Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Усиление кислотности питательного субстрата способствует поглощению анионов, Наоборот, повышение щелочности обусловливает поступление катионов. Так, когда корни поглощают больше анионов, содержание органических кислот в растениях уменьшается, и, наоборот, когда катионы преобладают над анионами, образование органических кислот значительно усиливается. На жизнедеятельность растений pH может оказывать не прямое влияние, а, например, через растворимость в почве питательных веществ. Так, физиологически кислые соли способствуют растворению и усвоению фосфора и фосфоритов, а также солей железа и алюминия. Опытами с водорослями установлено, что чем больше потребность организма в железе, тем в большей мере реакция среды сдвигается в сторону уменьшения pH. Хлороз некоторых растений на щелочных почвах объясняется не вредным действием реакции среды, а недостатком железа в ней. При наличии извести и фосфатов железо переходит в нерастворимую форму и становится недоступным для растений, в результате чего наблюдается хлороз (хотя железо имеется в почве в достаточном количестве); pH почвы может влиять также на растворимость токсического иона алюминия: при pH 4,5—8,5 соли алюминия нерастворимы, а в более кислой среде (pH менее 4,5) растворимость их резко повышается.
Таким образом, поглощение минеральных веществ — физиологический процесс, связанный с общим обменом, поступлением
в корневую систему пластических веществ, в частности углеводов, и энергией, а также с особенностями растительного организма и внешними условиями.
Корневую систему сравнительно недавно рассматривали только как орган, функции которого заключаются в поглощении воды и минеральных веществ. Местом синтеза сложных органических веществ считали только лист. И. В. Мичурин одним из первых указал на миогограппую роль корней. Он показал, что наследственные свойства привитых растений — качество семян, химический состав, окраска, размеры плодов, форма, опушениость листьев и другие признаки — во многом зависят от природы корней, на которых эти растения развиваются. Корпи дикого подвоя всегда ухудшают качество плодов сеянца — привоя и увеличивают процент диких форм в его семенном потомстве. Корни культурного сорта, наоборот, изменяют качество плодов в сторону культурного подвоя. Выводы И. В. Мичурина имели большое практическое значение.
В корнях растений происходят процессы, в результате которых ноны минеральных солей вовлекаются в синтез сложных органических соединений. Это удалось наглядно показать исследованиями пасоки. У кукурузы 50—70% поглощенного корнями азота поступало в надземную часть в виде органических соединений, из них 15—30% приходилось на аминокислоты. В пасоке тыквы обнаружено 16 аминокислот и небольшое количество белка, связанных с солями кальция и кремния. Поглощенный корнями растений СОг участвует в образовании органических кислот, -являющихся акцепторами при синтезе аминокислот.
В опытах А. А. Шмука и Г. С. Ильича с применением 14С на табаке радиоактивный углерод был найден в никотине лишь у тех растений, которые имели корневую систему. Растения без корней (водные культуры) хотя и поглощали !4С из раствора NaHHC03, но были неспособны синтезировать молекулы никотина. Выяснено также, что синтез алкалоидов в корнях происходил в том случае, когда растение снабжалось азотом и через листья.
Таким образом, корневая система способна адсорбировать, поглощать и ассимилировать элементы минерального питания, а также передавать продукты своей жизнедеятельности через проводящую сеть в надземные органы.
В растении между корнями и побегами поддерживается постоянный обмен веществами. В некоторых случаях для усиления такого обмена могут образовываться воздушные корни, которые синтезируют аминокислоты (например, у кукурузы), В подземных и воздушных корнях кукурузы происходит синтез аминокислот гистидина, аргинина, аспарагина, серина, глицина, глутаминовой кислоты, аланина и пролипа. Корни ее содержат в
10—15 раз больше свободных аминокислот, чем стебли и л истья.
В адсорбирующей зоне корней активно идет гликолитиче-ский процесс. Под влиянием ферментов сахар превращается в соли пировиноградной кислоты и кислот ди- и трикарбонового цикла, которые являются промежуточными продуктами дыхания корней. Кислоты, переходя друг в друга и постепенно окисляясь обычно до С02 и воды, создают запас энергии в виде макроэргических фосфатных связей ДТФ. Значительная часть этих промежуточных продуктов цикла Кребса используется растением в качестве акцепторов NH2-rpynn при первичной ассимиляции аммиака. В результате в процессе прямого амнни-рования и переаминирования кетокислоты превращаются сначала в первичные аминокислоты (аланин, глицин, аспарагиновая и глутаминовая .кислоты), а потом частично переходят в более сложные аминокислоты, амиды и другие азотистые соединения. Значительная часть этого материала используется растущими зонами корней для синтеза протеидов и нуклеиновых кислот. Остальные простейшие соединения вместе с пасокой поднимаются из корней в надземные органы, где используются главным образом побегами и развивающимися плодами.
