Светоимпульсная стимуляция растений. - Шахов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Было отмечено (Маслова, 1958), что при воздействии на листья высокой температуры, вызывающей денатурацию белков пигментного комплекса, наблюдается сильное возрастание количества хлорофилла, извлекаемого петролейным эфиром.
Как видно из данных табл. 7, при облучении растений ИКСС идет не ослабление, а усиление прочности связи хлорофилла с белково-липоидным комплексом, что говорит о световом, а не тепловом влиянии этого излучения на растения.
За последнее время работами Смита и Кумбера ( Smith* Coomber* 1960 ) было установлено, что связь пигмента с белком в активном голохроме осуществляется через фенильную группу тирозина и сульфгидрильную группу цистеина или аминогруппу лизина, или с помощью обеих этих групп. В связи с этим вышеназванные аминокислоты играют весьма существенную роль в установлении прочности связи хлорофилл-белково-липоидного комплекса.
Как будет показано ниже, при облучении растений ИКСС в составе и содержании аминокислот листьев происходят сущест' венные изменения.
Изменения в спектральных свойствах листьев растений и
интенсивности фотосинтеза под действием ИКСС
Выявив стимулирующее действие ИКСС на синтез пигментов и усиление прочности связи хлорофилл-белково-липоидного компй лекса в листьях растений, мы исследовали их спектральные свойства и интенсивность фотосинтеза.
Как было установлено ранее (Шахов и др., 1959 f 1962; Ша<-хов, Станко, 1962; Станко, 1963; и др.), поглощение лучистой энергии растением в значительной степени меняется в зависимости от условий выращивания, корневого питания, а также различных физических воздействий на семена и растения.
Для измерения спектральных свойств листьев (отражение, пропускание, поглощение) облучавшихся и контрольных растений применяли фотоинтегрирующую сферу со сдвоенными интерференционными светофильтрами (Шахов и др., 1961).
В результате исследований установлено, что усиление прочности связи хлорофилла с белково-липоидным комплексом под действием ИКСС благоприятно сказывалось на способности листьев к поглощению лучистой энергии и лучшей ее утилизации в процессе фотосинтеза. Так, кукуруза Стерлинг при ежедневном облучении усилила поглощение в синей области спектра на 8%, в зеленой - на 12, в красной - на 7, в далекой красной - на 15-16% по сравнению с контролем. Недельное облучение растений в фазе 8-9-го листа по 30 мин. ежедневно также усилило поглощение лучистой энергии по всему спектру (табл. 8).
Поглощение лучистой энергии листьями сои Бируинца 12 в зависимости от облучения ИКСС в разные фазы онтогенеза приведено на рис. 7. Из него видно, что облучение растений сои, как и кукурузы, в любой фазе онтогенеза приводит к усилению поглощения лучистой энергии. Ежедневное облучение по 30 мин. привело к наибольшему поглощению лучистой энергии листьями по всему исследованному спектру, особенно в области синих, зеленых и далеких красных лучей.
Усиление способности листьев к поглощению лучистой энергии стимулировало фотосинтез (рис. 8, 9). Выявлено, что ежедневное облучение растений сои и кукурузы ИКСС снимает полуденную депрессию фотосинтеза, имеющую место у контрольных растений (особенно в опыте с соей). Так, если контрольные растения имели двухвершинную кривую фотосинтеза, то облучавшиеся растения - преимущественно одновершинную кривую с максимумом интенсивности в полдень. - По-видимому, облучение ИКСС приводит к тому, что растения перестраивают свой фотосинтетический аппарат в сторону большей светолюбивости и наиболее эффективно используют энергию солнца в полдень.
Исследованиями по действию ИКСС на растения кукурузы и сои на разных фазах развития найдено, что наибольшая ответная реакция на это облучение в год воздействия получается в фазе
3-5-го листа и перед выметыванием (кукуруза) или в период бутонизации (соя), в то время как при облучении растений в остальные фазы развития морфологические признаки не изменяются.
На рис. 10 и 11 изображен общий вид опытных и контрольных растений кукурузы и сои. Как видно из рис. 10, недельное облучение кукурузы ИКСС по 30 мин. ежедневно наиболее эффективно повлияло на рост растений в высоту. Ежедневное облучение растений кукурузы и сои до конца вегетации существен-
Спектральные свойства листьев кукурузы Стерлинг в зависимости от облучения ИКСС ( 1965 г. ) (в % от падающей радиации)
Длина Контроль Ежедневное облучение Облучение в фазе 8-9 -го листа
отражение пропус погло отражение пропус погло отражение пропус поглоще
кание щение кание щение кание ние
360 3,7 0,0 96,3 3,7 0,0 96,3 3,7 0,0 96,3
400 3,7 5,0 91,3 3,7 0,0 96,3 2,6 0,0 97,4
437 8,0 8,0 84,0 4,1 5,0 90,9 8,1 5,0 86,9
548 15,6 21,4 63,0 6,1 12,5 81,4 11,0 15,0 71,6
578 13,1 17,6 69,3 8,5 10,0 81,5 13,4 21,8 67,2
