Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
ментов в тканях растения. Существует связь между ростом растений и концентрацией элементов минерального питания в черешках и пластинках листьев. Урожайность (рост, накопление-биомассы) является функцией их содержания в растении:
R=f(xbx2,xs...хп),
где R — урожайность; х2, дг3, хп — содержание отдельных элементов минерального питания (Л. К. Мамоноп, Г. Г. Ким).
КОРНЕВЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ, ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ (РЕУТИЛИЗАЦИЯ) ЭЛЕМЕНТОВ
Исследования Д. Н. Прянишникова показали, что выделяемые корнями люпина, горчицы, вики, гороха кислые вещества обладают высокой растворяющей способностью по отношению к фосфорной кислоте фосфоритов и, таким образом, способствуют усвоению растениями питательных веществ из труднодоступных соединений. Рядом других опытов доказано, что корневые системы растений выделяют не только органические кислоты., но и ¦минеральные вещества.
Для изучения корневых выделений А. И. Ахромейко применил метод изолированных песчаных культур, В сосуд, разделенный на три секции, вносили питательную смесь Гельригеля: в среднюю секцию — без фосфора, а в крайние — с фосфором (КН2РО4). Затем высаживали проростки овса в среднюю и бобового растения в крайние секции, причем так, чтобы часть его корневой системы находилась и в средней секции сосуда. В этом случае корни бобового растения выделяли в иее фосфорную кислоту, которую использовали растения овса (рис. 52). Установлено, что фосфорную кислоту способна выделять корневая система люпина, гороха и вики. Кроме бобовых, ее выделяют гречиха и горчица.
Растения можно разделить на две группы. К первой относятся растения, корни которых в нормальных условиях произрастания не выделяют фосфорную кислоту и другие минеральные вещества (злаки, корнеплоды, клубнеплоды, овощные культуры и др.). Вторую группу представляют растения, корни которых выделяют фосфорную кислоту и другие минеральные вещества (бобовые, масличные и др.).
Представители первой группы характеризуются накоплением углеводов и нейтральной реакцией клеточного сока, второй — накоплением преимущественно белков, жиров и кислой реакцией клеточного сока.
Выделение фосфорной кислоты корнями люпина,' горчицы, ярового рапса составляет 14—34% всей фосфорной кислоты, поглощаемой растением.
Рис. 52. Схема сосуда для опытов с изолированным питанием.
Некоторые ученые считают, что выделение корнями фосфорной кислоты является нормальной физиологической деятельностью растения и обус-л о в л е н о ф и з и ко -х н м и ч с с к и м и и биохимическими изменениями в структуре пластических веществ в организме, происходящими в результате обмена. Благодаря кислому клеточному соку у бобовых, масличных и других растении образуемые белковые вещества и другие органические коллоиды имеют положительный заряд и поглощают анионы, в данном случае анион РО43'". Белковые вещества и другие коллоиды или переходят в изоэдектрнче-ское состояние, или изменяют положительный заряд на отрицательный. В обоих случаях выделяется фосфорная кислота, которая вместе с водой, освобождающейся в этих условиях, попадает в обратный поток веществ и через корневую систему выходит наружу. Освобождение связанной внутри растения воды происходит также при отложении запасных веществ н углеводов, при образовании клетчатки и т.д.
Иные закономерности передвижения минеральных веществ наблюдаются у злаковых растений. У них благодаря нейтральной или слабокислой реакции их сока белковые вещества и другие органические коллоиды находятся в изоэлектрическом состоянии или получают отрицательный заряд и поглощают катионы. Вследствие этого злаки не могут выделять в заметных количествах фосфорную кислоту и катионы, среди которых первое место занимает калий как наиболее подвижный.
Экспериментально установлено, что корни иитактных растений выделяют во внешнюю среду различные вещества. Особого .внимания заслуживают данные о корневых выделениях стерильных культур растений н изолированных корней. Корни кукурузы выделяют сахара, органические кислоты, аминокислоты, ферменты; льна — витамины (тиамин и биотин). У стерильных сеянцев сосны, надземные органы'которых находились в атмосфере углекислого газа, меченного по углероду, в выделениях корневой системы обнаружено 35 различных соединений.
Изолированные корни кукурузы выделяли аминокислоты» корни интактных проростков кукурузы тоже, но в значительно меньшей степени, причем выделение различных аминокислот корнями зависело от содержания азота в питательном субстрате и аэрации среды. Изолированные корни пшеницы выделяли в культуральную среду аминокислоты (пролии, 'у-амииомасля-ную кислоту), которые непосредственно в корне обнаружены не были. Таким образом, корневые системы многих растений выделяют во внешнюю среду минеральные вещества, спирты, сахара, органические кислоты, аминокислоты и амиды, ферменты, нуклеиновые кислоты, фенольные соединения, сапонины и другие соединения, что является нормальной физиологической функцией, нормальным проявлением их жизнедеятельности и может значительно изменяться под влиянием внешних факторов.
