植物根吸收水分和養(yǎng)分
根毛以及根表面的其余部分是水分和養(yǎng)分吸收的主要場所。
水通過滲透作用和毛細管作用進入根部。
土壤水含有溶解的顆粒,如植物養(yǎng)分。土壤水中的這些溶解顆粒被稱為溶質。滲透是土壤水從低溶質濃度區(qū)域向高溶質濃度區(qū)域的運動。滲透本質上是土壤水的擴散。
毛細管作用由水的粘性(對固體表面的吸引力)和內聚力(對其他水分子的吸引力)產生。毛細作用使水能夠克服重力向上移動,從周圍土壤中進入植物水中。
營養(yǎng)離子通過擴散和陽離子交換進入植物根部。
擴散是離子沿高濃度梯度到低濃度梯度的運動。
當營養(yǎng)陽離子被吸引到根內細胞(稱為皮層細胞)的帶電表面時,就會發(fā)生陽離子交換。當發(fā)生陽離子交換時,植物根部會釋放出氫離子。因此,根中的陽離子交換導致緊鄰土壤的 pH 值降低。
一旦水和營養(yǎng)離子進入植物根部,它們就會在相鄰細胞之間根部組織中存在的空間中移動。
然后水和養(yǎng)分被輸送到木質部,木質部將水和養(yǎng)分輸送到植物的所有部分。
一旦水和養(yǎng)分進入木質部,兩者都可以運輸到植物中需要水和養(yǎng)分的其他部分。植物細胞如何吸收營養(yǎng)離子的基本概述如下。
植物細胞吸收養(yǎng)分
植物細胞含有屏障(質膜和液泡膜),可以選擇性地調節(jié)水和養(yǎng)分進出細胞的運動。這些細胞屏障是:
可滲透氧氣、二氧化碳以及某些化合物。
半透水。
選擇性滲透無機離子和有機化合物,如氨基酸和糖。
營養(yǎng)離子可以主動或被動地穿過這些屏障
被動傳輸是離子沿濃度梯度的擴散。當細胞內部的特定營養(yǎng)物質濃度低于細胞外部時,營養(yǎng)物質可以擴散到細胞中。這種運輸方式不需要能源。
主動轉運是營養(yǎng)離子逆濃度梯度進入細胞的運動。與被動運輸不同,這種類型的運動需要能量。
營養(yǎng)流動
一些營養(yǎng)素的一個重要特征是能夠在植物組織內移動。一般而言,當植物組織中缺乏某些營養(yǎng)素時,該營養(yǎng)素能夠從較老的葉子轉移到生長需要該營養(yǎng)素的較年輕的葉子。具有這種能力的營養(yǎng)素被稱為可移動營養(yǎng)素,包括氮、磷、鉀、鎂和鉬。相比之下,固定的養(yǎng)分沒有能力從舊的生長轉移到新的生長。不動的營養(yǎng)素包括鈣、硫、硼、銅、鐵、錳和鋅。
在診斷缺乏癥狀時,營養(yǎng)物質的流動性或不動性為我們提供了特殊的線索。如果缺乏癥狀首先出現在舊的生長中,我們就知道缺乏的營養(yǎng)是流動的。另一方面,如果癥狀出現在新的生長中,則缺乏的營養(yǎng)素是不動的。
土壤內
土壤中養(yǎng)分的流動性與土壤的化學性質(如 CEC 和 AEC)以及土壤條件(如水分)密切相關。當土壤中有足夠的水分發(fā)生浸出時,滲濾水會攜帶溶解的養(yǎng)分,這些養(yǎng)分隨后會從土壤剖面中流失。容易浸出的養(yǎng)分通常是那些被土壤顆粒吸附的養(yǎng)分較弱的養(yǎng)分。例如,在具有高 CEC 和低 AEC 的土壤中,硝酸鹽(陰離子)比鈣(陽離子)更容易浸出。此外,在這樣的土壤中,鉀(一價陽離子)比鈣(二價陽離子)更容易浸出,因為鈣比鉀更牢固地附著在土壤顆粒上。
在風化過程中,礦物中的二氧化硅也會從土壤剖面中溶解和浸出。正是這種溶解和浸出將主要礦物質轉化為風化程度更高的次生礦物質,構成毛伊島質地細膩的土壤。