Действие радиации на растения

Излучение с очень высокой энергией, способное отнимать электроны от атомов и присоединять их к другим атомам с образование пар положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим излучением. Источником ионизирующего излучения служат радиоактивные вещества, способные испускать альфа-, бета- и гамма-лучи. Гамма-лучи относят к «внешним излучателям», так как это проникающее излучение. Оказывает воздействие, когда его источник находится вне организма. Альфа- и бета-лучи относятся к «внутренним излучателям», так как вызывают больший эффект находясь внутри ткани или вблизи от неё.. Каждый радиоактивный изотоп имеет период полураспада от 8 дней и йода до 28 лет у стронция. Наиболее опасными для живых систем считаются изотопы кобальта, йода, стронция, свинца и урана.

В природе существует фоновое излучение, к которому живые организмы адаптированы, но развитие ядерной индустрии приводит иногда к искусственному радиоактивному загрязнению. Разные виды различаются по своей чувствительности к дозам облучения. Наибольший вред причиняют альфа- и бета-частицы. Они поступают в растения через корни и листья, вызывая изменения физиологических и биохимических процессов. При радиационном воздействии образуются токсичные продукты окисления биосубстратов – радиотоксины. Они способны действовать на мембраны клеток, реагировать с ДНК, вызывая мутации. У высших растений чувствительность к ионизирующему облучению прямо пропорциональна размеру ядра или содержанию ДНК. Ионизирующая радиация действует прежде всего на генетический аппарат клеток.

Радиочувствительность зависит от возраста, физиологического состояния, температуры, оводненности, парциального давления кислорода, митотического цикла.

Более сильные повреждения растения получает при остром облучении. В случае хронического облучения , повреждения зависят от общей дозы, полученной за митотический цикл. С возрастом у растений повышается устойчивость к радиации. Облучение пшеницы в фазу всходов снижает продуктивность на 53%, в фазу кущения на 23%, во время созревания снижения не наблюдается. В последнем случае, повреждающее действие радиации может проявиться на последующих поколениях.

Аллелопатические взаимодействия в ценозе

При формировании ценоза (сообщества растительных организмов) происходит изменение среды, вызванное потреблением материально-энергетический ресурсов и выделением продуктов жизнедеятельности в виде метаболитов, опада и различных остатков. Аллелопатией – называется прямое или косвенное влияние одного растения на другое путем образования химических соединений, выделяемых в окружающую среду.

Способностью к выделительной деятельности обладают все органы растений: корни, листья, стебли, плоды и семена. Наиболее активные вещества выделяются из надземной части, наименее активные - из корней.

Выделения растений подразделяют на прижизненные и посмертные. Прижизненные выделения бывают активные и пассивные. Активные обусловлены нормальной жизнедеятельностью растений, а пассивные – вымыванием веществ из листьев с осадками и прочие.

Выделения растений могут быть водорастворимые и летучие (в виде газа, пара, аэрозоля или пыли).

Водорастворимые выделения подразделяют на:

-эскудаты (активные);

-диффузаты (пассивные)

- и сапролины (посмерные).

Летучие выделения подразделяют на три типа:

-фитогенные, выделения неповрежденных органов растений;

-фитонциды, выделения поврежденных тканей;

- миазмины, выделения из отмерших тканей.

Аллелопатия изучает образование физиологически активных веществ в растениях-донорах, выделение этих веществ в окружающую среду, их превращения и действие на другие растения-акцепторы.

Химические вещества участвуют в аллелопатических взаимодействиях на разных уровнях:

Колины – выделяются высшими растениями и действуют на высшие растения.

Фитонциды – ингибиторы, продуцируемые высшими растениями и действующие на микроорганизмы.

Маразмины – вещества, выделяемые микроорганизмами и вредные для высших растений.

Антибиотики – ингибиторы, продуцируемые микроорганизмами и действующие на микроорганизмы.

Таким образом, вокруг растительного организма на протяжении всей жизни создается определенная биохимическая обстановка, положительно или отрицательно действующая на него и на другие организмы.

Во время формирования семян в них откладываются вещества, тормозящие прорастание и антимикробные агенты.

Тормозители, во-первых, задерживают прорастание в неблагоприятное время , во-вторых, подавляют рост других растений, в –третьих, подавляют деятельность микроорганизмов. Среди веществ тормозителей, выделенных из семян, обнаружены ди- и трикарбоновые кислоты, аминокислоты, ароматические кислоты (кофейная, коричная), кумарин и др.

Из антимикробных веществ обнаружены различные алкалоиды и фенолы.

Среди активных выделений надземных органов часто наблюдается гуттация, экскрекция газообразных веществ и выделение твердых продуктов, смываемых дождями.

1)В гуттационной жидкости содержатся ионы кальция, , нитраты, глутаминовая кислота, ферменты, антибиотики (пшеница), соли(галофиты).

2)Кутикулярные экскректы листьев содержат алкалоиды (табак), ионы калия, марганца, сахара, азотистые вещества (медвяная роса), фенолы, гиббереллины (хризантемы). Они могут подавлять или стимулировать рост и цветение растений.

В состав корневых выделений входят минеральные вещества, кислоты цикла Кребса, сахара, ферменты, витамины, антибиотики, алкалоиды, ростовые вещества, гликозиды и прочее. Корневые выделения изменяют метаболизм акцепторных растений, вызывая усиление или замедление роста, а также изменяют микрофлору почвы.

Аллелопатические взаимодействия растений нужно учитывать при формировании севооборотов. Подмаренник мягкий подавляет рост пшеницы и подсолнечника. Щетинник гигантский – кукурузы. Пшеница, овес, горох, гречиха наоборот подавляют рост мари белой. Сахарная свекла препятствует поглощению цинка последующими культурами, особенно кукурузой и фасолью. Однако в настоящее время исследования в этой области только начинаются.