77. Синтетические регуляторы роста.

Химические регуляторы роста позволяют управлять генеративным развитием и старением растений, о чем говорилось ранее. Опрыскивание растений гиббереллином останавливает распад хлорофилла, задерживает пожелтение и опадение листьев. Обработка цитокинином (6-бензиламинопурин) листьев и стеблей хлебных злаков при формировании зерна, замедляя распад белков и хлорофилла, задерживает их старение. Наоборот, обработка колоса пшеницы и початка кукурузы стимулирует налив зерна и старение вегетативных органов этих растений (Т. Г. Самойленко, 1986; С. А. Варфоломеев, 1988).

78. Нуклеиновые кислоты

Важной составной частью протоплазмы являются нуклеиновые кислоты. Последние являются высокомолекулярными полимерными органическими соединениями, в состав которых входят основания пуриновой (аденин, гуанин) и пиримидиновой группы (цитозин, ура-цил, тимин), сахар (рибоза или дезоксирибоза) и фосфорная кислота. Нуклеи¬новые кислоты бывают двух типов — рибонуклеиновая кислота (РНК), которая состоит из рибозы, оснований (аденина, гуанина, цитозина, урацила) и фосфорной кислоты (молекулярная масса 1—2 млн.) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая состоит из дезоксирибозы, оснований (тимина, аденина, гуанина, цитозлна) и фосфорной кислоты (молекулярная масса 4—8 млн.). ДНК сосредоточена главным образом в ядре клетки, а РНК — в цитоплазме, преимущественно в рибосомах. Большим содержанием нуклеиновых кислот характеризуются молодые, интенсивно растущие ткани и органы (зародыши семян, пыльца, глазки клубней картофеля, кончики корней). В молодых листьях и конусах нарастания побегов нуклеиновых кислот значительно больше, чем в старых листьях и стеблях. Обычно в листьях и стеблях большинства растений содержится 0,1—1% массы сухого вещества нуклеиновых кислот.

79. Для растений, а также для животных и микроорганизмов, кроме обычных элементов питания, давно известных в агрономической науке (органогенов и неорганогенов), необходимы и другие химические элементы, содержащиеся в тканях растений в мизерно малых количествах и вместе с тем отличающиеся высокой биологической активностью — микроэлементы. Они есть в почве, воде, горных породах, в растениях и в почвенных микроорганизмах Максимальное количество марганца сосредоточено в цитоплазме. В последнее время появились сведения об участии марганца в окислительных процессах, в восстановлении нитратов в процессе фотосинтеза, а также об антагонизме между марганцем и другими элементами, в частности железом. Марганец входит в состав ферментов -оксидаз. Исследованиями установлено, что он является наиболее существенным элементом в дыхательной системе растений. При нитратном азоте -марганец действует как восстановитель, а при аммиачном — как сильный окислитель. Но в обоих случаях при наличии марганца интенсивность окислительно-восстановительных процессов и синтез органических веществ в растении значительно возрастают. В процессе фотосинтеза марганец играет специфическую, роль в гидрировании кислорода в перекись водорода. Считают, что в реакции фотохимического расщепления воды, в которой выделяется водород (Н2О—>-Н+ОН), марганец играет активную роль: соединяясь с гидроксилом, он препятствует образованию воды.

