Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Конев (1965) пишет, что "во всех случаях цепь событий к изменению биологических свойств или деятельности клеток и организмов в значительной мере начинается от электронно возбужденных состояний белков и нуклеиновых кислот как основных ак-
цепторов, воспринимающих на себя действие реакции,,.в результате чего любой биологический процесс может быть трансформирован через фотохимический путь реализации электронно возбужденных состояний белков и нуклеиновых кислот . . . '
По Ю.А.Владимирову (1985), освещение биологических объектов, в частности белков и ароматических аминокислот, мощной импульсной вспышкой приводит к образованию свободных радикалов, к появлению полос поглощения очень короткоживутцего продукта, являющегося сольватированным электроном.
Как видно из вышесказанного, импульсное воздействие мощ-ными световыми потоками излучения лазера и фотолизных ламп на биологические и органические объекты вызывает у них существенные изменения.
Надо полагать, что воздействие ИКСС а биологические объекты сопряжено со значительными, х.отя и более мягкими, чем при действии лазера и фотолизной лампы, фотофизическими и фотохимическими перестройками.
В связи с этим для нас представляло первостепенной важности значение установить воздействие .ИКСС при облучении растений на сам акцептор этого излучения - пигментную систему, на прочность связи хлорофилл-белково-липоидного комплекса, а также на поллощение и утилизацию лучистой энергии, на процессы метаболизма.
Динамика накопления пигментов у растений при облучении
ИКСС
Можно предполагать, что все изменения, возникающие в растениях в результате облучения импульсным концентрированным солнечным светом, происходят благодаря действию этого излучения на пигментный аппарат как акцептор лучистой энергии.
Из основных положений фотохимии известно, что только поглощенный системой свет может превратиться в химическую энергию или перейти в тепло. Следовательно, чтобы получить положительный эффект от действия ИКСС на растения необходимо, чтобы оно не тормозило процесс биосинтеза пигментов и не вызывало фотодеградацию уже имеющегося запаса пигментов. Только при наличии этих условий возможен положительный эффект от действия ИКСС на растения.
В связи с этим представляло интерес исследовать состав и содержание пигментов, прочность связи с липоидно-белковым комплексом, а также спектральные свойства листьев и интенсивность фотосинтеза.
За последнее время установлено (Шлык, 1965), что степень интенсивности накопления хлорофилла и его метаболизм как вещества, возникающего в процессе обмена и являющегося про-
дуктом определенной цепи биохимических превращений, может быть фактором, приводящим к повышению эффективности фотосинтеза и к управлению этим процессом.
По нашему мнению, сущность облучения растений ИКСС и заключается в изменении активности фотосинтетического аппарата через активацию биосинтеза пигментов и стимуляцию фотосинтеза.
Следуя представлениям Визнера ( Wi е s п е г3 1904 ), Тимирязева (1948 ), Любименко (1924) о значительной пигмент-разру-шаюшей способности прямого солнечного света, о "выцветании* и меньшем абсолютном содержании хлорофилла у световых растений по сравнению с теневыносливыми, можно было ожидать, что облучение зеленых растений ИКСС также приведет к значительному уменьшению абсолютного содержания хлорофилла через его фотодеградацию.
Однако уже первые наши опыты с кратковременным и длительным облучением ячменя и пшеницы в условиях Заполярья (Шахов, Станко, 1962) показали на обратную зависимость: чем дольше проводилось облучение растений ИКСС (разумеется дозами, не вызывающими патологического состояния их), тем больше накапливалось пигментов. При этом было отмечено, что ежедневное 5-минутное облучение растений ИКСС ("мягкая" доза) приводит к увеличению относительного содержания хлорофилла а и каротина, несколько понижая содержание хлорофилла Ь, а ежедневное облучение по 30 мин. ("жесткая" доза), увеличивая общее содержание хлорофилла, и, в частности, хлорофилла а по сравнению с контролем, понижает абсолютное содержание хлорофилла Ь на 30%.
На основании этих опытов мы пришли к выводу о том, что облучение растений ИКСС усиливает накопление лластидных пигментов и>светолюбивость растений, выражающуюся в относительном уменьшении содержания хлорофилла Ь, как "теневого" пигмента, и в возрастании отношения хлорофилла а/Ь.
Аналогичные данные получены нами также и в опытах с рядом других растений, о чем будет сказано ниже. Сейчас мы остановимся на данных некоторых авторов, применявших мощные искусственные источники света и установивших стимулирующее действие их излучения на накопление хлорофилла.
Виолетта Коски ( Koski, 1950 ) , облучая этиолированные проростки светом большой интенсивности, отметила, что разрушающее действие на образование и накопление пигментов оказывает только длительность импульсов более 2 мин. при длительности импульсов в несколько сотых долей секунды наступает стимуляция в биосинтезе пигментов.
Сиронваль и Кандлер ( Sironval. К an die г, 1958) считают, что разрушающее действие пигментной системы интенсивным све-
