ABSORBŢIA APEI ŞI BIOELEMENTELOR DE CĂTRE PLANTE

Absorbţia bioelementelor: în stare dizolvată,Transportul lor prin ţesuturile plantelor: simultan cu apa. Absorbţia unor biocompuşi organici: aminoacizi, glucide solubile, acizi org.

Adaptările rădăcinii pentru absorbţia apei şi a bioelementelor

Organul specializat: rădăcina.Adaptări specifice:

perilor absorbanţi, gradul mare de ramificare şi lungimea totală (ex. secară - 500 Km).

Perişorii absorbanţi = celule rizodermice modificate şi specializate.Particularităţi:

lungimea: 0,15 - 8,0 mm grosimea de aproximativ 0,1 mm vacuola ocupă tot interiorul nucleul localizat în vârf înconjurat de masa citoplasmatică. pereţii formaţi din caloză le conferă o mare permeabilitate

pentru apă. numărul între 217 peri/mm2 la pin şi 2.500 peri/mm2 la

secară. durata de viaţă 50 până la 70 de zile la grâu, şi 120 de zile la

orez rizosfera: micorize, bacterioze.

Secţiune transversală prin rădăcină (Enstone şi Peterson-1992)

Rizosfera este reprezentată de zona de sol aflată sub influenţa rădăcinilor vii. Extindere variabilă Bogată în microorganisme Exudate, secreţii, lizate, mucilagii.

Exudatele sunt compuşi cu greutatea moleculară mică, care sunt transportaţi pe

cale pasivă din celule în spaţiile intercelulare şi apoi în sol.

Compoziţia biochimică: - proteine, acizi organici, aminoacizi, - metaboliţi - acizi uronici, fenoli - elemente minerale biogene (calciu, cupru, plumb). – - biomolecule semnal - luteolina care atrage

chimiotactic bacteriile din genul Rhizobium, biocianina care stimulează fixarea ciupercilor micoritice vezicular – arbusculare, sau ca acidul palmitic care stimulează fixarea ciupercilor ectomicoritice.

- compuşi allelopatici inhibă creşterea altor plante, cazul exudatelor eliminate de rădăcinile de nuc.

Compuşi allelopatici: acid galic, taninuri, alcaloizi, purine, etc.

Secreţiile constă din compuşi organici cu greutate moleculară mică sau mare, care rezultă din procesele metabolice şi care sunt eliminaţi din rădăcini pe cale activă.

Lizatele sunt constituite din compuşi de biodegradare rezultaţi din autoliza celulelor senescente sau a celor atacate de microorganisme parazite. Exemplu:cca 10-16 % din carbonul fixat în procesul de fotosinteză revine în sol.

Mucilagiile sunt produse de celulele secretoare din zona subapicală a rădăcinii, sau provin din biodegradarea poliglucidelor din pereţii celulari.

Rolul: protecţia celulelor rădăcinilor la penetrarea acestora prin sol, şi substrat nutritiv pentru microorganisme.

Consecinţa: prezenţei exudatelor, secreţiilor, lizatelor şi a mucilagiilor în solul din apropierea rădăcinii plantelor → dezvoltarea microflorei şi a microfaunei.

Încărcătura solului până la adâncimea de 15 cm: 139 kg/ha alge, 10.080 kg/ha bacterii 10.000 kg/ha fungi, 379 kg/ha microfaună.

Populaţia rizosferei: fungi saprofiţi, bacterii chimiosintetizante (nitrobacterii, sulfobacterii,

ferobacterii), bacterii denitrificatoare, bacterii fixatoare de azot molecular liber din sol; în stratul superficial alge şi bacterii pigmentate capabile să

fixeze dioxidul de carbon prin reacţii de fotosinteză.

Consecinţele activităţii microflorei:-Fixarea azotului atmosferic de către Azotobacter, cca 60 kg/ha. -Transformarea azotului amoniacal în nitraţi (în procesul de nitrificare), de

către bacteriile Nitrosomonas şi Nitrobacter. -Descompunerea de către bacterii a formelor insolubile de fosfaţi.

Micorizele sunt relaţii mutualistice complexe stabilite în natură în modobişnuit între rădăcinile plantelor şi hifele unor ciuperci.

Rolul micorizelor: optimizarea rezervei de apă şi biominerale din sol pentru planta gazdă.

Oferta plantei: biocompuşi organici şi adăpost ecologic fungilor.

Excepţii: familiile Cruciferae, Caryophyllaceae, Cyperaceae, Chenopodiaceae, în condiţiile cultivării pe soluri bogate în minerale biogene şi cu umiditate

corespunzătoare, unele plante (exemplu pomii fructiferi) pot creşte fără micorize,

în timpul verii, în condiţii de secetă, micorizele pot dispare, dar se refac atunci când condiţiile din sol devin favorabile.

Clasificare funcţie de locul de fixare al hifelor: ectomicorize endomicorize.

Ectomicorizele se întâlnesc la: angiospermele lemnoase, unele graminee cultivate şi spontane, ceapă şi unele specii de gimnosperme.

