Кинетика поглощения иона растением находится в тесной связи с его концентрацией в наружной среде. Так, при концентрации микроэлементов в питательном растворе до 5 мкМ ионы почти полностью поглощаются корнями. При повышении концентрации до 25 мкМ кривая, характеризующая поглощение, из линейной переходит в гиперболическую: обнаруживается селективный характер в поглощении двухвалентных катионов: поглощение Мп2+ в 2 раза превышает количество поглощенных ионов Со2+ и Zn2+ (содержание в растениях марганца выше). До содержания 0,1 мг/л поглощение марганца прямо пропорционально росту его концентрации в растворе. При дальнейшем увеличении концентрации марганца в 10 и даже 100 раз содержание его в растении увеличивается только в 4 раза.
Более детальное рассмотрение этапов временной кинетики поглощения микроэлементов позволяет выделить 4 фазы и сделать предположение об участии различных механизмов в этом процессе: I фаза — физико-химическая адсорбция; II фаза — насыщение свободного пространства, в этой фазе возможно начало метаболического поглощения, так как подъем изотермы поглощения после двухчасового периода свидетельствует об активном характере данного процесса; III фаза — активное поглощение; IV фаза — резкий подъем поглощения ионов при высокой их концентрации в растворе (500 мкМ) в период от 6 до 12 ч; по-видимому, она связана с нарушением барьерной функции корня.
Очевидно, существует некая мембранная структура, которая при определенных концентрациях ионов изменяет свои характеристики. Так, до концентрации Fe 0,5 мМ поглощение увеличивается с возрастанием концентрации; затем в диапазоне концентраций 0,5—1 мМ стабилизируется, после чего снова повышается с выходом на плато при концентрации 10 мМ иона в растворе.
Концепция многофазового поглощения ионов в настоящее время находит все больше сторонников. Авторы отмечают взаимосвязь точек перехода фаз поглощения и интенсивности ростовых процессов: вначале положительная зависимость, а затем — угнетение роста.
Особенно чувствительны растения к избыточному повышению концентрации питательного раствора в молодом возрасте. Отдельные сельскохозяйственные культуры не переносят увеличения концентрации питательных веществ выше определенного предела (табл. 17).
| 17. Влияние концентрации питательного раствора на рост и урожай огурца(Журбиикий) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Концентрацияпитательногораствора | Масса 10 растений в возрасте 26 дней | Зеленая масса при уборке | Урожай плодов огурца | Число плодов в урожае на 100 час-тей зеленой массы | ||||
| г/л | мМ/л | г | % | г | % | г | % | |
| Вода | _ | 10 | _ | _ | — | 0 | — | — |
| 0,41 | 2,9 | 138 | 53,7 | 145 | 60,5 | 27 | 8,6 | 19 |
| 0,74 | 5,4 | 175 | 68,0 | 152 | 63,5 | 99 | 31,6 | 65 |
| 2,13 | 15,7 | 265 | 103,0 | 230 | 96,0 | 174 | 55,5 | 76 |
| 3,56 | 25,9 | 257 | 100,0 | 240 | 100,0 | 314 | 100,0 | 130 |
| 4,96 | 36,2 | 188 | 72,8 | 205 | 85,5 | 130 | 41,5 | 65 |
| 6,93 | 46,5 | 177 | 69 | ПО | 46,0 | 53 | 16,9 | 48 |
Как видно из приведенных данных, с увеличением концентрации питательного раствора до 15,7—25,9 мМ/л развитие растений улучшилось, самый высокий урожай плодов получен при концентрации питательного раствора 25,9 мМ/л.
Более высокие концентрации питательного раствора вызвали резко отрицательное действие. В этих вариантах у растений в месячном возрасте в период цветения наблюдались подсыхание краев у средних и нижних листьев, подсыхание и побурение между жилками листа.
Неодинаковую чувствительность к концентрациям питательных веществ у отдельных растений, их отношение к уровню минерального питания на различных этапах онтогенеза необходимо учитывать при разработке системы удобрения сельскохозяйственных культур.
Соотношение макро- и микроэлементов в питательной среде и их поглощение растениями. Питание растений следует оценивать как по количественному показателю— динамике усвоения элементов питания за вегетацию, так и по качественному — соотношению элементов питания, усваиваемых растениями в разные фазы развития.
Исследования показали, что в усвоении элементов минерального питания растениями большую роль играет соотношение ионов в среде. Каждому виду растений необходимо определенное соотношение питательных элементов, изменяющееся в течение вегетации. Соблюдение этого соотношения оказывает определяющее действие на продуктивность растений и качество урожая. При поступлении элементов в корень имеет значение диаметр ионов в гидратированном состоянии. Исходя из этого, одновалентные катионы должны поступать в клетки корня быстрее, чем двух- и многовалентные.