80 ФОТОПЕРИОДИЗМ Длительность дня оказывает_ определенное влияние на_ развитие растений, и это Открытие зависимости между длительностью дня и цветением растений принадлежит американским физиологам В. Гарнеру и Г. Алларду, которые в 1920 г. предложили термин «фотопериодизма для обозначения влияния длительности дня на переход растений к цветению, хотя зависимость цветения от продолжительности дня была известна значительно раньше. Еще со времен К. Линнея на это явление обратил внимание выдающийся русский географ. А. И. Воейков (1884 г.) в работе «Климат земного шара», утверждая, что созревание растений зависит от длительности дня. К- А. Тимирязев (1903 г.) в работе «Солнце, жизнь и хлорофилл» указывал, что в северных широтах растения требуют более короткого периода времени для достижения известных стадий развития, чем в более южных. Это обычно объясняют большей продолжительностью дня. Ускорение развития южных растений, например конопли, при выращивании в условиях короткого дня было обнаружено Турнуа во Франции в 1912 г.Советские исследователи открыли закономерности в реакции растений на продолжительность дня в зависимости от этапов их развития, температуры, наличия у листьев фотопериодического последействия на растительный организм и др. По реакции на продолжительность дня растения делят на две основные группы: растения длинного дня и растения короткого дня.К растениям длинного дня относятся те, которые цветут и плодоносят по продолжительности дня не менее 12_ ч,— озимые и яровые [ все Крестоцвет¬ные: капуста, редька, горчица др.; все Макоцветные; Колокольчиковые; Бобовые: горох, фасоль; значительное количество сортов подсолнечника; картофель, сахарная свекла, лен и др. В группу растений короткого дня входят те, которые ускоряют цветение при сокращении дневного освещения (менее__1_2.,ч). К этой группе относятся: злаки второй группы (суданская трава, кукуруза, могар, просо и , тыквенные, значительное количество бобовых, хлопчатник, сорта конопли, много сортов табака, хмель, из овощных перец красный, из цветочных — астры, железняк и др.По данным советского ученого Б. С. Мошкова, фотоперио реакции охватывают все стороны жизнедеятельности растен только репродуктивное развитие. Обнаружено что фотопер] кую реакцию растений нарушает инфракрасная радиация и ' тура воздуха, окружающего растение. На этом основании предлагает реакцию растений на суточные ритмы лучистой называть не фотопериодизмом, а актиноритмизмом. Дело в : основным фактором, определяющим фотопериодическую реакций, является не свет, а темнота. Б. С. Мошков на интересных показал, что если чередовать свет и темноту по 12 часов потом для темноты без чередования со светом, то растения короткого дня будут цвести, а растения длинного дня останутся вегетативными. И на если дать непрерывно 12ч света, а потом вместо непрерывной а влиять каким-либо чередованием света и темноты, то растения кого дня не будут цвести, а растения длинного дня будут. Следовательно, актиноритмйческую реакцию растений летняя длительность дня, а, наоборот, продолжительность Деление растений на растения короткого и длинного дня автор < неправильным и предлагает первые назвать никтофильными, кот — никтофобными растениями. Среди растений, произрастающих в умеренных широтах, падают растения длинного дня. К растениям короткого дня относятся выходцы с юга. Таким образом, существует прямая связь между физическим происхождением растений и .продолжительностью дня в течение вегетационного периода. Исследования показали, что на развитие растений в значит! мере влияет интенсивность и спектральный состав света. В связи большой интерес представляют опыты В. И. Разумова, кс доказал, что красный свет действует как естественное дневное, а синий воспринимается растением как темнота. Если ее! растения короткого дня ночью красным светом, то они не зацветают ( растения длинного дня в этих условиях зацветают раньше, чем в них. Освещение растений в ночное время синим светом не нар влияния темноты. Следовательно, длинноволновый свет воспринимается как дневной свет, а коротковолновый — как темнота. Таким об, качественный состав света оказывает влияние на развитие р.Однако, существует иной взгляд, а именно, что все световые если они достаточно интенсивны, воспринимаются растением как освещение. Считают, что спектральный состав света в течении почти одинаковый. В значительной мере изменяется лишь его интенсивность — наименьшая утром и к вечеру и наибольшая в пол В связи с этим определенный интерес представляет гипотеза С. С. на, сущность ее заключается в следующем.Растения короткого дня, происходящие из тропических и субтропических стран, требуют для нормального развития солнечный свет большей интенсивности с относительно большим количеством коротковолновых лучей. Растения длинного дня, наоборот, лучше развиваются при относительно большем количестве длинноволновых луней. „С. С. Шайн экспериментально доказал, что при посеве растений длинного дня рядками с севера на юг, а короткого дня (подсолнечник, кукуруза) — с востока на запад они лучше развиваются и дают больший урожай. Это объясняется тем, что если растения высеяны рядками с севера на юг, то они лучше освещаются, потому что лучи падают перпендикулярно к рядкам в утренне-вечерние часы, когда сравнительно больше длинноволновых лучей. В полдень, когда в солнечном свете сравнительно много коротковолновых лучей, растения в ряду затеняют друг друга. Следовательно, посевы с рядами, расположенными с востока на запад, получают больше коротковолновых лучей в течение дня, чем при посеве с севера на юг. В опытах лаборатории фотосинтеза УСХА при пунктирных посевах кукурузы с ориентацией рядков с северо-востока и на юго-запад к. п. д. фотосинтеза за вегетационный период повышался на 0,15— 0,21 % по сравнению с ориентацией рядков с севера на юг. Урожайность зерна кукурузы при этом возрастала на 10—13%. Современные методы измерения фотосинтетически активной радиации (ФАР) показали, что при высоте солнца над горизонтом 20° и в течение дня спектральный состав ФАР почти не изменяется. Кроме того, большая продуктивность посевов с определенной ориентацией рядков обусловливается не только условиями освещения. При разной ориентации рядков 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 рядков канадский ученый У. Питтман объясняет реакцией корневой системы растений на направленность магнитных силовых линий Земли. В результате этого создаются лучшие условия питания растений. Направленность рядков имеет большое значение при посевах и посадках деревьев лесных пород, а также при рубках, уходе за молодняком.В южных широтах и в условиях резко выраженного солярного климата широтное расположение рядов деревьев имеет положительное значение, так как лучше обеспечивается взаимная защита последних от избыточной радиации и перегрева. Для северных широт более выгодным будут меридиальное расположение рядов, что способствует лучшему прогреванию почвы в междурядьях (П. С. Погребняк