Научный отчет № 4730

Название

Клеточные основы радиального транспорта воды и солей в корнях растений. Математическая модель.

Авторы

Логвенков С.А., Штейн А.А.

Аннотация

Функционирования корня растения как всасывающей системы рассматривается на основе методов механики сплошных сред. Модель описывает ткань корня как пористую среду, в которой жидкость состоит из двух фаз, отождествляемых с внутриклеточной и внеклеточной жидкостями, фильтрующимися через твердый каркас. Растворенный в жидкости обобщенный химический компонент создает осмотическую силу, связанную с перемещением жидкости через клеточные мембраны. Модель включает в себя как активный межфазный перенос растворенного вещества, так и пассивное конвективное и диффузионное его перемещение. Важной отличительной особенностью модели является детальное описание движения внутриклеточной жидкости, учитывающее ее последовательное перемещение в цитоплазме и перенос через клеточные мембраны под воздействием градиентов гидростатического и осмотического давлений. Решение задачи об осесимметричном течении жидкости из внешней среды во внутреннюю емкость, отождествляемую с сосудами ксилемы, осуществлено методом интегральных соотношений. Принятые граничные условия учитывают наличие барьера для перемещения жидкости и солей во всем объеме через внеклеточное пространство. Выполненные расчеты соответствуют течению жидкости в эксперименте через срезанный корень. Рассмотренная модель позволяет проанализировать участие различных механизмов в формировании корневого давления и получить количественное совпадение с экспериментально наблюдаемыми фактами. Из сопоставления с экспериментами получены оценки ряда параметров. Продемонстрирована возможность получения сходных результатов при различных наборах параметров.

Год публикации

2004 г.

Объём

44 с.

Научный руководитель

Любимов Г.А.