Caracteristici:- Hifele fungilor formează în jurul radicelelor un manşon exceptând ţesutul

meristematic din apexul rădăcinii. - Unele hife pătrund şi între celulele rizodermei, după hidroliza enzimatică a

lamelei mediane şi uneori chiar şi între celulele corticale.

- Hifele alcătuiesc o reţea numită reţeaua lui Hartig, care reprezintă zona de schimb dintre fungi şi celulele rădăcinii, sunt acelulare şi au rol de transfer.

Endomicorizele se întâlnesc la: o cereale o unele plante din zonele arctice, tropicale şi deşertice.

Caracteristici:- insinuarea fungilor micoritici între şi în celulele rădăcinilor atât pe cale

mecanică cât şi pe cale enzimatică,- hifele se alungesc pe măsură ce creşte rădăcina.- sunt de tip vezicular-arbuscular - pătrund în celulele corticale ale rădăcinii unde dau naştere la structuri

ovoidale denumite vezicule şi la structuri ramificate numite arbuscule; - veziculele constituie situsurile de depozitare ale biomoleculelor de rezervă, - arbusculele reprezintă structurile prin care are loc schimbul de biomolecule nutritive dintre fungi şi plantă;- durata de viaţă a endomicorizelor este de circa 2-15 zile.

Endoectomicorizele sunt considerate ca un tip aparte de micorize, unii autori consideră că sunt ectomicorize, iar alţii că sunt endomicorize.

Consecinţa activităţii fungilor micoritici: cantitatea de azot provenit din sol creşte de 1,6 ori, cea de fosfor de 2,9 ori şi sporeşte biomasa uscată care se acumulează în plantele cu micorize, comparativ cu plantele care nu posedă micorize.

Biomoleculele organice necesare nutriţiei fungilor: zaharoza. Conţinutul în zaharoză al hifelor micoritice se menţine la un nivel coborât prin

transformarea acesteia în biocompuşi de rezervă (glicogen, acizi organici), ceea ce favorizează difuzia continuă a acesteia din rădăcini în hife.

Menţiune: Procesul de absorbţie al apei şi compuşilor minerali biogeni este caracteristic tuturor organismelor vegetale, dar se realizează diferenţiat în funcţie de gradul de evoluţie al speciilor.

Raportul: rădăcina plantei şi solul în care este fixată.Accesul rădăcinilor la apa din sol depinde de: gradul de reţinere al apei la

particulele solului.

Forme de apă în sol:

-apa de constituţie sau apa legată chimic-apa higroscopică

-apa peliculară-apa capilară

-apa gravitaţională.

Apa de constituţie sau apa legată chimic intră în structuramoleculelor care alcătuiesc particulele solului, reprezentând apa de cristalizare reţinută cu forţe chimice, şi de aceea este inaccesibilă plantelor.

Apa higroscopică formează pelicula fină dispusă imediat la suprafaţaparticulelor de sol, moleculele ei fiind ordonat dispuse şi reţinute cu forţe electrostatice.

Apa peliculară este reprezentă de straturile externe de apă care înconjurăparticulele solului, reţinute cu forţe de 30 - 50 atm,este accesibilă numai pentru unele specii de plante halofite.

apa inertă = apa higroscopică + apa peliculară

apa pendulară: apa acumulată între peliculele de apă a două particule învecinate.

Apa capilară este apa care ocupă spaţiile capilare fine ale solului reţinută cuforţe de sub o atm. Apa capilară se găseşte în legătură cu pânza de apă freatică, nivelul ei fiind influenţat de deplasările acesteia, şi este accesibilă plantelor.

Apa gravitaţională ocupă spaţiile mari din sol, este foarte mobilă şi sedeplasează descendent sub influenţa forţei gravitaţionale a pământului; provine din precipitaţii şi irigaţii, se deplasează în orizonturile mai adânci ale solului, îmbogăţind pânza freatică; este accesibilă plantelor.

Rădăcinile plantelor absorb apa reţinută cu forţe mai mici decât forţa de sucţiune a celulelor:

apa gravitaţională, apa de capilaritate şi o parte din apa peliculară.

Indicatori hidrici:1.Conţinutul de apă al solului care determină ofilirea ireversibilă a plantelor

este cunoscut sub denumirea de coeficient de ofilire. Valoarea acestui coeficient variază în funcţie de natura solului şi este aproape

identică la diferite specii.Exemplu: în cazul solurilor nisipoase variază între 1,02 şi 1,11,

în cazul celor luto–nisipoase între 6,5 şi 6,9 iar în cazul celor luto–argiloase între 15,3 şi 16,6.

2. Rezerva utilă reprezintă cantitatea de apă disponibilă pentru plante, respectiv diferenţa dintre capacitatea de câmp a solului şi coeficientul de ofilire.

Soluţia solului reprezintă interfaţa la nivelul căreia se face schimbul de materie între coloizii solului şi rădăcinile plantelor şi are o concentraţie care variază între 0,05 şi 0,15 %.

Conţinut chimic: în stare dizolvată ioni şi diverşi compuşi organici: glucide, aminoacizi, amide, acizi organici şi sărurile acestora.