Absorbtia apei si a substantelor minerale la plante

Absorbtia apei si a substantelor minerale la plante

a)    Adaptarea radacinii

Apa si substantele minerale, alaturi de dioxidul de carbon, sunt principalii compusi anorganici utilizati de catre plante pentru biosinteza substantelor specifice.

Organul specializat pentru absorbtia apei si a substantelor minerale este radacina, dar in cantitati mici aceste substante pot fi absorbite si prin alte organe ale plantelor, in special prin frunze.

Radacina prezinta adaptari specifice pentru realizarea procesului de absortie a apei si a substantelor minerale, care se reflecta in structura acesteia.

La exteriorul radacinii se afla rizoderma, alcatuita din celule cu peretii subtiri, acoperite de un strat de mucilagi care permite trecerea cu usurinta a apei si a substantelor minerale.

Partea apicala a radacinii indeplineste functia de crestere. Varful acesteia este acoperit de piloriza, care o protejeaza in timpul penetrarii printre particulele solului, iar merisistemul apical, situat sub acesta, prin diviziuni repetate sporeste numarul celulelor.

Zona porilor este specializata in absorbtia apei si a substantelor minerale. La exterior se afla celule rizodermice modificate, specializate pentru absorbtie: perisorii absorbanti.

Dimensiunile radacinilor sunt impresionante. Astfel, plantele de Secale, cereale au circa 14 miliarde de peri absorbanti a caror lungime totala depaseste 600 km, suprafata lor este de aproximativ 400 m² , iar in fiecare zi se formeaza aproximativ 100 milioane de peri absorbanti noi. Ritmul de crestere al perilor absorbanti este de 5-10 mm/zi.

Lungimea radacinilor si volumul solului din care se aprovizioneaza este foarte mare si variaza cu specia.

b)    Factorii care influenteaza intensitatea absorbtiei apei si a substantelor minerale

Procesul de absorbtie a apei si a substantelor minerale de catre radacinile plantelor este influentat de numerosi factori interni si externi.

Factorii interni cu influenta evidenta asupra acestui proces sunt: specia, varsta plantei, respiratia radacinii, transpiratia, fotosinteza.

Caracteristicile de specie aparute in urma adaptarii la conditiile de mediu au un efect    deosebit asupra absorbtiei apei si a substantelor minerale. Aceste adaptari se refera la unele particularitati anatomice si morfologice, care conduc la aprecializarea lor pentru anumite conditii.

Plantele xerofile, sunt plante care traiesc in locuri extrem de uscate, au radacini ramificate cu potential osmotic ridicat si poseda adaptari care le permit sa micsoreze pierderile de apa din tesaturi.

Varsta plantei este un factor important care influenteaza aprovizionarea cu apa si cu substante minerale. S-a constatat ca necesarul de apa al plantelor variaza in functie de ferofaza, fiind mai mare in perioada de crestere a plantei, de inspicare-inflorire, de formare si crestere a semintelor si a fructelor.

Absorbtia substantelor minerale de catre plante sporeste in perioada de crestere si se mentine ridicata pana la fructificare.

Intensitatea procesului de respiratie a radacinii influenteaza absorbtia substantelor minerale, prin faptul ca asigura energia biochimica necesara pentru transportul activ al acestora.

Intensitatea procesului de transpiratie este un factor intern in absorbtia apei si a substantelor minerale. Transpiratia intensa genereaza un deficit de saturare cu apa la nivelul frunzelor. Ca urmare creste forta de aspiratie care determina ascensiunea sevei brute prin vasele lemnoase, influentand astfel si absorbtia apei din sol.

Fotosinteza influenteaza in mod indirect absorbtia substantelor din sol. Fotosinteza intensa asigura o cantitate sporita de substrat respirator, care furnizeaza energia necesara pentru transportul activ al substantelor minerale si prin acesta in mod indirect determina absorbtia apei.

Factorii externi care influenteaza absorbtia apei si a substantelor minerale sunt: umiditatea solului, concentratia solului, temperatura, pH-ul, dioxidul de carbon, interactiunea ionilor si lumina.

Umiditatea solului influenteaza atat absorbtia apei, cat si a substantelor minerale. Absorbtia apei decurge intens la o umiditate de 75-80% din capacitatea totala pentru apa a solului. Aceasta umiditate asigura si dizolvarea substantelor minerale, schimbul de ioni si penetrarea solutiei solului in apoplast.

Scaderea umiditatii solului sub aceasta valoare diminueaza absorbtia apei si a substantelor minerale. Absorbtia inceteaza cand umiditatea solului ajunge la o valoare egala cu a coeficientului de ofilire.

Cresterea umiditatii peste valoarea de 805 din capacitatea totala pentru apa a solului determina reducerea ritmului de absorbtie, ca urmare a inchiderii hidropasive a stomatelor.

Concentratia solutiei solului este in medie de 0,05-0,15%. Prin cresterea concentratiei solutiei solului, aceasta poate deveni hipertonica fata de sucul vacuolar al celulelor radacinii, ceea ce impiedica absorbtia apei. Pe masura ce creste concentratia solului in substante minerale, scade rata absorbtiei acestora. Unele speci de plante spontane, halofile sunt adoptate la concentratii mari de saruri, conditii in care plantele cresc si se dezvolta normal.

Temperatura scazuta diminueaza absorbtia apei si a substantelor minerale, datorita cresterii vascozitatii citoplasmei, reducerii activitatii enzimatice, precum si a intensitatii procesului de respiratie care furnizeaza energia biochimica necesara pentru transportul activ.

Absorbtia apei ai a substantelor minerale incepe la temperaturi apropiate de 0^oC. La aceste temperaturi, absorbtia este activa numai la plantele adaptate.

Pe masura cresterii temperaturii absorbtia apei si a substantelor minerale se intensifica, valoarea optima fiind cuprinsa intre 20 si 32⁰C. La temperaturi ridicate, peste 40⁰C, absorbtia apei si a substantelor minerale se reduce, datorita alterarii protein-enzimelor implicate, in procesul de respiratie, furnizorul de energie pentru transportul activ.

Influenta pH-ului solutiei asupra absorbtiei apei si a substantelor minerale se manifesta atat prin rolul pe care il are asupra cresterii radacinilor, cat si asupra solubilitatii si solubilizarii sarurilor minerale.

S-a constatat ca pH-ul alcalin provoaca incetinirea absorbtiei anionilor, in timp ce la un pH acid scade intensitatea absorbtiei cationilor. Absorbtia apei este influentata de pH-ul solutiei solului in mod indirect, prin influenta pe care o are acesta asupra absorbtiei ionilor.

Interactiunea ionilor din solutia solului se manifesta prin relatii de sinergism si antagonism. In cazul relatiilor de sinergism, prezenta unui ion stimuleaza absorbtia altui ion. Antagonismul se caracterizeaza prin actiunea unui ion de franare a absorbtiei altui ion.

Lumina are o actiune indirecta asupra absorbtiei substantelor prin radacina. Prin actiunea de stimulare a procesului de fotosinteza, lumina contribuie la sinteza substantelor energetice din care rezulta energia biochimica necesara pentru transportul activ al substantelor. Lumina determina si deschiderea fotoactiva a stomatelor, intensifica procesul de transpiratie si prin aceasta, stimuleaza procesul de absorbtie a apei.