Лимитированный отбор питательного элемента изолированным корнем

Abstract

Получено аналитическое решение задачи о притоке питательного элемента к изолированному корню при общем характере его поглощения (в соответствии с нелинейной кинетикой Михаэлиса-Ментен). В качестве частного случая рассмотрена динамика элемента при его низкой концентрации в почвенном растворе, что позволило использовать приближение линейной кинетики. Проведенное для указанного случая сопоставление данного приближенного решения с известным точным Кушмана свидетельствует о практически полном их совпадении. Изучены закономерности переноса элемента в зоне влияния корня и его накопления в корне при разнообразных условиях, отвечающих разным уровням содержания основных макро- и микроэлементов. Дана оценка значимости изменения поглотительной способности корня, обусловленного физиологическими причинами (возрастом), для продукционного процесса. Обоснован подход к построению функции отбора малоподвижных элементов растением в рамках концепции биологической сплошной среды.

Одержаний аналiтичний розв'язок задачи про приплив елементу живлення до iзольованого кореню при загальному характерi його поглинання (у вiдповiдностi з нелiнiйною кiнетикою Мiхаелiса-Ментен). Окремо розглянута динамiка елементу у випадку його низької концентрацiї у поровому розчинi, що дозволило використати наближення лiнiйної кiнетики. Виконане для вказаного випадку спiвставлення даного наближеного розв'язку з вiдомим точним Кушмана свiдчить про їх практично повну збiжнiсть. Дослiдженi закономiрностi переносу елемента у зонi впливу кореня i його накопичення в коренi за рiзноманiтних умов, якi вiдповiдають рiзним рiвням вмiсту основних макро- i мiкроелементiв. Зроблена оцiнка значущостi змiни поглинальної здатностi кореню, зумовленої фiзiологiчними причинами (вiком), для продукцiйного процесу. Обгрунтований пiдхiд до побудови функцiї вiдбору малорухомих елементiв рослиною в межах концепцiї бiологiчного суцiльного середовища.

An analytical solution is obtained to the problem of nutrient transport towards an isolated root in case of nutrient uptake according to the Michaelis-Menten kinetic. In particular, nutrient dynamics is considered at low concetration in soil solution. Comparison (made for linear kinetics) of the approximate solution presented with the Cushman exact solution points to their nearly complete coincidence. The reguliarities of nutrient transfer within the root influence zone and its accumulation inside the root are studied under various conditions corresponding to different levels of macro-and microelements concentration. An estimation of the significance of the change in root absorption capacity due to physiological reasons (age) is carried out for productive process. An approuch is founded to determine the uptake function for low mobile nutrient within the framework of biological continuous medium conception.