土壤中的养分是怎么被根系吸收的？

Question

如题所述

Answer 1

一、养分进入根细胞的过程可分为被动吸收和主动吸收两种方式。
二、主动吸收又称代谢吸收，是一个需要消耗能量的代谢过程，具有选择性；被动吸收又称非代谢吸收，不需要消耗能量，属物理或物理化学作用。根系吸收初期以被动吸收为主，后期以主动吸收为主，通常是两者相结合进行。
三、1.根系对无机态养分的被动吸收
根系对养分的被动吸收主要以截流、扩散、质流和离子交换等形式进行。气体二氧化碳、氧气和水可以从高浓度向低浓度扩散，通过质流进入植物体内。离子态养分质流进入根内，主要受土壤溶液中离子态养分含量和植物蒸腾作用的影响。当离子态养分较多（施肥后），气温较高，植物蒸腾作用较大时，通过质流进入根内的矿质元素也多。根系进行呼吸所产生的H+离子和HCO3-离子（或OH-离子）与土壤中阴、阳离子进行交换，使部分离子态养分吸附在根细胞表面而被植物吸收。
作物根系从土壤中吸收养分有三种方式，即扩散、截获和质流。
（1）扩散：在土壤溶液中某种养分的浓度出现差异时所引起的养分运动，使养分由浓度高处向低处扩散，最后趋于平均分布。作物不断从根际土壤吸收养分，使根际土壤溶液中的养分浓度相对降低，造成根际土壤和远离根际土壤中养分含量的差异。远离根际处的养分浓度高，养分则慢慢向根际扩散，并被根系吸收。通常在施肥或土壤中有机质矿质化后，会因养分浓度提高而向周围扩散，从而被作物根系吸收利用。
（2）截获：当根系尤其是数目很多的根毛与土壤养分直接接触时，就可以进行离子交换而获得养分，不通过土壤溶液。这种不通过运输，而依靠根系从土壤中直接吸收养分的方式称为截获。
（3）质流：质流与扩散不同，不是养分的浓度差引起的养分运动，而是土壤水溶液中的养分蒸腾作用把养分运送到根际。当作物蒸腾作用消耗了根层土壤中大量水分后，植物根系为了维持正常的蒸腾作用，必须不断地从周围环境中吸收水分。这就造成土体中大量水分流向根部，以补充根系周围水分的亏缺，则产生了质流作用。土壤水溶液中的养分也随着水分的流动被带到根的表面。从而，为作物获得更多养分提供了有利条件。
2.根系对无机态养分的主动吸收
无机态养分的主动吸收分为离子泵解说和载体解说，都是通过代谢过程，消耗能量吸收土壤中的养分。植物体内离子态养分的浓度比外界土壤中溶液浓度高，而根系仍能逆浓度吸收，且吸收时有选择性，这是由于植物体内能量的释放以及酶的作用结果，其中包括一系列生理生化过程。
3.根系对有机态养分的吸收
根系能直接吸收利用有机态养分（如各种氨基酸、磷酸己糖、磷酸甘油酸和酰胺等），它是通过生物膜酶载体进入细胞的。可见土壤和肥料中的有机态养分，是植物养分直接来源之一。所以有机肥不但能提高土壤肥力，也能直接被根系吸收，营养植株，既能肥土，又能肥树。