После установления явления обменного поглощения катионов корневой системой из раствора были проведены исследования по определению обменной поглотительной способности ее по отношению к катионам. Матсон (1949) и другие подвергали корни электродиализу, вытесняя все другие катионы водородом. Высущенные и размолотые после электродиализа навески корней помещали в раствор хлористого калия и затем суспензию титровали щелочью до появления нейтральной реакции. Калий вытеснял ионы водорода, адсорбированные корнями, а гидроксил щелочи связывал их. Определенная таким путем емкость поглощения, выраженная в мг-экв. на 100 г сухого вещества корней, составляла: у ячменя 25,3, ржи 29,5 и у гороха 71.[ ...]
Применяя этот метод, другие авторы выявили, что емкость поглощения катионов у бобовых равна 40—60 мг-экв., у картофеля и помидоров 35—38, у злаков 9—26 мг-экв. на 100 г сухого вещества корней (более высокая в корнях кукурузы.).[ ...]
Более просто это же свойство корней определяли Вильямс и другие ученые (1 950): навеску свежих корней они помещали на 10 секунд в 0,03 н. раствор ацетата бария (при pH 7). После промывания (чтобы отмыть избыток соли) удаляли при тех же условиях концентрации и длительности взаимодействия адсорбированный корнями барий хлоридом кальция. Затем раствор анализировали на содержание бария. Установленная таким способом емкость поглощения свежих корней оказалась гораздо меньшей — от 0,257 до 1,308 мг-экв. на 100 г. Наиболее слабо она выражена у табака и помидоров, лучше всего у сахарной свеклы, ячменя; соя и хлопчатник занимали среднее положение.[ ...]
Емкость катионного поглощения корней возрастает с усилением азотного питания культур, что объясняется возрастанием содержания в них белковых веществ. Келлер и другие (1958) подтвердили четкую зависимость между количеством в корнях уроновых кислот и емкостью поглощения катионов.[ ...]
Вследствие неодинаковой емкости катионного поглощения корней у различных культур наблюдается различное усвоение ими одно- и двухвалентных катионов. Так, зернобобовые поглощают больше кальция и магния, а ячмень — больше калия. В почве минералы монтмориллонитовой группы, обладающие высокой емкостью поглощения, прочнее удерживают адсорбированные ими катионы, чем минералы каолинитовой группы с низкой емкостью поглощения. И растения с низкой поглотительной способностью легче усваивают элементы из каолинитовой группы. Культуры же с высокой поглотительной способностью более полно поглощают катионы из обеих групп минералов.[ ...]
Значительная часть поглощенных корнями катионов представлена ионами водорода, которые замещаются при взаимодействии корневой системы с почвенным раствором на аммоний, калий, кальций, магний и прочие необходимые растению катионы. Между тем водород удерживается корневыми волосками в обменном состоянии потому, что он адсорбируется из углекислоты, появляющейся в пленке раствора, окружающей корни, при растворении в воде выдыхаемого ими С02. В известной мере Н-ионы являются обменным фондом корневой системы при поглощении других катионов из раствора. У Грема (1951) культуры, выращиваемые на питательных растворах, имели следующую часть емкости катионного поглощения корней, занятую Н-ио-нами: пшеница 8,2—19%, ячмень 8,4—22, овес 11,5—29,2 и рожь 42—64%. Характерно, что по способности расти на недостаточно плодородных почвах эти культуры располагаются примерно в тот же возрастающий ряд. В полевых условиях, где питательных веществ меньше, чем в питательном растворе в вегетационных опытах, доля водорода может быть и более высокой.[ ...]
Наряду с поглощением и обменом катионов корневая система должна обладать и аналогичным свойством по отношению к анионам. К сожалению, анионное обменное поглощение изучено недостаточно и в почве и в корнях.[ ...]
До сих пор нет метода определения емкости анионного поглощения у корней. В первом приближении такая работа выполнена А. В. Петербургским и Г. Л. Нелюбовой (1961). Сущность ее сводится к замещению всех анионов, удерживаемых корнями, фосфат-ионами, с последующим вытеснением их ионами гидроксила (из щелочи) и колориметрическим определением фосфата.[ ...]
С помощью этого метода определено, что в молодом возрасте емкость анионного поглощения у корней колеблется от 48 до 129 мг-экв. на 100 г сухого вещества. С возрастом эти величины уменьшаются. В равных условиях корни гороха, кукурузы и подсолнечника имели более высокую анионную емкость, чем овес и ячмень.[ ...]
Способность корневой системы обменно адсорбировать как катионы, так и анионы играет большую роль в поглощении из раствора необходимых растению ионов, к рассмотрению которого мы и переходим.[ ...]
Вернуться к оглавлению