3.4.3.2. Системы и механизмы защиты растений

при воздействии оксидов азота

Растения абсорбируют газообразный NO₂ с большей скоростью, чем NO. Это обусловлено значительно большей растворимостью в воде диоксида азота.

Диоксид азота ингибирует транспирацию в освещенных листьях, вызывая частичное закрывание устьиц. В течение дня растения абсорбируют значительно большее количество NO₂, чем в течение ночи, что указывает на зависимость поглощения NO_х от апертуры устьиц.

Абсорбированный NO₂ легко превращается в NO₂^– и NO₃^– и затем используется в клеточном метаболизме. Причем сначала NO₂^– и NO₃^– образуются в равных количествах, затем аккумулируется только NO₂^–. Нитрит более токсичен, чем нитрат, и многие растения обладают ферментативными механизмами его детоксикации до определенного уровня:

2NO₂^–_(водн) + O_2(водн) 2NO₃^–_(водн)

Большая часть абсорбированного диоксида азота трансформируется в восстановленные органические азотистые соединения:

NO_x  NO₃^–  NO₂^–  NH₄⁺  аминокислоты  белки .

Восстановление NO₂^– и NO₃^– до NH₄⁺ интенсивнее происходит на свету. Это обусловлено тем, что восстановителями этого процесса являются продукты фотосинтетических реакций.

Повреждение растений под действием NO₂ является результатом закисления или фотоокисления. Следствием повреждающего действия NO₂ является избыточное накопление нитратов в листьях, стеблях, плодах, корневой системе растений. Распределение нитратов внутри растения неравномерное. Так, например, в ранних тепличных огурцах и кабачках количество нитратов от плодоножки уменьшается по длине плода на каждый сантиметр в 1,5-2 раза. Больше всего нитратов в кожице огурцов и кабачков. У столовой свеклы максимальная концентрация нитратов приходится на верхнюю и нижнюю части корнеплода, а в капусте наибольшее количество нитратов сосредоточено в верхних кроющих листьях и кочерыжке. Некоторые растения являются накопителями нитратов. К ним относятся зеленые листовые овощи: петрушка, шпинат, салат, щавель. В незрелых овощах, а также в овощах раннего созревания нитратов больше, чем в достигших нормальной уборочной зрелости.

В организме животных и человека нитраты восстанавливаются в нитриты, которые образуют канцерогенные нитрозамины общей формулы NN=O. Нитраты подавляют дыхание клеток, что проявляется в снижении работоспособности, головокружении, потере сознания. Предельно допустимая суточная доза нитратов для взрослого человека 500 мг, токсичная – 600 мг, а для грудного ребенка даже 10 мг нитратов в сутки могут вызвать сильное отравление. В питьевой воде содержание нитратов не должно превышать 45 мг/дм³.

3.4.3.3. Системы и механизмы защиты растений

при воздействии озона

Растения проявляют определенные защитные реакции против воздействия озона. Их устойчивость к воздействию О₃ связана с функцией устьиц. При закрытых устьицах повреждения растений озоном не происходит. Повышение влажности атмосферного воздуха, способствующее открытию устьиц, усиливает повреждение растений озоном. Большинство растений в предгрозовые часы, когда концентрация озона в приземном слое атмосферы значительно возрастает, закрывают устьица. Например, желтые кувшинки и белые лилии тщательно закрывают лепестки, одуванчики закрывают соцветия и т.п.

В тех случаях, когда невозможно закрыть чувствительную к озону часть растения, характер защитных реакций меняется. Ряд растений начинает интенсивно выделять на этой поверхности влагу. Например, перед грозой на длинных усах-остьях овса или пшеницы повисают капли воды. Интенсивное выделение влаги перед грозой происходит хвоей сосен. Эта защитная реакция растений обусловлена тем, что пленка выделяемой влаги защищает их поверхность от воздействия озона. У многих других растений защитной реакцией против воздействия озона является интенсивное выделение ими естественных антиозонантов – душистых летучих органических веществ, обусловливающих благоухание в лесу перед грозой.