Визначення загальної та активної адсорбуючої поверхні коренів

Згідно сучасним уявам процес поглинання іонів рослинами можна розподілити на два етапи: 1) проникнення іонів у "вільний простір" кореня і 2) пересування їх до протопластів клітин кореня. "Вільний простір" включає до себе клітинні оболонки та міжклітинні простори паренхіми кореня. апопласт. Він локалізований поза протопластами клітин і складає 4 - 6% об'єму кореня. Іони можуть поступати до апопласту та виділятися зворотно шляхом вільної дифузії та іонного обміну. Пасивне пересування іонів апопластичним шляхом можливо тільки до ендодерми, клітинні стінки якої мають суберинізовані пояски Каспарі і утворюють перепони для транспортування речовин. На другому етапі поглинання іони повинні перш за все перетнути плазмалему пасивно чи активно згідно електрохімічного градієнту конкретного іону. Пересування речовин по протопластах, що взаємозв'язані плазмодесмами, йде симпластичним шляхом завдяки руху цитоплазми та дифузії. Транспортування до стели відбувається крізь протопласти пропускних клітин ендодерми. Цей механізм активний і потребує витрат енергії, тому він залежить від фотосинтезу і дихання.

Спосіб визначення адсорбуючої поверхні коренів базується на уявленнях про адсорбційний характер початкового поглинання речовин кореневими системами рослин. Таке трактування початкового етапу поглинання речовин дозволяє визначити поверхню поглинання коренів за адсорбцією будь-якого іону, припускаючи, що при цьому проходить рівномірне покриття адсорбенту мономолекулярним шаром речовини, яка адсорбується. Як адсорбуючу речовину, використовують метиленову синь, поглинання якої можна точно визначити за зміною концентрації дослідного розчину. Відомо, що 1 мг метиленової сині при мономолекулярній адсорбції покриває 1,1 м2 поверхні адсорбенту. При зануренні коренів у розчин метиленової сині вона через 1,5 – 2 хв. виявляється в середині першого шару клітин.

І.І. Колосов встановив, що при двократному 1,5-хвилинному зануренні кореневої системи у розчин метиленової сині проходить адсорбційне насичення як активної так і неактивної поверхні кореневої системи. При третьому 1,5-хвилинному зануренні метиленова синь поглинається активною поверхнею кореневої системи, яка у цей проміжок часу десорбувала метиленову синь, яка була поглинута раніше, в середину клітин. Таким чином, активну поверхню коренів можна визначити за кількістю метиленової сині, яка була поглинута при третьому зануренні коренів. Загальна адсорбуюча поверхня може бути визначена при визначенні поглиненої метиленової сині при перших двох зануреннях, коли досягається повне адсорбційне насичення активної та неактивної поверхні коренів. Вона знаходиться у межах 0,3 – 0,8 м2. Відношення активної поверхні до загальної складає 0,2 – 0,5. Неактивна поверхня коренів визначається шляхом десорбції іонів фарби.