Simliklarning kimyoviy tarkibi va oziqlanishi

OZIQ ELEMENTLARINING YUTILISH QOIDALARI.
O’simlik va tashqi muhit o’rtasida moddalarning almashinish jarayoni ildiz sistemasining va yer ustki qismining yuza joylashgan hujayralari orqali amalga oshiriladi. Ma’lumki, o’simlik hujayralari devorlari oson o’tkazuvchandir (mineral tuzlar ionlari radiusi 0,4-0,6 nm, hujayra devorlari kanallarining o’rtacha radiusi esa 5-20 nm), agarda hujayra devorlari o’simlik ildizi va tashqi oziqa muhiti o’rtasidagi yagona to’siq bo’lganda bunda diffuziya natijasida ionlar konsentrasiyasi oddiy tenglashgan bo’lar edi. Lekin, o’simlik organizmidagi oziq elementlari, odatda tashqi oziq eritmasiga nisbatan yuqori konsentrasiyalarda bo’ladi.
Bundan tashqari ayrim elementlarning yutilishi va o’simlik hujayralarida to’planishi turlicha bo’lib, tashqi oziqa eritmasidagi elementlar konsentrasiyasi nisbatiga mos kelmaydi. Plazmolemma diffuziya natijasida to’plangan moddalarni chiqib ketishiga yo’l qo’ymaydi va bir vaqtning o’zida suv hamda mineral oziqalarni o’tishini ta’minlaydi.
Moddalarning konsentrasiyalari gradiyentiga qarshi yutilishi qo’shimcha energiya sarflanishni talab qiladi.
Yuqorida aytilganidek, oziqa elementlarining hujayraga yutilishi to’g’risida bir qator qoidalar mavjud. Shuni ta’kidlash kerakki, oziq elementlarini o’simliklar ildiz sistemasi orqali yutilishi murakkab va ko’p qirrali jarayon bo’lganligi uchun, uni qandaydir bir gipoteza yoki nazariya bilan tushuntirish mumkin emas.O’simliklar bir necha singdirish mexanizmiga ega bo’lib, doimiy ravishda moddalar kirishi jarayonida bu mexanizmlar almashinib turadi yoki bir mexanizm ikkinchisini to’ldiradi.
Hozirgi vaqtda hujayraga oziqa elementlarini kirishi ikki mexanizm orqali ta’minlanadi degan tasavvurlar o’z tasdig’ini topdi:
1) passiv oqim, moddalarning elektrokimyoviy gradiyenti bo’yicha kirishi;
2) aktiv oqim, moddalarning elektrokimyoviy gradiyentiga qarshi kirishi.
Ionlarda elektr zaryadlari bo’lib, ularning hujayra va muhit o’rtasida bo’linishi elektrik potensiallar farqi bilan shuningdek konsentrasiyalar farqi bilan ham aniqlanadi. Bu ikki kattalik yig’indisini elektrokimyoviy gradiyent deb atash qabo’l qilingan.
Oziqa elementlarini yutilishidagi turlicha mexanizmlar nisbati, o’simlik ontogenezi va ko’pgina boshqa sharoitlarga bog’liq holda o’zgarishi mumkin. Masalan, ionlarning passiv yutilishi tashqi muhitda eritma konsentrasiya yuqori bo’lganda oshadi (bu holat, sho’rlangan tuproqlar sharoitida yoki loqal usulda o’g’it berilganda kuzatiladi).
Ionlarning elektrokimyoviy potensiallar gradiyenti bo’yicha harakati ion zaryadi va konsentrasiyalarning farqi bilan aniqlaniladi va bu harakat passiv bo’ladi, elektrokimyoviy potensiallar gradiyentiga qarshi harakat esa aktiv hisoblanadi.
