Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
В опытах лаборатории фотосинтеза Украинской сельскохозяйственной академии при пунктирных посевах кукурузы с ориентацией рядов с северо-востока па юго-запад КПД фотосинтеза за вегетационный период повышался ка 0,15—0,21% по сравнению с ориентацией рядов с севера на юг. Урожайность зерна кукурузы при этом возрастала на 10—13%, Современные методы измерения фотоспнтетическн активной радиации показали, что при высоте солнца над горизонтом 20° н в течение дня спектральный состав ФАР почти не изменяется. Кроме того, большая продуктивность посевов с определенной ориентацией рядов обусловливается не только условиями освещения. При разной ориентации рядов растений условия корневого питания и водного режима также будут неодинаковыми, что, в свою очередь, влияет на поглощение и использование ФАР.
Повышенную продуктивность посевов с определенной ориентацией рядов канадский ученый У. Питтман объясняет реакцией корневой системы на направленность магнитных силовых линий Земли. В результате этого создаются лучшие условия питания растений. Направленность рядов имеет большое значение при посевах и посадках лесных пород, а также при рубках, уходе за молодняком. В южных широтах и в условиях резко выраженного солнечного климата широтное расположение рядов деревьев имеет положительное значение, так как лучше обеспечивается их взаимная защита от избыточной радиации и перегрева, В северных широтах более эффективно меридиальное расположение рядов, что способствует лучшему прогреванию почвы в междурядьях (П. С. Погребняк).
Фотобиологические реакции растений на продолжительность дня и ночи индуцируются и регулируются пигментной фитохроматической системой.
Известно, что разнообразные и даже не связанные между i-o6oii фотобиологические реакции растений, такие, как всхожесть семян, образование антоцианов в проростках, фотопериодизм, рост растений, регулируются одной и той же пигментной системой, получившей название фитохром ной.
Особенность фитохромной системы заключается в том, что чффект, вызванный действием красных (К) или синих (С) лучен иа семена и растения, как правило, аннулируется при последующем их облучении светом дальней красной области (.КДК- и СДК-эффект). Этот светочувствительный пигмент был открыт в 1952 г. американскими физиологами Г. Бортвиком и С. Гендриксом. В дальнейшем из растений был выделен пигмент, обладающий фотообратимостью и названный фитохромом (Р или Ф). Обнаружение фитохрома оказалось возможным благодаря использованию дифференциального спектрофотометра, с помощью которого на листья этиолированных растений направлялся монохроматический свет и затем быстро фиксировалось изменение оптических свойств листьев (in vivo). Было выявлено, что под действием К- или ДК-света спектры поглощения этиолированных растений изменяются. Такие изменения спектров поглощения были обнаружены in vitro (в щелочных растворах экстрактов таких растений) под действием красного и дальнего красного света.
Методом хроматографии на фосфате кальция и сефадексе и электрофореза из этиолированных проростков овса и других растений был выделен и очищен пигмент белковой природы ф и--гохром. В нем обнаружено высокое содержание аминокислот: аспарагиновой, глутаминовой, серина, аланина и лейцина. В молекуле фитохрома предполагается содержание 10—11 сульфгидрильных групп, в хромофоре его имеется система конъюгированных двойных связей, которые изменяются под влиянием освещения (В. Л. Кретович).
Фитохром обладает свойством обратимо переходить из одной формы в другую под действием света соответствующей длины волны:
660
Peso -*-- Р7.10-
730
У растений, выращенных в темноте, он находится в более стабильной форме, имеющей максимум поглощения при 660 нм. При освещении растений К-светом он активируется и превращается в другую форму, поглощающую свет в дальней красной
области спектра (максимум поглощения 730 нм). Под воздействием света дальней красной области Р7зо мгновенно (10_3 с) превращается в Рбво. В темноте при физиологических температурах в присутствии кислорода этот переход обычно осуществляется за 3—4 ч. Интенсивность света, необходимая для таких взаимопревращений, столь низка, что практически не оказывает существенного влияния на процесс фотосинтеза. Установлено также, что качественно различающиеся лучи света вызывают различные эффекты. Красный свет необходим для развития всех растении. Он задерживает цветение некоторых из них, способствует прорастанию семян, предупреждает вытягивание стебля. Под действием красного света в тканях растений иногда появляется красная окраска. Противоположное действие вызывает более длинноволновый красный свет.
Ниже показана хромофорная группа фитохрома: вверху
структура, чувствительная к красному свету, внизу — К дальнему красному свету.
соон соон
I I
сн, сн, с
I J J
CH, CM CII, СН, с
I I г : :
НС------С С------с с
