МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ усвоение
ими из внешней среды ионов минеральных солей, необходимых для нормальной
жизнедеятельности растит, организма. К элементам М. п. р. относятся N,
Р, S, К, Са, Mg, а также микроэлементы (Fe, В, Си, Zn, Mn и др.).
М. п. р. складывается из поглощения минеральных веществ в виде ионов, их
передвижения по растению и включения в обмен веществ. Одноклеточные
организмы и водные растения поглощают ионы всей поверхностью, высшие наземные
растения - поверхностными клетками корня, в основном корневыми
волосками. Ионы сначала адсорбируются на клеточных оболочках, затем
проникают в цитоплазму через окружающую её липопротеидную мембрану -плазмалемму.
Катионы (за исключением К⁺) проникают через мембрану пассивно,
путём диффузии, анионы, а также К⁺ (при низких концентрациях)
- активно, с помощью молекулярных "ионных насосов", транспортирующих ионы
с затратой энергии. Скорость активного транспорта ионов зависит
от обеспеченности клетки углеводами и интенсивности дыхания, скорость пассивного
поглощения - от проницаемости биологических мембран, разности концентраций
и электрич. потенциалов между средой и клеткой. Проницаемость мембраны
для разных ионов неодинакова. Так, для катиона К⁺ она в 100
раз выше, чем для Na⁺, и в 500 раз выше, чем для анионов. Поглощённые
ионы передвигаются от клетки к клетке через соединяющие их цитоплазматич.
перемычки -плазмодесмы. У высших растений в корне и стебле имеется
спец. сосудистая система для транспорта минеральных веществ и их органич.
соединений (синтез к-рых частично происходит и в корне) в листья. По мере
старения нижних листьев нек-рые минеральные вещества оттекают из них в
растущие
органы растения, где могут использоваться повторно.

Каждый элемент М. п. р. играет в обмене
веществ определённую роль и не может быть полностью заменён др. элементом.
Азот входит в состав белков -осн. веществ цитоплазмы, а также в состав
амидов, нуклеиновых к-т, гормонов, алкалоидов, витаминов (Bi, ВВ(нитрата) и катиона NH⁺4 (аммония), образующихся при разложении
перегноя микроорганизмами почвы. Молекулярный азот (Nявляется осн. составной частью воздуха (79% ), может усваиваться только
нек-ры-ми видами низших растений (см. Азот-фиксирующие микроорганизмы).
Нитраты
с помощью фермента нитратредук-тазы восстанавливаются до аммония. Аммоний
соединяется с органич. к-тами, образуя аминокислоты, к-рые затем включаются
в белки. Фосфор входит в состав нуклеопротеидов клеточного ядра, фосфолипидов
клеточных мембран, фосфатидов и фосфорных эфиров Сахаров. Особенно важно
участие фосфора в фотофосфорилировании, в процессе к-рого солнечная энергия,
аккумулируемая в форме богатых энергией связей аденозинтрифосфата (АТФ),
используется на усвоение СОвеществ. В форме макроэргич. связей АТФ запасается также энергия, выделяемая
при дыхании за счёт окисления органич. веществ (см. Окислительное фосфорилирование),
образуемых
в процессе фотосинтеза. Фосфор поглощается в форме аниона орто-фосфорной
к-ты (РО³4, или фосфата) и включается за сотые доли секунды
в органич. соединения в неизменном виде. Вместе с тем в растениях всегда
содержится много неорганич. фосфата (его фи-зиол. значение не ясно). Сера,
как и азот, входит в состав всех белков, а также пептидов (глутатион),
нек-рых аминокислот (цистин, цистеин, метионин) и эфирных масел. Сера поглощается
растениями в форме аниона (SO²к-рый в клетках восстанавливается, образуя дисульфидные (- S - S -) и сульфгидрильные
(-SH) группы (последние образуют связи, закрепляющие конфигурацию белковой
макромолекулы). Калий поглощается в форме катиона К⁺ и в такой
же форме остаётся в клетке, не образуя прочных органич. соединений. Он
вступает лшщ в слабые адсорбц. взаимодействия с бел ками и в обменные реакции
с органич к-тами. В отличие от N, Р и S, непосредст венно участвующих в
создании органич материала растит, клетки, К не явля ется в полном смысле
питат. элементом Он повышает водоудерживающую способность цитоплазмы, интенсивность
фотосинтеза, отток ассимилятов, участвует в функционировании устьиц и др.
Кальций и магний поглощаются в форме двухвалентных катионов: Са²⁺
и Mg²+. Осн. функция Са состоит в стабилизации клеточных структур.
Ионы Са²⁺ ("кальциевые мостики") связывают между собой молекулы
липи-дов, обеспечивая их упорядоченное расположение в клеточных мембранах.
Соединения Са с пектиновыми веществами склеивают оболочки соседних клеток.
В отличие от др. элементов М. п. р., Са в растении малоподвижен. Он практически
не реутилизируется и накапливается в стареющих органах. Са необходим для
поддержания структуры рибо-сом, в к-рых происходит синтез белка.
Mg входит в состав хлорофилла, активирует ферменты, переносящие фосфат
с АТФ на молекулу сахара. Железо входит в состав ряда ферментов, в т. ч.
дыхательных (цитохромов). Оно участвует в синтезе хлорофилла, хотя
и не входит в его состав. Возможно также М. п. р. через листья (см. Внекорневое
питание растений).

Вместе с воздушным питанием {фотосинтезом)
М.
п. р. составляет единый процесс обмена веществ между растением и средой.
Оно влияет на все физиол. процессы (дыхание, рост, развитие, фотосинтез,
водный режим и т. д.) и, в свою очередь, зависит от них. Поэтому одно из
наиболее успешных средств управления продуктивностью культурных растений
- регулирование М. п. р. с помощью удобрений.

Лит.: Прянишников Д.Н., Агрохимия,
Избр. соч., т. 3, М., 1952; Курса-нов А. Л., Взаимосвязь физиологических
процессов в растении, М., 1960; Колосов И. И., Поглотительная деятельность
корневых систем растений, М., 1962; С а т-клифф Д ж. Ф., Поглощение минеральных
солей растениями, пер. с англ., М., 1964; Сабинин Д. А., Избранные труды
по минеральному питанию растений, М., 1971; Физиология корня, М., 1973.

Д. Б. Вахмистров.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я