Ни один из химических элементов растение не может использовать в чистом виде. Так, например, растения «купаются» в чистом газообразном азоте (N2), из которого на 3Д состоит воздух. Но, если почва содержит мало азотнокислых или аммонийных солей, растения

страдают и даже гибнут от азотного голода. Точно так

же чистый (элементарный) фосфор (Р) не только не может использоваться в питании растений, nq является для них сильным ядом.

Все элементы корневого питания растения могут усваивать только в форме минеральных солей. Но в корни поступают не целые молекулы солей, а их «половинки» — ионы. Соль состоит из двух частиц: положительно заряженного катиона (металла) и отрицательно заряженного аниона (кислотного остатка). Молекулы

воды также несут электрические заряды: положительный на одном своем конце (полюсе) и отрицательный —

на другом. Поэтому они называются диполями, то есть двухполюсными. Диполи воды окружают молекулу соли и как бы растягивают ее электростатическими силами на две части: катион и анион»

Все металлы (калий, кальций, магний, железо) поступают в корневую систему в виде катионов; фосфор и сера — в виде анионов соответствующих кислот (фосфорной и серной). Азот поглощается растением как в форме катиона аммония, так и в форме аниона азотной кислоты.

Протоплазма всех растительных клеток, в том числе и клеток корня, тоже несет на себе электрические заряды — положительные и отрицательные. Ведь «кирпичики», из которых строится белковая молекула,— аминокислоты— имеют в своем составе кислотную группу —

карбоксил (СООН) и основную аминогруппу (NH2). Первая при гидролитической диссоциации отщепляет атом водорода, приобретая отрицательный заряд, а вторая может присоединять к себе лишний водород, заряжаясь положительно.

Ионы растворенных в питательной среде солей притягиваются к заряженным участкам протоплазмы, адсорбируются . Положительно заряженные катионы адсорбируются на отрицательных, а отрицательно заряженные анионы — на положительных участках поверхности клеток корня. Но внутрь протоплазмы ионы не могут проникнуть сами: она покрыта тонкой, но плотной пленкой — плазмалеммой. Здесь им на помощь приходят специальные ферменты — переносчики ионов.

МОЛЕКУЛЫ – „ТАКСИ"

При адсорбции ионы питательных солей как бы сгущаются, плотно упаковываются на поверхности клеток корня. Это увеличивает вероятность их встречи с молекулами ферментов-переносчиков, которые соединяются с этими ионами на поверхности и «перевозят» их в глубь протоплазмы. Здесь переносчики сдают питательный ион «с рук на руки» молекулам различных органических соединений, и он включается в общий обмен

веществ растения. А освободившийся переносчик возвращается к поверхности клетки за новым «пассажиром». Одна молекула фермента может за короткое

время «обслужить» сотни

ионов питательных солей.

Дл я каждого" вида ИОНОВ существует свой вид фер-

мента-переносчика. Они МОЛЕКУЛЫ ЯЈР€НОСЧ«<Ов

должны подходить друг к другу, как ключ подходит к замку. Это свойство, природа которого еще не разгадана, называется химическим сродством. «Шоферы

такси» как бы узнают т,

Ион должен «подходить» к молекуле

своих «пассажиров». переносчика, как ключ к замку. Например, переносчик фосфора не станет перевозить ион азота или

калия =э он просто не сможет соединиться н>1 с каким другим ионом, кроме фосфатного.

Такая избирательность очень важна для растений. Например, если увеличивается потребность организма в азоте, клетки корней синтезируют дополнительное количество переносчиков азота, и этот элемент начинает поглощаться сильнее,

„ЦАРЬ44 – ИОН

Есть в любом водном растворе один вид ионов, который сам по себе не является питательным, но оказывает огромное влияние на поглощение всех других — как катионов, так и анионов. Это катион водорода Н+. Самый мелкий по размерам, он состоит из голого атомного ядра — протона, совершенно лишенного электронов. И тем не менее (вернее, именно поэтому) он подвижнее и активнее всех своих собратьев. Химическая активность его в десятки раз больше, чем любого другого катиона.

Вспомним, что любая кислота—минеральная или органическая — при диссоциации выделяет в раствор ионы водорода. Чем выше их концентрация, тем выше кислотность раствора. А кислотность, или, как говорят, реакция питательной среды, тесно связана с корневым питанием растений.

Ведь водород, как и любой другой катион, адсорбируется на отрицательных участках протоплазмы. Следовательно, он конкурирует с катионами питательных солей за эти участки. Кроме того, адсорбируясь на прото-

плазме, он нейтрализует ее отрицательные заряды, тем самым не только затрудняя поглощение других катионов,

но и облегчая поглощение анионов. Таким образом, в кислой среде легче поглощаются анионы, а в щелочной — катионы.

От кислотности питательного раствора зависит и растворимость некоторых солей. Например, соли фосфорной кислоты или железа в щелочной среде выпадают в осадок, становясь недоступными для корней. Поэтому

лучшая реакция питательной среды для большинства растений — слабокислая.