求解,关于农学的两个问题

植物根系吸收养分分为主动吸收和被动吸收,是以主动吸收为主还是被动吸收为主?植物叶面吸收养分是以气孔吸收为主还是角质吸收为主?

采用无土栽培(雾培、水培、基质培)后,就不存在有机与无机之说,因为不管是土壤的有机栽培还是无土营养液栽培,植物根系只能吸收无机的离子化矿质元素,就是有机肥施入土壤,也是在微生物作用下分解为矿质离子,才能被植物根系吸收利用,有机与无机是一种肥料的形态,植物真正利用吸收的还是离子化的矿质元素,只有带电的离子或者一些小分子植物根系才能吸收,有机肥的大分子没有分解植物是无法吸收利用的。植物根系的吸收分为主动吸收与被动吸收,以下就两种吸收机制作详细说明。
根系主要吸收无机营养元素,按吸收方式和耗能情况,可以分为被动吸收和主动吸收。
(一)被动吸收
被动吸收包括扩散、质流和截获。
质流又称集流或液流。质流吸收主要是由作物的蒸腾液流所引起的,溶液中营养元素随着水溶液而进入根细胞。
截获是根系与营养离子接触,进行直接吸收的方式。截获吸收量与根系生长量关系很密切,在土壤系统中,作物根系占耕作层土壤总体积不到2%~3%,故截获吸收总量是很有限的,但在无土栽培中,截获吸收总量提高3倍以上。
被动吸收还包括离子交换吸附,它是由根细胞进行呼吸所产生的H+和HCO3-( HCO3-还可进一步电离出H+),吸附在根系表皮细胞的原生质膜表面上,可能与土壤溶液中的离子或黏土颗粒表面吸附的离子,进行离子交换而被根系吸收,离子交换吸附被认为是扩散、质流和截获吸收的一种特殊形式。
(二)主动吸收
植物体内离子态的浓度一般比土壤溶液(或营养液环境)中或土壤胶体表面所吸附的离子浓度高的多,但仍能逆浓度梯度吸收,这是需要生物代谢能量的过程。目前关于主动吸收的具体机理及代谢能量被利用方式较为完整的假说有两种。
1、载体假说该假说认为,生物膜上存在着一些能携带离子通过膜的大分子,这些大分子就叫载体。有人认为,载体可能是蛋白质分子,类似变构酶。载体对一定的离子有专一的结合部位,能选择性地携带某种离子通过膜。载体的形成需要ATP,ATP的来源主要是由呼吸作用中糖分解产生的,ADP和无机磷在光合磷酸化、氧化磷酸化的作用下重新获得能量,又形成ATP。
离子泵假说较好的解释了ATP酶活性与阳离子吸收的关系,在离子膜运输过程方面(反向运输)又与现代的化学渗透学说相符合。另外,离子泵假说在能量利用方面与载体理论基本一致,认为ATP酶本身就是一种载体。
另外,植物根系在吸收无机养分的同时,还可以吸收分子量不大的有机养分,如各种氨基酸、酰胺、磷酸己糖、磷酸甘油酸、核酸和核苷酸以及腐殖酸等。这些有机化合物固然可以被作物吸取,但不是作物吸收利用的主要成分,吸收的数量比起无机成分微不足道。对于有机养分的吸收机制,多数认为是属于主动吸收,需要载体也需要能量,并具有选择性。wheeler和Hancheg(1971)等认为,植物细胞也有类似动物的“胞饮作用”,先是原生质膜内凹呈嘴形,把有机分子引入,然后封口,成为细胞的内含物。但一般认为胞饮作用不常见,可能只是在特殊的情况下,如大分子物质,植物细胞才发生胞饮作用,所以不是有机养料吸收的主要途径。现在已经在生物膜上发现了许多能吸收和转运有机物质的载体。
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