Erkin bo’shliq. Ionlar ho’jayra qobig’idan plazmalemmaga diffuziya jarayoni tufayli yoki eritma oqimi holatida o’tadi. Suvning barglar tomonidan transpirasiya bo’lishi, suv va unda erigan moddalarning ho’jayra devorlari orqali o’tishi oqim prinsipi asosida boradi, lekin ionlarning yuqoriga o’zatilishining bu jarayoni faqat yozning issiq kunlaridagi intensiv transpirasiya sharoitidagina ahamiyatga ega bo’ladi.
Diffuziya - gazlar, suyuqliklar yoki eritmalar molekulalarining konsentrasiyalar gradiyenti bo’yicha harakatlanishi bo’lib, modda yoki ionlar o’tadigan singdirilgan moddalar konsentrasiyalari gradiyentiga va maydonga bog’liqdir. Plazmolemma orqali ionlarning doimiy ravishda o’tib turishi, undagi konsentrasiyalarni tenglashtirish uchun yangi ionlarni oqib kelishini ta’minlaydi.
Ildiz sistemasi umumiy hajmining ionlar kiruvchi va diffuziya hodisasi tufayli ionlarning chiqib ketuvchi qismi erkin bo’shliq deb ataladi. Erkin bo’shliq ildiz umumiy hajmining 4-6 foizini tashkil qiladi va protoplast tashqarisida plazmolemma ichkarisida hujayraning birlamchi bo’sh qobiqlarida joylashgan.
Erkin bo’shliq, "suv" bo’shliqqa va "donnanov" bo’shliqlarga bo’linadi. "Suvli bo’shliqda" ionlar diffuziya orqali suvga o’tishi mumkin, "donnanov bo’shliqdan" - esa almashinuv yo’li orqali faqat tuzli eritmaga ajraladi. Ildiz hujayralari devori yuzada joylashgan, diametri 20 nm lar atrofida bo’lgan kovak yoki kanallari bo’lgan qobiq tizimidan iborat.
Tashqi eritmaga nisbatan ildiz hujayralari manfiy zaryadlangandir.
Erkin bo’shliq kovaklari yoki kanallari devori manfiy zaryadlangan bo’lib, kationlarni o’ziga tortadi va ushlab qoladi va aksincha anionlarni esa o’zidan qochiradi. Ana shu holatda, ionlarning qandaydir darajada tanlab yutilishi kuzatiladi. Shunday kanalning markaziy qismidagi kationlar konsentrasiyasi tashqi eritma konsentrasiyasiga tenglashadi. Bu qism suvli bo’shliqda ham bo’lishi ham mumkin.
Almashinuvchi yoki "donnanov" bo’shlig’i hujayra bo’shlig’iga yaqinroq joylashgan bo’lib, hujayra devorlarini manfiy zaryadga ega bo’lganligi natijasida kationlar bir joyda to’planadi.
Erkin bo’shliqqa elementlarning o’tishi tez boradi va eritma konsentrasiyasi oshganda to’yinishi noto’g’ri kechadi. U ionlarni kuchsiz tanlaydi va ingibitorlar ta’sir etganda, harorat pasayganda uning oxirgi miqdori, ya’ni chegarasi doimiy bo’lib qoladi. Bu qaytar jarayon o’zgarmas bo’lib diffuzion to’siqlar ishtirok etmaydi.
Plazmolemma va protopektinning karbooksilli anionlari bilan hujayra devori manfiy zaryadlangan membrana bo’lib, erkin bo’shliqning chegara membranasi vazifasini anfiy zaryadlangan oqsil va fosforlipidlar o’tishi mumkin. Ionlar yutilishining bu bosqichida almashinuvchi adsorbsiya muhim ahamiyat kasb etadi. Masalan, ildiz kalsiy kationlari bo’lgan eritmadan olinib, kaliy kationlari bo’lgan eritmaga quyilsa, almashinuvchi adsorbsiya natijasida adsorbsiyalangan kalsiy yo’qoladi. O’simlik to’qimalaridagi hujayralararo keng tarmoq, qo’shilishi ravishida ionlarni tashish imkonini yaratadi.
