Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
ЗАВИСИМОСТЬ ДЫХАНИЯ РАСТЕНИИ ОТ УСЛОВИЙ
СРЕДЫ И ОТДЕЛЬНЫХ ФАКТОРОВ.
СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ДЫХАНИЕМ РАСТЕНИЙ
Температура. Интенсивность дыхания увеличивается с повышением температуры, если она не достигает предела, при котором прекращается жизнедеятельность организма. Однако увеличение дыхательной активности под влиянием повышения температуры неодинаково не только у различных видов растений, но и у отдельных органов и тканей одного растения (табл. II).
Таким образом, в зависимости от фазы развития и температуры интенсивность дыхания растительных тканей изменяется в определенном интервале н .подчиняется правилу Ваит-Гоффа. Согласно этому правилу, скорость обычных химических реакций при повышении температуры на '10°С возрастает в 2— 2,5 раза. Это увеличение скорости называется температурным коэффициентом (Qio).
Однако экспериментальные данные свидетельствуют, что температурный коэффициент дыхания варьирует в более широких пределах и зависит от вида растений, фазы развития и условий среды. Так, листья озимой пшеницы при 10—20°С имеют Qio = 2,72, а при 30—40°С;—1,8, зеленые плоды лимонов при 10—20 °С—13,4, а при 30—40 °С — 2,3, Минимум, оптимум и максимум интенсивности дыхания при различных температурах не остаются постоянными у растения и зависят прежде-всего от фазы его развития, органа и физиологического состояния.
Влажность. Интенсивность дыхания в значительной мере обусловливается содержанием воды в тканях. Это можно пока-
За 1 ч при 25 °С, мма
Влажность зерна, % С03/0,
поглощено Оа выделено СО)
18 2,92 5,75 1,97
25 53,21 57,98 1,09
30 92,55 90,59 0,98
зать на примере изменения дыхательного газообмена зерна пшеницы при различном количестве водк в нем во время набухания (табл. 12).
Из таблицы 12 видно, что с повышением содержания воды в зерне интенсивность дыхания возрастает. При созревании зерна, когда количество .воды в нем постепенно уменьшается, интенсивность дыхания, наоборот, снижается (табл. 13).
Следовательно, интенсивность дыхания как при влажности зерна выше 18%, так и при набухании и созревании его резко повышается. Это явление связано с усилением газообмена тканей зародыша и других частей зерна.
Условия водоснабжения растений также влияют на интенсивность дыхания. Так, 32—34-дневиые растения сахарной свеклы, .произраставшие при 100, 60 и 39%-ной влажности почвы, наиболее интенсивно дышали при недостаточном водоснабжении по сравнению с оптимальным и избыточным. Количество выделенного углекислого газа в пересчете на глюкозу, израсходованную 'при дыхании, иа 100 см2 листьев в час составляло: при наибольшем увлажнении — 0,68 мг, при среднем — 0,72 и при недостаточном — 1,30 мг (А. Л. Курсанов).
Вегетирующие растения при недостаточном увлажнении почвы приобретают ряд признаков засухоустойчивости: увеличивается количество устьиц на обеих сторонах листьев, повышается осмотическое давление в клетках эпидермиса, активируется фотосинтетический аппарат, больше накапливается ассимилятов на единицу листовой площади, Однако преимущество остается за растениями, хорошо снабжавшимися водой.
И. М. Толмачев установил, что когда растения сахарной свеклы и некоторой мере обезвоживаются, что наблюдается с повышением температуры воздуха (более 30 °С) в полуденные часы, то они переходят на анаэробное дыхание с интенсивным выделением С02. Это свидетельствует о депрессии фотосинтеза и активации процесса дыхания. В результате недостатка воды в растении дыхательные ферменты проявляют разную активность, В частности, угнетается активность дегидрогеиазныхферментов, деятельность которых обусловливает вовлечение кислорода в процесс дыхания.
Степень зрелости Выделено на 1 г COj/Os Влажность
массы сухого ве зерна, %
щества в 1 ч при
25 “С, мкл
02 I С<>2
Молочная 18/VII 672 624 0,93 64,8
» 29/VII 410 380 0,93 50,2
Ранняя восковая 3/VIII 320 316 0,99 42,5
Поздняя » I2/V1I1 2.2 2.5 1,04 18,3
Следовательно, длительное недостаточное водоснабжение может вызвать переход растений на обмен веществ с отрицательным дыхательно-ассимиляционным комплексом, что приводит к снижению урожайности.
Минеральное питание. Этот фактор оказывает значительное влияние на процесс дыхания растительных клеток. Так, доказано, что дефицит калия приводит к повышению интенсивности дыхания, а при внесении его в питательную среду дыхательный газообмен снижается, при этом углекислого газа выделяется значительно меньше, чем 'Поглощается кислорода. Активирование дыхания при недостатке калия может быть следствием значительных сдвигов в азотном обмене, в результате чего накапливается амин путресцин (H2NCH2CH2CH2CH2NH2)—продукт декарбоксилирования орнитина (диаминомонокарбоновой аминокислоты). Накопление путресцина вызывает интоксикацию тканей, с чем часто связывают активирование дыхания. Кроме того, на характер дыхательного процесса влияют формы азота, которые вносят в питательную среду (табл. 14).
