Круговорот минеральных веществ в растении

Установлено, что минеральные вещества попав в растение подвергаются многократному использованию Растения значительно экономнее животных, они не имеют  специальной выделительной системы и вещества не выбрасываются, а  используются повторно, т.е. реутилизируются, и это может быть многократно. Если с этой точки  смотреть на передвижение минеральных веществ в растении  то они подвергаются  внутреннему круговороту, присущего только растительным организмам. Это хорошо наблюдается на  неодновременном старении растения. Стареющие  листья отмирая  сразу с растения не сбрасываются. Они стареют и отмираю постепенно, сначала желтеют, из них  происходит отток питательных веществ в более молодые листья, где они опять включаются в обменные процессы. Эта способность растений повторного использования питательных веществ получила название  реутилизации.                                      Ксилемный сок является составной частью апопласта, образующий единую гидродинамическую систему, омывающую живые клетки, питая их минеральными веществами. Между флоэмой и ксилемой во всех органах расположен тончайший слой живой образовательной ткани (камбий), что обеспечивает интенсивный  обмен между двумя проводящими системами или в проводящих пучках, прилегающих дрк к дркгу.  Так как этот слой очень незначительный , что в основе  обмена между ними лежит  диффузионный процесс. Поэтому поступающие вещества в зависимости от их участия в процессах жизнедеятельности, имеют различия в характере накопления в органах и характере передвижения и циркуляции в растении .

     1                                 II                        III                              IV

                        Т и п ы.           к р у г о в о р о т а

Большой вклад в изучении функциональной деятельности корневой системы сделал Д.А. Сабинин. Он рассматривал корень как часть целого растения и высказал идею круговорота элементов минерального питания, в котором корень  играет важную роль.  Он разработал представление о реутилизации и круговороте элементов минерального питания и различных и различных градиентах их распределения.

Д.А. Сабинин выделил 3  типа круговорота минеральных элементов в растении.

I  тип  – большой круговорот, для  N,S и др.; II  тип  – малый  круговорот, для   P, K и др. ; и III  тип  –  не имеющих круговорота, для Са,  Fе, Cu  и др.              

I и  II   типы составляют вещества реутилизируемые в растении, а III  тип – не реутилизируемые.

Большой круговорот осуществляет в растении  N . Он основан на том , что поступивший азот в форме   NH₃    или NO₃  и NO₂  , восстанавливающихся до аммония или без восстановления, а также включенный в состав аминокислот в корне поступает в пасоку  стебля и передвигается  к органам потребления, в основном в листья, где превращается в азотистые с ложныеорганические вещества. От мест синтеза переходит в органы различных частей растения надземной части, в том числе и корни, которые сами белковые вещества не синтезируют. После использования их и разложения, освобождаемый азот опять из корня передвигается с ксилемным восходящим током и опять включается  в метаболизм  и т.д.

Малый круговорот характерен для Р.  Он является наиболее подвижным  ионом, он является обменным элементом в энергетическом обмене, в котором постоянно взаимопревращается  из АТФ↔ АДФ↔Р  и обратно.  Поступивший из корня  фосфор  или в форме АТФ, или  РО₄^–   он  не возвращается  в  корень, а весь метаболический круговорот находится только в надземной части.             К  малому круговороту отнесен и К⁺, но имеющего  принципиальное отличие от  круговорота Р.  К, как известно не входит ни в одно органическое соединение, поступив в корень  с восходящим  ксилемным соком поступает в стебель, где в нижней части стебля до первого узла он до 60% переходит  во флоэму и возвращается в корень, обеспечивая осмотический потенциал клеток корня для  поглощения воды. Из корня он опять попадает в  ксилему.Такой характер  круговорота  установлен  у  однодольных и у двудольных растений, что дает основание  считать этот процесс общефизиологическим. Остальная часть К⁺ идет в листья и там остается и может обмениваться  толькомежду верхними листьями.

Большой и малый круговороты веществ в растении разрабатывал и А.Л. Курсанов, но  в принципе он  не изменил схему Д.А. Сабинина.

Третья группа веществ – металлы Fе, Ca, Zn, Mo  не реутилизируются и не подвергается круговороту.круговорота. Попав в орган или лист они остаются там и после  удаляются из растения  с  опадающими листьями. Это связано с тем, что эти металлы образуют с органическими веществами  вещества(хелаты), которые  плохо или практически не растворимы в воде, а поэтому и не подвижны.