Итак, растение питается ионами элементов питания растворенных в воде. все особенности строения корня связаны с его основной функцией - поглощение воды и растворенных в ней минеральных элементов и транспорт их в надземную часть.90% питания поступает через корень.
Для этого очень важна площадь контакта корневой поверхности с почвой. У большинства растений она на один и даже на два порядка превышает площадь надземной части, ее очень сильно увеличивают корневые волоски и считается что это основная зона поглощения элементов, хотя это не всегда так.
Давайте взглянем на строение корня:
Наружная часть корня (эпидерма) это однослойная ткань, у одних растений она состоит из клеток, которые могут формировать корневые волоски и те, которые не способны на это. А у других каждая клетка может формировать корневой волосок.
Внутренняя часть (эндодерма) это слой клеток, образующих водонепроницаемый слой (поясок Каспари) между наружной частью и цилиндром корня.
Центральный цилиндр состоит из проводящих каналов ксилемы (от корня к листьям) и флоэмы (от листьев к корню и в плоды)
Вода и элементы питания могут проникать в корень несколькими путями.
- Апопластный. Через межклеточное пространство, и такой способ гораздо быстрее чем второй, но он обрывается, когда на пути встает водонепроницаемый поясок Каспари
- Клеточный (Симпластный) Вода и элементы проникают внутрь клетки и перемещаются дальше по связанным межклеточным каналам (плазмодесмы)
Как проникнуть внутрь клетки?
По аналогии с нашей кожей, клетки растений окружены специальной мембраной (плазматической) с ее помощью клетка получает защиту от внешних факторов, информацию о всех внешних событиях и элементы питания.
Элементы питания могут быть положительно заряженными (катионами) и отрицательно заряженными (анионами)
Механизм проникновения работает так, что изнутри клетка заряжена отрицательно по отношению к наружной среде, поэтому возникает разность электрических потенциалов, которая работает как ионный насос. Это облегчает поступление в нее положительно заряженных ионов (катионов), например: K, Mg, Ca.
А как быть с отрицательными?
Существует несколько видов (шесть) так называемого мембранного транспорта, с помощью которого в клетки и из клеток проникают элементы. Мы не будем каждый из них разбирать в отдельности, по крайней мере пока.
Если упростить, то транспорт в клетку может быть:
- Пассивным - из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией, без каких либо затрат энергии со стороны растений
- Активным - против разницы концентрации веществ, тут уже нужны затраты энергии, используются специальные насосы и белки переносчики.
Растение поглощает больше тех веществ, в которых острее нуждается. Элементы, которые нужны, при поступлении через корень тут же усваиваются, а ненужные остаются в растении в той же форме, что и поступили.
Корень работает в обе стороны, не только поглощает, но и выделяет. Так при поглощении катионов(+) происходит обмен на ион водорода (+), а при поглощении аниона в обмен выделяется эквивалентное количество ионов угольной кислоты HCO3(-) и органических кислот.
Когда растение поглощает:
( + ) Катионы: - кислит питательный раствор
( - ) Анионы: - щелочит питательный раствор