О механизме поглощения питательных веществ корневой системой. В основе процесса корневого питания растений лежит поглощение элементов пищи из почвы. Поступление веществ в корни — это очень сложный процесс, который слагается из комплекса одновременно протекающих механизмов поглощения. Р. К. Саляев (1965) перечисляет следующие из них: 1) пассивное поглощение путем диффузии молекул в «свободное пространство» клетки; 2) физико-химическая адсорбция на пектоцеллюлозных мембранах клеточной оболочки; 3) поглощение путем включения в метаболизм, т. е. в обмен веществ клетки; 4) поглощение при помощи молекул-переносчиков; 5) перенос ионов с поверхности корня в его клетки при помощи специфических ферментов «пермеаз»; 6) поглощение при активном движении цитоплазматической мембраны; 7) поглощение путем пиноцитог за, т. е. «захватывание» отдельными участками оболочки капель внешнего раствора при ее впячивании (количество микропиноцитозных вакуолей в клетке может достигать нескольких тысяч).
Согласно представлениям Д. Ф. Сатклиффа (1964) на определенном этапе поглощения между поглощенным ионом и органическим веществом, входящим в состав цитоплазмы, образуется специфический комплекс. При этом перенос ионов из раствора в клетки корня может осуществляться с участием так называемых переносчиков, в качестве которых могут функционировать цитоплазматические белки. Цитоплазма находится в состоянии непрерывного движения, поэтому составляющие ее белки периодически передвигаются с поверхности в толщу, перенося с собой связанные ионы.
При частичном распаде и при обновлении белков ионы освобождаются и, притягивая воду, образуют мелкие капельки, которые затем могут сливаться с центральной вакуолью.
Поглощение ионов клетками корня является двусторонним процессом. Установлено, что оно происходит при обменной адсорбции, когда ионы, выделяемые корнями, обмениваются с ионами, находящимися в почвенном растворе. Этот факт был подтвержден Бройером (Т. Вгоу, 1950), который использовал в своих опытах меченые атомы калия. «Обменный фонд» растений составляют катионы Н+ и анионы НС03-, освобождающиеся при растворении и диссоциации выделяющейся из корней при их дыхании угольной кислоты, а также ионы корневых выделений.
Корень не только поглощает вещества, в нем протекают и синтетические процессы. Установлено путем хроматографического анализа пасоки, что поступившие в корни минеральные формы азота быстро превращаются в аминокислоты, в синтезе которых участвуют продукты фотосинтеза — органические кислоты. Кроме аминокислот, в корнях происходит вторичный синтез других органических соединений — амидов, липоидов и нуклеопротеидов. В результате процессов синтеза, протекающих в корнях, все время нарушается равновесие между компонентами клеточного сока и почвенного раствора, что способствует поглощению веществ, а также приводит к избирательному поглощению ионов. Поглощение питательных веществ является активным физиологическим процессом, связанным не только с жизнедеятельностью корневой системы, но и с жизнедеятельностью надземных органов, т. е. с обменом веществ всего растения (И. И. Колосов, 1962; Д. И. Сабинин, 1955 и др.).