Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Следует также отметить, что иа дыхание почвы влияет влажность. Положительная роль полива заключается ие только в. снабжении растений водой, но и в улучшении углекислотного режима. Следовательно, .в определенных пределах можно повышать концентрацию СОг » околоземном слое, воздуха и тем самым улучшать углеродное питание растений.
Считалось, что углеродное питание растений обеспечивается за счет усвоения С02 листьями 'растений на свету; однако работами советских ученых (А. Л. Курсанова, В. Л, Вознесенского и др.) доказано, что растения способны усваивать углекислый газ также из почвы корнями и транспортировать его в листья, где он с помощью лучистой энергии превращается в различные органические вещества. Пока еще не совсем выяснены все особенности этого явления. С помощью меченых атомов доказано, что количество углекислого газа, поглощенного корнями, может достигать 5% общего количества его, усвоенного растением. Усвоение СОг через корни и 'передвижение его по растению осуществляются с участием глюкозы, поступающей из листьев в корневую систему и питающей ее. При этом глюкоза расщепляется, образуя две молекулы пиравиноградной кислоты СНзСОСООН.
Применяя меченый углерод, доказали, что С*02 + СН3С0Х X СООН — НООС*-СНгСО-СООН, т. е. происходит карбоксили-рование и образуется щавелевоуксусная кислота, которая, восстанавливаясь путем присоединения двух атомов водорода, превращается в яблочную кислоту НООССНгСНОНСООН — она и переносит почвенный СОг вверх по стеблю в листья, где происходит ассимиляция С6Н,206 и других продуктов фотосинтеза (рис. 40).
Считают, что при карбоксилировании углекислый газ передвигается из корней в листья по сосудисто-волокнистым 'пучкам со скоростью 20—30 .см в 1 ч у травянистых растений и несколько метров в 1 ч—у древесных.
Таким ’образом, установлено, что растения могут усваивать С02 не только листьями из воздуха, но и через корневую систему. Это дает возможность влиять на углеродное питание растений с помощью минеральных удобрений. Лучшими в этом отношении являются карбонат аммония и карбонат калия,
КУЛЬТУРА РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ (СВЕТОКУЛЬТУРА]
Давно было замечено, что нет качественного различия между действием электрического и солнечного света на растение. В 1865 г. А. С. Фаминцин при изучении фотосинтеза применил керосиновую лампу. Этим была доказана возможность фотосинтеза в условиях искусственного освещения. Опыт показал,
,Рис. '40, Схема круговорота сахара и органических кислот в растении с участием углекислого газа почвы (по А. Л. Курганову):
непрерывной линией показан нисходящий ток сахаров, прерывистой — носходящий ток органических кислот.
что при таких условиях можно выращивать и наиболее ценные растения. В этом случае быстрее, чем в природе, удается направить синтез органических веществ в нужную сторону. Созданы овощетепличные комбинаты, имеющие большие площади под стеклом, где используется исключительно свет электрических ламп. Вместе с тем нужно иметь в виду, что растениям необходимо не только достаточное количество света, ио и соответствующее его качество, т. е. спектральный состав света должен обеспечивать их нормальные рост и развитие. Для разных культур необходима следующая минимальная сила освещения, лк: гороха— 1100, фасоли — 2400, ячменя, пшеницы— 1800, редьки — -4000, табака — 2800, кукурузы— 1400—80б0,' гречихи— 900— 1100. Прямой солнечный свет в полдень дает 30 000—40 000 лк.
Свет обычных мощных ламп накаливания, которые используют для освещения, содержит мало лучей сине-фиолетовой части спектра и много лучей желто-красной, и особенно инфракрасной части спектра, поэтому он и кажется желтоватым. Сине-
фиолетовые лучи необходимы для формообразовательных процессов, поэтому растения, выращенные при свете обычных электрических ламп, недостаточно развиты и имеют вытянутую 'форму.
Однако разные виды растений неодинаково реагируют иа
¦ состав поглощаемого ими света. Так, хлебные злаки, гречиха, фасоль, томат, лен, огурец, земляника и другие хорошо развиваются в условиях освещения электрическими лампами накаливания, а редис, салат, капуста, подсолнечник и другие очень чувствительны к недостатку сине-фиолетовых лучей и сильно вытягиваются.
Спектральный состав света значительно влияет на процессы жизнедеятельности растительных организмов, рост, развитие, ¦фотопериодизм, движение, образование пигментов, окраску растений, Энергия кванта света разной длины волны неодинакова. Это одна из причин разнокачественного влияния различных лучей на растительный организм. Так, у красных лучей с длиной волны ¦620 им энергия одного кванта равна 3,17-10~12 эрг, а у синих с. длиной волны 440 нм—4,49-10—12 эрг. Красные лучи стимулируют синтез хлорофилла, повышают фотохимическую активность хлоропластов, регулируют нуклеиновый обмен. При выращивании растений на красном свету образуется больше нуклеиновых кислот, что коррелирует с. высоким содержанием фосфора нуклеотидов и с активностью фотофосфоршшровапия. Но накопление органических веществ, содержание РНК и ДНК, моносахаридов, фосфора нуклеотидов наиболее высокое при солнечном освещении. Спектральный состав света изменяет путь превращения фотосинтетически усвоенного углекислого газа. Фотореакция, вызванная синим светом, активирует путь фиксации СОг ‘В азотистые соединения и увеличивает накопление белкой в клетках. Считают, что синий свет активирует цитохромоксида-зу в хлоропластах, способствует окислительному фосфорилиро-ваиию и стимулирует синтез аминокислот. Таким образом, спектральный состав света является регулятором реакций, обмена веществ в растительном организме.
