Транспорт элементов минерального питания

Большую роль в изучении транспорта элементов минерального питания сыграли те же методы кольцевания и анализа химического состава пасоки, которые использовались для изучения транспорта ассимилятов. Сбор и анализ пасоки позволил доказать, что органические вещества синтезируются не только в листьях, но и в корнях. Особо ценные данные были получены в краткосрочных опытах, продолжавшихся несколько дней или часов. Кроме этих физиологических методов, используют и другие, применяемые в смежных науках, например метод меченых атомов.

В пасоке были обнаружены сера, калий, магний, кальций, фосфор, железо. Металлы присутствуют в ней почти исключительно в виде хелатных комплексов. Например, железо образует хелатные комплексы с органическими кислотами, другие элементы вступают в комплекс с сахарами (кальций с лактозой, железо с фруктозой). Не образует таких комплексов калий. Сера движется в виде сульфата, а фосфор — в виде фосфата или фосфорилхолина. Азот присутствует в пасоке в основном в виде NO3. Важными компонентами пасоки являются аминокислоты (в первую очередь, глутаминовая, аспарагиновая, лизин) и амиды. В ней также содержатся сахара, органические кислоты, гормоны, но эти вещества являются продуктами метаболизма в клетках корня и не связаны непосредственно с транспортом поглощенных из почвы элементов.

Итак, пасока представляет собой сравнительно простой раствор, состоящий в основном из неорганических веществ, причем набор органических компонентов меняется в зависимости от вида растений и от природы ионов, поглощенных корнем. Например, если поместить корневую систему в солевой раствор, из которого катионы будут поглощаться легче, чем анионы (например, раствор сульфата калия), то количество поглощенных катионов превысит количество анионов. Растение компенсирует эту несбалансированность синтезом органических анионов, обычно карбоновых кислот (сукцината, малата, цитрата).

Обнаружение органических веществ в пасоке позволило сделать вывод, что элементы минерального питания могут транспортироваться вверх не только в форме ионов, которые были поглощены, но и в составе органических веществ, которые образовались в результате их первичной ассимиляции в корне.

Транспорт минеральных веществ из почвы в растение включает поступление ионов в апопласт и симпласт, накопление в вакуолях, ближний (радиальный) транспорт в корне, загрузку ксилемы и флоэмы, дальний транспорт, перераспределение по органам.