Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Натрий находится в растениях в значительном количестве. Его много в растениях-галофитах, которые растут на засоленных почвах. Внесенный в небольшом количестве в почву натрий может вытеснять из- почвенного поглощающего комплекса калий и другие необходимые элементы и тем самым делать их более доступными для растений. Опыты с применением солей натрия под сахарную свеклу показали, что между внесенным NaCl и катионами в почвенном комплексе происходит обмен; под действием небольшого количества NaCl урожайность сахарной свеклы увеличивается и сахаристость ее возрастает на 0,5—1%. В морских водорослях калия значительно больше, чем. натрия, хотя в морской воде натрия очень много, а калия — лишь следы. В этом случае наблюдается явление избиратель-ного поглощения.
При выращивании растений, чувствительных к высоким концентрациям натрия (например, бобовых), на засоленных почвах наблюдается накопление натрия в корнях и стеблях. Очевидно, имеется защитный механизм, предотвращающий проникновение натрия в растение. Существует мнение, что у галофитов и других растений, устойчивых к высоким концентрациям натрия, имеются ферменты, которые наиболее активны при совместном кофакторном действии натрия и калия, например АТФ-азная активность у сахарной свеклы. Высказывается также такое предположение; содержание большого количества натрия и калия в хлоропластах Beta vulgaris связано с тем, что натрий подобно калию может выполнять роль кофактора в процессах
Рис. 48. Клетки с кристаллами оксалата кальция.
фотофосфорялирования. Неспецифическое действие натрия проявляется в том, что он, как и калий, влияет на осмотическое давление, т. е. в повышении осмотического давления оба это элемента взаимозаменяемы. Предполагается существование в растительных клетках мембранной Na.K-АТФ-азы и участие натрия в работе ионных насосов.
Магний необходим для высших и низших растений. Много его в молодых органах. В золе семян содержится 10—15% MgO. Он входит в состав металлорганических соединений, таких, как хлорофилл и фитин. Магний является также составной частью кальций-магиий-пектина. Значительное количество его концентрируется в семенах. Он необходим и для бесхлорофилль-ных организмов. Растения могут реутилизировать магний, хотя и в меньшей мере, чем калий. Он играет существенную роль в обмене веществ клетки, активирует деятельность ферментов киназ, отщепляющих фосфорную кислоту от АТФ, образуя фосфорные эфиры. Значительное количество магния содержится в рибосомах, которые при недостатке его распадаются на субъединицы, что сопровождается уменьшением их биологической активности.
Внешние признаки недостатка магния в растении заключаются в появлении между жилками листьев светло-зеленых или белых пятен от середины к краям.
Кальций содержится в растениях в различных количествах. Для грибов и бактерий он является микроэлементом. Особенно много его в коре деревьев, в старых листьях и др.
Во всех тканях растений можно найти кристаллы, друзы, рафиды оксалата кальция (рис. 48). Эти кристаллические образования не растворяются в клеточном соке. Однако небольшое количество кальция необходимо для роста молодых тканей; при
исключении его из питательного раствора в водных культурах наблюдается резкое угнетение корневой системы. Кальций в соединении с пектиновыми веществами составляет основу срединных пластинок, склеивающих стенки отдельных клеток. Он играет большую роль в сохранении целостности протоплазмати-чееких мембран. При недостатке кальция в питательном субстрате наблюдаются .резкие изменеиия и нарушения ультраструктуры мембран органоидов клетки.
Очевидно, ионы кальция играют большую роль в структуре липидного слоя мембран, так как сильно взаимодействуют с фосфатными группами фосфолипидов. Отсутствие его уменьшает связь между молекулами липида. При изучении действия кальциевой недостаточности па клеточную оболочку было усганон-лено существенное изменение ее химического состава и ультраструктуры, При кальциевом голодании наблюдается уменьшение содержания пектиновых веществ. Кальций цитоплазмы является антагонистом по отношению к другим катионам, в том числе к водороду. Недостаток кальция в питательной смеси можно обнаружить по ослпзнению корневой системы растений.
Как считают некоторые авторы, значение кальция для высших растений связано с регенерацией белков. При построении скелета аминокислот выделяется щавелевая кислота, которая является достаточно сильным ядом для цитоплазмы клеток; кальций нейтрализует щавелевую кислоту и переводит ее в нерастворимое состояние, т. е. в безвредные для растений соединения (оксалаты). Важная роль кальция определяется и влиянием его на состояние биоколлоидов, степень их гидратации, вязкость и, следовательно, проницаемость цитоплазмы.
Внешне недостаток кальция в растении проявляется в пожелтении листьев, появлении на них, буроватых пятен. Однако это редкое явление, поскольку в почвах содержится большое его количество. На усвоение растением кальция влияет реакции питательного раствора. Установлено, что оно минимальное при реакции раствора, соответствующей изоэлектричеекой точке клеточных коллоидов.
