Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
В последние годы выдвигается несколько видов биологической активности электромагнитных полей (Пресман, 1968):
1) влияние природных электромагнитных излучений на регуляцию процессов жизнедеятельности организмов ;
2) участие внутренних электромагнитных полей организма в координации физиологических процессов;
3) взаимодействие организмов в экологических условиях с помощью электромагнитных полей.
Эти аспекты действия излучений на живой организм являются новыми, практически совсем неизученными и только начинают приобретать права гражданства * . В настоящей работе мы рассмотрим энергетическую сторону действия излучения на растительный организм.
Известно, что в первой половине прошлого столетия был сформулирован принцип Гроттгуса и Дрэйпера (Циммер, 1962) oN том, что влияние на вещество может оказывать лишь поглощен-
*
ное излучение, а не отраженное или прошедшее. Этот принцип справедлив применительно к живым организмам, биологическим объектам. Хотя действие солнечного света на живые организмы было известно в давние времена, потребовалось много времени для применения количественной оценки поглощенной растением лучистой энергии и ее дальнейшей реализации и превращений. Еще в начале XX столетия не были известны какие-либо количественные критерии действия излучения Солнца и излучений высоких энергий на биологические объекты, хотя В.И.Вернадский, создатель учения о биосфере, еще в 1926 г. писал:
'Из невидимых излучений нам известны пока (курсив Н.Б.,А.Ш.) немногие . . . Кругом нас, в нас самих, всюду и везде, без перерыва, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излуче-
*
ния разной длины волны' (Вернадский, 1962). Все эти предвиденные Вернадским 'невидимые излучения' в настоящее время практически стали видимыми с помощью современных приборов, но интерес биологов к ним по-прежнему невелик. Основное внимание биологов в изучении действия излучений на растение, главным образом на процессы фотосинтеза, ограничивается ви-
* См,: 'Материалы второго Всесоюзного совещания по изучению влияния магнитных полей на биологические объекты'.. 24-26 сентября 1969 г. М., ВИНИТИ, 1969.
димым участком солнечного излучения. Для многих нефотосинтетических процессов в растительном организме также требуется энергия этого участка электромагнитного спектра. Однако некоторые процессы в растении протекают при действии на него нефотосинтетической радиации - ультрафиолетового и инфракрасного участков спектра, космических и гамма-лучей, корпускулярных излучений естественной радиоактивности биосферы* радиочастот и электромагнитных полей Земли* Кроме того, в полном спектре излучения Солнца растениям 'посылаете^ лучистый поток различной частоты и энергии. Тем не менее растения в природных условиях адаптированы к изменяющемуся энергетическому балансу притока лучистой энергии, но наши познания об этой адаптации крайне скудны. Знание основных процессов, протекающих в растительном организме на всех уровнях его организации и функционирования под действием притока энергии различных областей спектра электромагнитных излучений, обогатило бы науку и производство и дало бы возможность найти пути повышения уровня использования растениями солнечной энергии, что в свою очередь привело бы к повышению продуктивности растений. Знание механизмов, протекающих в растениях на разных уровнях его организации, при действии на растения лучистой энергии дало бы в руки экспериментатора мощное оружие для управления их биосинтезом, продуктивностью и наследственностью.
Достижения в области физики лучистой энергии всех диапазонов, а также развитие радиационной химии, фотобиологии и радиационной биологии выдвинули необходимость изучения энергетического баланса растений. Поэтому вполне закономерным и своевременным следует считать возникновение и выделение в качестве нового направления в биологии фотоэнергетику растений. И не случайно, определяя перспективы развития физиологии растений, А.Л.Курсанов (1961, 1965) выделил в качестве направления современной физиологии растений проблему фундаментальных исследований энергетического баланса фотосинтеза с изучением коэффициента использования света при различных условиях освещения, а также изучение интимных связей растения со светом через реакции нефотосинтетического характера. Им же было отмечено, что в Советском Союзе этим вопросам уделяется недостаточное внимание.
Известно, что растительный покров как система стремится занять равновесное состояние с окружающей средой. Внешняя среда и растительность составляют комплексную экосистему, одной из важнейших компонент которой является весь частотный диапазон всех видов излучений, существующих в природе. Это-энергетический компонент экосистемы. До сих пор не исследовано, какую энергию на единицу площади растительного покрова , на
Земле приносят все виды излучений, которые в той или иной мере поглощаются растениями. Однако несомненно, что фонд этой энергии огромен. Только энергия излучений Солнца на один гектар лесного покрова на протяжении года составляет 9 Л О® ккал ( Walter, 1964 )• Известно, что около 2% этой