O’simlik hujayralarining bo’sh sellyulozali qobiqlari nafaqat himoya va mexanik funksiyasini bajaradi, balki ular adsorbsiya va moddalarning to’qimalar bo’ylab passiv oqimi uchun kichik uchastkalar yaratadi, bo’lardan esa hujayralar kerakli oziq elementlarini oladi. Yuqorida aytilganideq diffuziya natijasida erkin bo’shliqqa kirgan moddalar u yerda birlamchi almashinuvchi adsorbsiyaga uchrashi mumkin. Bunda ular erkin bo’shliqdan tashqi eritmaga chiqarilishi yoki hujayraning ichki qismiga kiritilishi mumkin. Adsorbsiya jarayonini fizik-kimyoviy mohiyati shundan iboratki, bunda oziq elementlari hujayra devorlarida bog’lanadi va ionlarning elektrostatistik tortishishi kuchi tufayli saqlab turiladi.
Erkin bo’shliq oziqa muhitining bevosita bir qismi va bir vaqtning o’zida singdirish qismi bo’lib ham hisoblanadi, bunda oziqa elementlarini normal almashinuvi uchun zarur bo’lgan faol hujayralar kerakli oziq elementlarini oladi. Keyinchalik, moddalarning zaryadiga va almashinish turiga qarab, tanlab yutish boshlanadi. Erkin bo’shliqqa oziq moddalarni o’tishini to’g’ri tushunnib, uni yutilishini asosi sifatida emas, balki oziq moddalarning birinchi tayyorlov bosqichi sifatida qarash kerak.
O’simlikdagi barcha hujayralarning sellyuloza qobiqlari o’zaro birikib apoplast deb ataladigan o’tkazuvchi to’qimalar tizimini hosil qiladi.
Barglardagi transpirasiya jarayoni natijasida ildizlar tashqi muhitdan suv va mineral tuzlar hujayralararo bo’shliqlarga surib oladi. Suv va oziq elementlari o’simlikning ustki organlariga o’tishi uchun ksilema to’qimasiga yetgo’nga qadar ildiz bo’ylab radial yo’nalishda ma’lum masofani bosib o’tishi lozim.
Ionlarning apoplast bo’ylab bunday harakatlanishini suv o’tkazmaydigan kaspari bo’g’imlari to’sadi. Bunda hujayralararo devorlar suv o’tkazmaydigan modda suberin bilan qoplangan bo’ladi. Lekin ionlarning bir qismi o’tkazuvchi to’qimalarga hujayralardan tashqari boshqa yo’llar bilan, ya’ni qobig’da Kaspari bo’g’imlari bo’lmagan o’tkazuvchi hujayralar orqali o’tadi. Bu vaqtda ildizning o’sayotgan uchidagi hujayralar endodermasida hali Kaspari bo’g’imlari hosil bo’lmagan bo’ladi, natijada ionlar hujayra membranasi bo’ylab hujayralardan tashqari bo’lgan yo’llar orqali o’tishi mumkin. Shuni ham ta’kidlash kerakki, o’simlikka ionlarning juda ham kam qismi apoplast yo’li orqali o’tadi va normal sharoitda oziq elementlari balansida buning ahamiyati juda kamdir.
Agar ion hujayra membranasiga plazmalemmega kirgan bo’lsa, uning keyingi harakati yagona tizim bo’lgan simplast hujayradan hujayraga o’tib boradi. Chunki barcha hujayralar protoplastlari plazmodesma orqali bir-biriga bog’langandir, shuning uchun ham bir hujayra plazmolemmasi boshqasinikiga doimo aloqador bo’ladi. Plazmodesma mexanizmi simplastik yo’l bo’ylab oziqa elementlari o’tish tezligini to’g’rilab boshqarib turadi. Ionlarning, aminokislotalar va qand moddalarining odatdagi tezligi soatiga 2-4 sm ni tashkil qiladi.