Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
А процесс образования парамагнитных центров в семенах растений в условиях их хранения происходит непрерывно, хотя и мало интенсивно. Большая часть вновь образованных парамагж нитных центров в семенах принимает делокализованное положение с малой степенью подвижности. Эти образования в семенах очень стабильны.
Одним из характерных признаков нативного парамагнетизма в биологической системе является то, что эти центры в абсолютном большинстве случаев дают спектр ЭПР в виде симметричного, иногда слегка асимметричного синглета. В отличие от индуцированных СР вое парамагнитные центры нативной природы (за исключением парамагнитных центров, возникающих в результате ферментативных и фотохимических реакций) имеют высокую устойчивость к действию температуры, влажности,парциальному давлению и составу газов в окружающей атмосфере.
В отличие от нативных индуцированные парамагнитные центры в биологической системе могут накапливаться в больших количествах. Образуясь в основном в результате физико-хими-ческих и радиационно-химических процессов (при индуцировании лучистой энергией), они имеют отличную от нативных центров природу* Содержание ИСР в системе зависит от мощности и количества воздействующего фактора, от температуры системы, ее влажности, степени химической и физиологической активности, от окружающего газа. При индуци ровании нативного парамагнетизма в биосистеме могут образоваться свободные радикалы различной природы, о чем упоминалось в начале данной работы. Спектры ЭПР индуцированных СР могут иметь структурную форму. ИСР очень неустойчивы к воздействию температур и влаги.
Таким образом, действуя на растение каким-либо внешним дополнительным фактором, например высокоэнергетическим излучением, каким является ИКСС, мы вызываем в растении сразу две группы свободнорадикальных процессов. С одной стороны, ИКСС, повышая, стимулируя степень активности метаболических и фотохимических процессов, вызывают нарастание количества парамагнитных центров нативной природы. С другой — при таком воздействии в результате радиационно-химических процессов в растении образуются новые истинно индуцированные парамагнитные центры. Оба типа парамагнитных центров в живом растении имеют для него положительное значение, ибо обогащают его энергией.
Мы уже говорили, что при прорастании семян с увеличением активности метаболических процессов возрастает нативный парамагнетизм проростков. Следовательно, имеется прямая связь между количеством парамагнитных центров в растущем растении и степенью его метаболической активности. Если прямая связь верна, то можно считать правомочной и обратную зависимость; чем больше парамагнетизм системы, тем больше ее метаболическая активность.
Таким образом, облучая активно метаболизируюшую живую систему - лист, пыльцевое зерно, проросток - импульсным светом или иным высокоэнергетическим излучением, мы обогащаем энергетические ресурсы растения. Экспериментально это обогащение мы видим в увеличении количества СР в системе, что в свою очередь обусловлено увеличением ее метаболической активности. Конечным результатом продуктивного увеличения метаболической активности растительного организма является повышение его урожайности, чему предшествует стимуляция роста и развития растений при облучении их ИКСС. Подтверждением сказанному служат многочисленные экспериментальные данные, полученные на многих культурах на протяжении ряда лет в различных республиках нашей страны. Облучение ИКСС семян растений, клубней и вегетирующих растений ряда сельскохозяйственных культур дает светоимпульсный эффект, который выражается в усилении роста, ускорении развития и увеличении продуктивности растений.
Повышение жизнедеятельности и продуктивности растений под воздействием высокоэнергетического излучения является конечным результатом, суммарным эффектом, объединяющим в себе ряд процессов и механизмов в облученном материале с момента взаимодействия энергии излучения с атомами и молекулами облучаемой биологической системы. Для понимания природы действия излучения высокой энергии на растение необходимо знание всех звеньев процесса - от атомно-молекулярного до общебиологического, организме иного.
Одним из этапов первичного механизма действия излучений на биологическую систему, как уже говорилось выше, является образование первичных и стабильных высокоактивных свободных радикалов. Участвуя в метаболических процессах биосубстрата, СР вызывают в нем радиационно-биохимические превращения. Эти превращения связаны с потерей молекулами электронов, и их можно рассматривать как окислительно-восстановительные процессы.
Известно, что стимуляция основных физиологических функций растения проявляется в первую очередь в усилении окислительно-восстановительных процессов. Активно метаболизирую— щая система, какой являются вегетирующие растения, содержит много воды и обильно снабжается кислородом. При действии на такую систему высокоэнергетическим излучением, в ней должны индуцироваться реакции окисления ( Adams, 1966), протекающие по следующей схеме (Кузин, 1968):
