Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
растительный, губительное влияние, т. е. являются ядовитыми. При-
чем это влияние проявляется еще до того, как начинают обнаружи-
ваться симптомы голодания растений относительно недостающих эле-
ментов питания. Так, при культивировании зародышей рыб в раство-
ре хлористого натрия развиваются уродливые одноглазые особи.
У морских ежей, помещенных в растворы хлористого натрия, на-
блюдается партеногенез. Все это происходит несмотря на то, что
NaCl взят в той же концентрации, как и в морской воде. Сходные
результаты получены на корнях растений. Так, при помещении про-
ростков пшеницы на чистые растворы KCl или CaCb на корнях появ-
лялись вздутия, а затем корни отмирали. Интересно, что в смешан-
ных солевых растворах, содержащих два разных катиона, ядовитое
действие не наблюдается. Смягчающее влияние, оказываемое одним
катионом на действие другого катиона, называют антагонизмом ио-
нов. Антагонизм ионов проявляется как между разными ионами од-
ной валентности (например, Na+ и K+), так и между ионами разной
валентности (K+ и Ca2+). При этом в последнем случае, антагонисти-
ческое влияние сказывается более,резко. Так, для того чтобы устра-
нить ядовитое влияние чистой соли KCl, надо прибавить NaCl 30%,
a CaCb всего 5 %.
Растворы, которые характеризуются определенным соотношением
катионов, благоприятным для роста и развития организмов, называ-
ют уравновешенными. К естественным уравновешенным растворам
относятся, например, морская вода, плазма крови. По-видимому, в
основе антагонизма ионов лежит воздействие на коллоидно-химиче-
ские свойства цитоплазмы, в частности на гидратацию белков, вхо-
дящих в ее состав. Известно, что двухвалентные катионы (Ca2+,
Mg2+) дегидратируют коллоиды сильнее, чем одновалентные (Na+,
K+). Неодинаково влияние на гидратацию коллоидов и катионов
сходной валентности. Так, натрий оказывает более сильное дегидра-
тирующее влияние по сравнению с калием. Сходное влияние в дей-
ствии отдельных катионов проявляется и на неживых отрицательно
заряженных коллоидах. Коагуляция коллоидного раствора под влия-
нием чистой соли происходит при меньшей ее концентрации по срав-
нению с концентрацией смешанных растворов, содержащих две соли.
Вопрос этот заслуживает дальнейшего изучения, тем более что небла-
гоприятное влияние повышенной концентрации одного катиона мо-
жет проявляться и в естественных условиях (в почве). Таким обра-
зом, для нормального роста растений необходимо определенное соче-
тание солей одно- и двухвалентных катионов.
'ПОСТУПЛЕНИЕ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ
ЧЕРЕЗ КОРНЕВУЮ СИСТЕМУ
Еще Кноп и Сакс показали, что растение хороню усваивает пита-
тельные вещества из минеральных солей. Однако окончательно во-
прос о возможности усвоения тех или иных соединений, в которые
входят элементы нитария, не мог быть разрешен в обычных водных
или песчаных культурах, так как в них присутствуют микроорганиз-
мы, которые легко переводят одну форму соединений в другую.
В присутствии микроорганизмов не может быть уверенности, что выс-
шее растение поглощает соединения именно в той форме, в которой
они первоначально введены в питательную смесь. Решение вопроса
о доступных формах питательных веществ было осуществлено в опы-
гах, проведенных в стерильных условиях. Впервые И. С. Шуловым
в лаборатории Д. Н. Прянишникова был разработан метод, при ко-
тором в стерильных условиях находилась только корневая система.
В таких условиях надземные органы растения развивались нормаль-
но. Было показано, что в отсутствии микроорганизмов корневые сис-
темы растений прекрасно усваивают вещества, внесенные в питатель-
ную среду, в минеральной форме в виде растворимых солей. Некото-
рые органические растворимые соединения, в частности соединения
азота (аминокислоты), могут быть также усвоены растительным ор-
ганизмом. Более сложные нерастворимые органические соединения
в отсутствии микроорганизмов усваиваться растением не могут. Та-
ким образом основными источниками питательных веществ для рас-
тений являются минеральные соли.
Катионы и анионы поступают в растения независимо друг от дру-
га с разной скоростью. Скорость поступления того или иного иона
•определяется быстротой его использования. Эти закономерности бы-
ли вскрыты путем определения изменения концентрации водород-
ных ионов (pH) в водных культурах. Оказалось, что pH. раствора
меняется, если в составе соли катион и анион используются расте-
нием неравномерно. Так, если в качестве источника азота исполь-
зуется хлористый аммоний (NH4CI), то при выращивании растения
pH раствора сдвигается в кислую сторону. Это происходит в силу то-
го, что аммоний необходим растению в значительно большем коли-
честве, чем хлор, поступает быстрее, обмениваясь иа водород, адсор-
бированный поверхностью корня. Выделяющийся водород с хлором
образуют соляную кислоту. В результате среда подкисляется. Можно
привести противоположный пример. Если в качестве источника азо-
та используется нитрат натрия, то анион (NO3") будет использо-
