Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ

I. CƠ CHẾ HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG Ở RỄ CÂY

1. Hấp thụ nước và ion khoáng từ đất vào tế bào lông hút

a. Hấp thụ nước

Nước được hấp thụ liên tục từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (cơ chế thẩm thấu): nước di chuyển từ môi trường nhược trương (ít ion khoáng, nhiều nước) sang môi trường ưu trương (nhiều ion khoáng, ít nước) nhờ sự chênh lệch áp suất thẩm thấu.

Dịch của tế bào rễ là ưu trương so với dung dịch đất là do 2 nguyên nhân:

+ Quá trình thoát hơi nước ở lá đóng vai trò như cái bơm hút, hút nước lên phía trên, làm giảm lượng nước trong tế bào lông hút.

+ Nồng độ các chất tan cao do được sinh ra trong quá trình chuyển hoá vật chất.

b. Hấp thụ ion khoáng

Các ion khoáng xâm nhập vào tế bào rễ cây theo 2 cơ chế:

+ Cơ chế thụ động: một số ion khoáng đi từ đất vào tế bào lông hút theo cơ chế thụ động (từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp)

+ Cơ chế chủ động: một số ion khoáng mà cây có nhu cầu cao (ion kali) di chuyển ngược chiều gradien nồng độ, đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng ATP.

2. Dòng nước và ion khoáng đi từ đất vào mạch gỗ của rễ

- Theo 2 con đường: gian bào và tế bào chất.

Hình 1. Con đường xâm nhập của nước và ion khoáng từ đất vào rễ cây

Vai trò của đai Caspari:

  • Đai Caspari chặn cuối con đường gian bào giúp điều chỉnh, chọn lọc các chất vào tế bào. Có thể coi đây là một vòng đai ngăn cản sự di chuyển của nước và muối theo chiều ngang trong thân cây.
  • Chọn lọc các chất cần thiết, ngăn cản chất độc nói cách khác nó là cơ "quan kiểm dịch" các chất thấm vào mạch dẫn.

II. ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC TÁC NHÂN MÔI TRƯỜNG ĐỐI VỚI QUÁ TRÌNH HẤP THỤ NƯỚC VÀ ION KHOÁNG Ở RỄ CÂY

- Các yếu tố ngoại cảnh như: áp suất thẩm thấu của dung dịch đất, độ pH, độ thoáng của đất …ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước và ion khoáng ở rễ.

  • Nhiệt độ: ảnh hưởng trực tiếp đến hô hấp của hệ rễ → ảnh hưởng đến nồng độ các chất và lượng ATP tạo ra. Nhiệt độ tăng ở mức độ giới hạn làm tăng sự thoát hơi nước → tăng sự hấp thụ các chất khoáng.
  • Ánh sáng: ảnh hưởng trực tiếp đến quang hợp của cây → ảnh hưởng đến nồng độ các chất hữu cơ được tổng hợp, ảnh hưởng đến hô hấp, tính thẩm thấu của nguyên sinh chất. Ví dụ cây để trong tối sẽ không có khả năng hấp thụ photpho.
  • Độ ẩm của đất: đất có độ ẩm cao trong giới hạn giúp hệ rễ sinh trưởng tốt và tăng diện tích tiếp xúc của rễ với các hạt keo đất, lượng nước tự do trong đất cao hòa tan được nhiều muối khoáng → sự hấp thụ nước và muối khoáng thuận lợi.
  • Độ pH của đất: ảnh hưởng đến sự hòa tan các chất khoáng trong đất → ảnh hưởng đến sự hấp thụ nước và muối khoáng. Đất có pH = 6 – 6,5 là phù hợp với việc hấp thụ phần lớn các chất khoáng. Đất quá axit hay quá kiềm đều không tốt cho việc hấp thụ các chất khoáng do các chất khoáng dễ bị rửa trôi hoặc gây ngộ độc cho cây.
  • Đặc điểm lí hóa của đất: đất tơi xốp, thoáng khí giúp cho việc hấp thụ nước và muối khoáng thuận lợi hơn. Đất ngập úng tích lũy nhiều CO2, N2, H2S... thường ức chế sự hoạt động của hệ rễ.
  • Nồng độ oxi trong đất giảm→ sự sinh trưởng của rễ giảm, đồng thời làm tiêu biến các TB lông hút → sự hút nước giảm. Ngoài ra khi thiếu oxi → quá trình hô hấp yếm khí tăng sinh ra chất độc với cây

Luyện bài tập vận dụng tại đây!