.И.Каширина, Н.Д.Алехина, 2000)
На нитратном фоне активно образуются придаточные корни с большим числом боковых, а при аммонийном питании формируются короткие и визуально утолщенные придаточные корни с небольшим числом боковых. Дефицит питания приводит к образованию длинных, относительно тонких придаточных корней с незначительным числом боковых, но тоже длинных корней. При этом у голодающих по азоту растений увеличивается как абсолютная, так и относительная масса корней. У ячменя (Hordeum vulgaris), росшего при дефиците азота, в ответ на локальное увеличение концентрации нитрата в среде (1 мМ) корни реагируют образованием большого числа боковых корней и их ветвлением (рис. 6.5). При этом рост основного корня мало зависит от наличия зоны высокой концентрации аниона. У растений, развивающихся при нормальном снабжении азотом, подобных изменений в росте боковых корней не происходит. Рис. 6.5. Рост боковых корней у растений ячменя, индуцированный высокой локальной концентрацией нитрата ([N0^]) в среде (по Drew et al., 1975). Основной корень ячменя находился в трехкамерной системе с проточным питательным раствором. Средняя часть корня находилась в камере, где концентрация нитрата была в 100 раз выше, чем в двух других камерах. Такой же эффект условий снабжения NO3 был получен на корнях Arabidopsis (no Zhang, Forde, 1998)
Другой тип реакции на дефицит элементов питания в среде — образование так называемых «протеоидных корней». Необычная морфология корней была описана около 100 лет назад для растений семейства Proteaceae. Протеоидным называют корень, на котором образуются плотные кластеры корешков ограниченного роста (корень выглядит подобно бытовому ершу), покрытых в свою очередь корневыми волосками. В настоящее время появление протеоидных корней обнаружено у растений и других видов при дефиците элементов минерального питания в среде, особенно фосфора и железа. Увеличение поверхности контакта с почвенными частицами при образовании протеоидных корней также является стратегией максимального извлечения фосфора и железа, которые находятся в почве в составе малорастворимых соединений. Экстраполируя ситуацию на рост корней в почве (в естественных условиях), можно сделать вывод, что корневые системы адаптированы «проводить разведку» в пространстве на бедных почвах (длинные, распространяющиеся на большие расстояния корни) и «эксплуатировать» встречающиеся участки с высокой концентрацией элементов (образование большого числа боковых корней). Длительный рост корней практически на протяжении всего периода до старения и гибели и изменение их морфологии необходимы для выполнения функции поглощения. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |