Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
ведение мысль о нефотосинтетическом пути использования солнечной энергии растениями через семена, пыльцу, клубни и т. д.
Целесообразность внедрения светоимпульсного облучения в растениеводство, лесоводство и селекцию и необходимость объяснения светоимпульсного эффекта побуждают исследовать механизм действия фотоймпульсов на растения. Поэтому основной задачей настоящего сборника является обобщение литературных и наших экспериментальных данных о биофизических, биохимических и физиологических механизмах светоимпульсной стимуляции растений. Другой задачей является публикация первых фактов
о фотоиндуцированном мутагенезе, вызванном светоимпульсным
*
облучением.
Книге этой предшествовала публикация нашей лабораторией сборников 'Светоимпульсное облучение растений* (1967) и 'Хло-ропласты и митохондрии' (1969). В »йх рассмотрен ряд теоретических проблем фотоэнергетики растений. Практическое приложение некоторых ее вопросов отражено в сборнике 'Повышение урожайности концентрированным светом', подготовляемом юта-тельством 'Колос' к выпуску в 1971 г,
В свое время Жолио Кюри был убежден, что настоящий переворот в энергетике наступит, когда можно будет осуществить массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества. Искусственный синтез хлорофилла в лабораторных условиях осуществлен несколько лет назад и пока не приобрел массового производства. Растение остается и еще много лет будет основным потребителем энергии Солнца и поставщиком пищи человеку. Потенциальные возможности растений усваивать световую энергию достаточно велики и мало исследованы, чтобы отказываться от перспективности исследований в области фотосинтеза. Но стоит активно поработать и на нефотосинтетическом пути использования солнечной энергии растениями, что умножит нашу власть над ними и вскроет дополнительные резервы повышения продуктивности сельского и лесного хозяйства. Для этого надо учитывать более широкое, чем фото-синтетическое^потребление растениями солнечной энергии ич давать им временно сверхфотосинтетические дозы световой энергии в виде светоимпульсного облучения. Объяснение и доказательство такому подходу может дать фотоэнергетика растений, рассматривающая фотосинтез как важнейший, но не единственный процесс биологической трансформации солнечной энергии.
Фотоэнергетика растений, изучая механизм действия квантов света главным образом на энергетические процессы, выявляет большие возможности увеличения использования солнечного света растениями; она раскрывает 'солнечный потенциал' повышения биологической продуктивности. Повысить созидающую роль солнечных лучей - важнейшая задача фотоэнергетики растений.
Мы полагаем, что наши исследования по теоретическим и практическим вопросам светоимпульсного облучения, а также по структуре и функций хлоропластов и митохондрий дают представление об актуальных фотоэнергетических проблемах. Будем надеяться, что поставленные проблемы явятся основанием для более интенсивного развития фотоэнергетики растений физиологами, биохимиками, биофизиками, гелиотехниками, фотохимика-ми, физиками, генетиками, селекционерами, растениеводами, лесоводами и всеми, кто мог бы поработать в новом и актуальном направлении современной биологической науки.
А. А#Шахов
ПЕРВИЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СВЕТОИМПУЛЬСНОЙ СТИМУЛЯЦИИ
А .А .Шахов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ В ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМЕ
Специфичность облучения растений импульсным
концентрированным солнечным светом
Предположение о наличии невыявленной возможности увеличивать использование растениями солнечной энергии привело нас
10 лет назад к постановке опытов по светоимпульсному облучению растений.
Нам казалось, что освешение растений солнечным излучением повышенной плотности в импульсном режиме может увеличивать коэффициент использования растениями солнечной энергии. Для выявления скрытых возможностей увеличения степени использования растениями солнечного света был испытан сфокусированный рефлектором солнечный свет. Такой отраженный зеркальной вогнутой поверхностью свет является концентрированным и обладает в фокальном пятне повышенной плотностью, энергия которого превосходит плотность энергии прямого солнечного света в 10- 20 - 50 раз и более. Концентрированный свет подается на растительные объекты прерывисто, импульсами, с постоянной частотой. Продолжительность импульса тоже постоянна и составляет от 1 до 0,001 сек. и меньше ^ пауза между импульсами - 0,1 - 0,02 сек.
Плотность энергии импульсного концентрированного солнечного света (ИКСС) - десятки кап/ал а плотность энергии одного импульса — 10^ - 10^ эрг/см^.
^Облучение растений энергией повышенной плотности осуществляется нами в виде концентрированного солнечного света на фоне естественной солнечной освещенности. Следовательно, за каждым импульсом КСС следует световая пауза. Наличие имен-но световой, а не темновой паузы после импульса является основным принципиальным отличием использованного нами свето-
