Методы физиологии растений

Основной метод познания процессов, явлений в физиологии - эксперимент, опыт. Следовательно, физиология растений — наука экспериментальная.

Для изучения физико-химической сущности функций, процессов в физиологии растений широко применяют методы: лабораторно-аналитический, вегетационный, полевой, меченых атомов, электронной микроскопии, электрофореза, хроматографического анализа, ультрафиолетовой и люминесцентной микроскопии, спектрофотометрии и др. Кроме того, используют фитотроны и лаборатории искусственного климата, в которых выращивают растения и проводят опыты в условиях определенного состава воздуха, нужной температуры и освещения. С помощью этих методов физиологи исследуют растения на молекулярном, субклеточном, клеточном и организменном (интактное растение) уровнях.

В биологических исследованиях широко применяют электронные микроскопы просвечивающего типа с разрешающей способностью 0,15—0,5 нм.

Исследование ультраструктуры органоидов растительной клетки (хлоропластов, митохондрии, рибосом, мембранных структур) дало возможность раскрыть суть процессов фотосинтеза и дыхания, которые определяют возможность самой жизни на нашей планете. Изучение строения клеточных оболочек, открытие цитоплазматических мембранных структур способствовали выяснению процессов обмена веществ и энергии в клетке, структуры и функции органоидов растительной клетки. Большое принципиальное значение имеет электронно-микроскопическое исследование строения РНК и ДНК, локализации их на структурных компонентах клетки. Результаты этих исследований легли в основу раскрытия генетической роли ядра и проблемы наследственности.

Для исследования в растениях процессов фотосинтеза, корневого питания, водного режима, синтеза органических веществ, обмена веществ и т. д. широко применяют радиоактивные и стабильные изотопы. Для этого используют метод меченых атомов: в растение через листья или корни вводят вещества, содержащие изотопы элементов, а потом определяют наличие их в тканях органов растений или в отдельных веществах, выделенных из растений.

Задачи физиологии растений

Перед учеными-физиологами стоят многообразные задачи: изучение обмена веществ и энергии в растительном организме, фотосинтеза, хемосинтеза, биологической фиксации азота из атмосферы и корневого питания растении, разработка методов повышения использования растениями солнечной энергии и питательных веществ почвы, обогащения почвы азотом, создание новых, более эффективных форм удобрений и разработка методов их применения, исследование действия биологически активных веществ, разработка методов более продуктивного расходования воды растением.

Интенсивное применение минеральных удобрений, гербицидов, физиологически активных веществ, химических препаратов для защиты растений от болезней и вредителей требует глубокого и всестороннего изучения их влияния на рост и обмен веществ растительных организмов с целью значительною повышения продуктивности сельскохозяйственных растений.

Для физиологии растений как теоретической основы научного земледелия наиболее актуальны следующие задачи:

разработка биохимической теории корневого питания растений в целях более эффективного использования минеральных удобрений и повышения продуктивности растений;

выяснение механизма фотосинтеза, т. е. путей устойчивой фиксации энергии, и разработка методов повышения использования растениями солнечной энергии;

раскрытие механизма биологической фиксации азота атмосферы и использования его высшими растениями;

разработка приемов более продуктивного использования воды растением;

изучение молекулярно-биологических основ развития растительных организмов в целях управления этими процессами;

исследование систем регуляции и регуляторных функций растений, которые связаны со свойством различных структур, и получение информации о связях физиологических функций растения с условиями внешней среды, необходимой для разработки агрономической кибернетики;

изучение процессов и механизмов распределения ассимилятов в онтогенезе растений в целях направленного формирования урожаев;

развитие научных основ получения физиологически активных веществ и применения их в растениеводстве;

познание процессов саморегулирования физиологических функций и самонастраивания целого растительного организма.