Вы здесь

Главная

Моделирование роста поверхности корней растений в почве, загрязненной углеводородами

ID_Статьи: 
29.00

Молекулярные взаимодействия молодой части корня и почвенного раствора играют решающую роль в питании растений. В конечном счете, именно эти явления определяют устойчивость растений к загрязнению. Наиболее остро в почве, загрязненной экзогенными углеводородами (УВ), стоит проблема выживания молодых участков корня (волосков и апекса). Молодые участки корня являются гидрофильными, старые постепенно теряют это свойство. Токсическое действие УВ приводит к скорейшему старению эпидермиса корня, делая его неспособным к взаимодействиям с молекулами воды. Предложена математическая модель роста корневой поверхности растений в почвенных капиллярах при загрязнении почвы. Для оснащения модели в вегетационных опытах на черноземе при загрязнении почвы смесью 1-метилнафталина и тетрадекана экспериментально определяли поглощение влаги и питательных элементов (доступных форм азота и фосфора) корнями. В качестве тест-объектов использовали кукурузу и овес. До и после выращивания растений из прикорневой области отбирали образцы почвы для анализа. Эксперимент показал, что УВ ослабляют взаимодействие корня с почвенной влагой. В почве, загрязненной УВ, у корней формировался облик, характерный для засушливых сред, свидетельствуя о затруднении доступа воды и питательных веществ в их присутствии. Минеральная подкормка (внесение минеральных удобрений) повышала средообразующие («насосные») свойства корней кукурузы при умеренном загрязнении УВ: пары УВ препятствовали нормальному испарению влаги из почвы; их высокие концентрации формировали ядовитую атмосферу в почвенных порах. Для определения выживаемости корневых волосков и апекса предлагается потенциал роста молодой поверхности корня: j = u + f- p + d. Здесь и - физиологический потенциал роста поверхности участка корня, заложенный в семени (определяется экспериментально); f - интенсивность питания (зависит от площади активной поверхности и описывается уравнением из класса популяционной динамики); р - функция капиллярного взаимодействия на границе эпидермис/почвенная влага; d - потенциал «избегания» (зависит от парциального давления ядовитых паров, определяется экспериментально).

 

Софинская О.А.

Казанский государственный университет, Казань