Активне і пасивне поглинання елементів. Роль абсорбції і дифузії в транспорті іонів клітинною і кореневою системою

Актуальність теми. Поглинання мінеральних поживних речовин так само важливе для успішного росту рослин, як і поглинання води. Однак поглинання солей вивчене поки що недостатньо, оскільки воно значно складніше. Поглинання солей рослинами складається з декількох етапів: руху іонів з грунту до поверхні кореня; нагромадження іонів у клітинах коріння; радіального переміщення іонів від поверхні кореня у ксилему; пересування іонів з кореня у пагін. Поглинання мінеральних поживних речовин через корінь включає пересування іонів з грунту до поверхні кореня, нагромадження в клітинах кореня, рух з них у ксилему і виділення у ксилемний сік, з яким вони переносяться в листки з транспіраційним потоком.

Ріст рослин сильно залежить від концентрації необхідних мінеральних поживних речовин у грунті й самій рослині. Між іонами існують складні взаємодії, які впливають на їх доступність, причому особливо важливу роль відіграє кальцій. При цьому важливе значення мають й інші фактори, наприклад зміна величини рН. Рослини можна вирощувати у водних культурах при широкому діапазоні рн, якщо вжити заходів для підтримки необхідних елементів у розчиненому стані, однак у природі рН відіграє важливу роль, впливаючи на розчинність деяких елементів. На лужних грунтах спостерігається дефіцит заліза і фосфору, а на кислих рослинам часто бракує кальцію і магнію, причому підвищена розчинність алюмінію, марганцю та інших іонів на кислих грунтах може привести до концентрацій, токсичних для рослин.
Зважаючи на всі ці фактори, а також враховуючи зорієнтованість сучасного землеробства на внесення добрив у грунт особливої актуальності набуває вивчення процесів поглинання і транспортування елементів рослиною і окремими її органами (коренем, пагоном, на клітинному рівні). Поглинання мінеральних речовин включає активний транспорт, який залежить від витрат метаболічної енергії, тому на поглинання солей впливають такі фактори навколишнього середовища, як аерація і температура. Більша частина досліджень по цьому питанню проведене на корінні трав'янистих рослин, але наявні нечисленні дані свідчать про те, що аналогічно поводяться і корені деревних видів. Однак досі недостатньо досліджено процеси, які відбуваються у корені загалом і його клітинах при різких зміна елементого складу грунту, що й зумовлює актуальність дослідження.
Об’єкт дослідження – процес поглинання рослинами поживних елементів.
Предмет дослідження – механізми поглинання і транспортування іонів, солей та інших поживних елементів на кореневому і клітинному рівнях.
Мета роботи – вивчити процеси і механізми поглинання рослинами поживних елементів, з’ясувати їх особливості залежно від різного компонентного складу поживних речовин у грунті.
Відповідно до об’єкта, предмета і мети роботи визначено наступну гіпотезу дослідження: поглинання рослинами поживних елементів з різних за вмістом сольових розчинів відбувається за різними принципами, при цьому корінь має різні зони поглинання з різними властивостями.
Для досягнення поставленої мети і перевірки гіпотези визначено наступні завдання дослідження:

• висвітлити основні поняття механізму поглинання: дифузії, осмосу, хімічного і водного потенціалу, осмотичного тиску;
• охарактеризувати рослинну клітину як осмотичну систему, визначити механізми клітинного трансопртування елементів;
• з’ясувати особливості кореневого поглинання елементів рослинними організмами;
• здійснити аналіз сучасних досліджень концентрації іонів у середовищі, їх поглинання і засвоєння рослинами;
• проаналізувати результатів дослідження поглинальних систем сільськогосподарських рослин.

Методи дослідження. У процесі виконання поставлених у роботі завдань використовувалися методи аналізу наукової і методичної літератури, синтетичний і дедуктивний методи та метод порівняння.
Структура роботи. Курсова робота складається зі вступу, двох розділів, висновків і списку використаної літератури, обсяг роботи складає 33 сторінки.