Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
энергии утилизируется растениями в процессе фотосинтеза и дает органический продукт. В этот процент не входит та часть солнечной радиации, которая используется в живом растении на нефотосинтетические процессы.
Кроме излучений Солнца на растение в естественных условиях непрерывно влияют бомбардирующие корпускулярные излучения и гамма-кванты естественных радиоактивных изотопов. Особенно этому влиянию подвергаются подземные части растений в почве, где количество естественно распределенных и осадочных радиоактивных элементов велико. По данным Д.М. Гродзинского (1965), в растениях и почве в относительно большом количестве содержатся радиоактивные элементы: уран, радий, торий и изотопы калий-40 и рубидий-86. Кроме непрерывного облучения растений радиоактивными элементами почвы, ткани, клетки и субклеточные структуры облучаются альфа— и бета-излучениями радиоактивных элементов, аккумулированных в растениях. Причем процесс накапливания радиоактивных эле^ ментов растениями является не случайным, а зависит от видовой специфики и систематического положения растений. Установлено (Гродзинский, 1965 а), что содержание урана в золе растений повышается с увеличением филогенетического возраста растений. В 1 г золы покрытосеменных растений содержится от 0,Ы0”^до 1,0*10"^г урана,у голосеменных эти величины находятся в пределе от 1,06*10”^ до 5,35*10“?г,а в золе лишайников и мхов - от 3,5*10“^ до 35,00*10“^ г. Подобная закономерность, хотя и отличающаяся количественно, отмечена и для других естественных радиоактивных элементов. Следовательно, можно считать, что радиоактивные элементы, как носители излучения высоких энергий, являются филогенетически необходимыми для нормального функционирования растений.Растения, которые возникли в более ранние эпохи развития органического мира на Земле, когда уровень радиоактивности был более высоким, приспособились к повышенному фону радиации, и в настоящее время эта радиация, возможно, стала необходимой для жизнедеятельности потомков тех растений. Природную радиоактивность почв и инкорпорированные в растения радиоактивные элементы следует рассматривать как источник лучистой энергии для растений. Вернадский (1962) указывал, что жизнь на Земле исходит от двух источников энергии - солнечного света и энергии атомного распада. Энергетический баланс второго источника лучистой энергии в растениях пока совсем не изучен.
При разработке вопросов фотоэнергетики растений 10-лет назад был применен и испытан на различных растениях способ искусственного обогащения растений лучистой энергией — это облучение растений, клубней, семян и пыльцы импульсным кон-центрированным солнечным светом (ИКСС). Этот новый прием обогащения растений лучистой энергией в силу импульсивности и высокого фотохимического действия следует отнести к высокоэнергетическому типу излучений. Светоимпульсное излучение можно поставить в начале ряда, за которым следуют ультрафиолетовое и рентгеновское излучения, гамма- и космические лучи, поток корпускулярных высокоэнергетических излучений радиоактивных изотопов* Такое объединение указанных видов излучений можно сделать на основании тесной связи между фотохимическими и радиохимическими процессами в биологической ткани при облучении ее указанными видами лучистой энергии. При облучении органических соединений или растительных тканей плотноионизирующими излучениями альфа-, бета-частиц или гамма-лучами по пути движения частицы или кванта в облучаемой системе появляется радиационный трек, или шпур. В этом треке содержится очень большое количество продуктов радиолиза органических молекул—ионов, свободных радикалов и возбужденных состояний молекул. Плотность этих оборазований на единицу длины трекд очень высока, благодаря чему они быстро рекомбинируют между собой. Этот радиационный трек примерно через 10~® сек.расширяется вследствие диффузии нерекомбини-рованных продуктов, и в дальнейшем энергетическое и радиохимическое состояние системы, по-видимому, не отличается от случая, когда указанные продукты образуются действием ИКСС или других излучений видимой области спектра или ультрафиолета. Основное преимущество плотноионизируюших излучений по сравнению с излучениями оптической области теряется в процессе рекомбинации продуктов радиолиза системы (мы здесь не учитываем возможного прямого попадания в уникальную жизнен-но важную структурную единицу живой клетки, радиолиз которой может приводить к большим последствиям). В литературе указывается ( Hammod et аЦ 1968 )на общность про-цессов радио-и фотохимии при облучении органических молекул в растворе.
Действие на биологическую систему (семена, растения и др.) излучениями высокой энергии приводит в целом к возрастанию энергетических ресурсов данной системы. Первичные физические процессы в облучаемой системе в начальные моменты взаимодействия энергии излучения с атомами и молекулами веществ организма будут количественно различаться в зависимости от частотного диапазона высокоэнергетических излучений.
1
