Работа 31. Антагонизм ионов

При выращивании растений на растворах, содержащих какую-либо одну чистую соль даже слабой концентрации, наблюдается резкое угнетение роста растений. Токсическое действие чистых солей снима­ется при добавлении к раствору ионов других солей той же или другой валентности. Это обусловлено явлением, получившим название анта­гонизм ионов. Антагонизм – это такое взаимодействие ионов, при котором физиологический эффект смеси солей ниже, чем действие каждой соли в отдельности. Антагонизм ионов обусловлен различ­ным их влиянием на физико-химические свойства протоплазмы и физиологические процессы.

Подбирая различные концентрации отдельных ионов, можно составить такую комбинацию, при которой растения будут развиваться лучше всего. Растворы, в которых не проявляется токсическое действие солей, называются физиологически уравновешенными. В таких растворах растения хорошо растут и дают высокий урожай. Примером физиологически уравновешенного раствора является морская вода, питательные растворы, используемые в водной культуре (гидропонике).

Цель работы. Определить влияние на растения растворов чистых солей и их смеси.

Ход работы. В 3 стаканчика наливают по 100 мл растворов химически чистых солей NаСl, КСl и СаСl₂ с концентрацией 0,12 н. В четвертый стакан наливают смесь из всех трех солей в количестве 103,2 мл (100 мл 0,12 н. NaCl + 1 мл 0,12 н. CaCl₂ + 2,2 мл 0,12 н. КСl). Стаканчики закрывают марлевыми кружочками, в которых сделаны отверстия для посадки проростков. Одинаковые проростки злаков 4…5-дневного возраста высаживают на марлю по 5…10 шт. на стаканчик. Спустя 1…2 недели у каждого проростка измеряют длину надземной части, количество и длину корней. Затем рассчитывают среднее значение показателей по каждому варианту. Результаты записывают в табл. 39.

Т а б л и ц а 39. Действие чистых солей и их смеси на рост растений

Номер стакана	Варианты	Количество раствора, мл	Длина надземной части, см	Количество корней, шт.	Длина корней, см
1.	NaCl	100
2.	KCl	100
3.	CaCl2	100
4.	NaCl + CaCl2 + KCl	100 + 1,0 + 2,2

Полученные результаты анализируют и делают соответствующие выводы.

Вопросы:

1. Что понимают под антагонизмом и синергизмом ионов? Что лежит в основе антагонизма ионов?

2. Какие растворы называют физиологически уравновешенными?

Материалы и оборудование: проросшие семена злаков, растворы химически чистых солей КСl, СаСl₂, NаСl (все растворы солей 0,12 нормальные), стаканчики на 100 мл, пропарафинированная марля, мерные пипетки на 1 и 5 мл, мерные цилиндры на 100 мл, линейки.

Раздел 9. Рост и развитие растений

В процессе онтогенеза происходит рост и развитие растений. Онтогенез – это комплекс последовательных и необратимых изменений структуры и функций растений от возникновения из оплодотворенной яйцеклетки, зачаточной или вегетативной почки до естественной смерти.

Рост – это необратимое увеличение размеров и массы организма или отдельных его частей – клеток, тканей и органов. Рост складывается из роста клеток, тканей и органов растений. Показателями роста являются: увеличение массы, размера, площади, числа органов растений.

Наиболее интенсивно ростовые процессы проходят в образовательных тканях – меристемах. Различают апикальные, интерколярные и латеральные меристемы. За счет апикальных или верхушечных меристем происходит рост растений в высоту. Интеркалярные (вставочные) меристемы обеспечивают рост листьев и междоузлий. Латеральные меристемы (камбий, прокамбий, феллоген) обеспечивают рост стеблей в толщину.

Рост тканей происходит за счет деления и роста клеток. Каждая клетка растения проходит четыре фазы своего роста и развития: деления (эмбриональная фаза), растяжения, дифференциации, старения. Ростовые процессы локализованы в меристемах.

Общий закон роста растений – его неравномерность, впервые отмечен Ю. Саксом. Установленная им закономерность получила название большой кривой роста, в которой отмечаются следующие фазы: 1) начальная или лаг-фаза, характеризующаяся отсутствием видимого роста; 2) логарифмическая фаза, в которой происходит интенсивный рост (большой период роста); 3) фаза замедленного роста; 4) стационарная фаза, в которой рост прекращается.

Неравномерность роста различных частей растений или тканей определяет их способность к движению. Движения растений, вызванные односторонне действующими факторами, называются тропизмами (фото-, хемо-, гидро-, геотропизмы). Движения растений, вызванные диффузно действующим фактором называются настиями. Примером настий является открытие и закрытие цветков, опускание и поднятие листьев и другие.

Развитие – это качественные изменения структуры и функций растения, его органов, тканей и клеток, возникающие в процессе онтогенеза. В процессе развития растения проходят определенные возрастные этапы – эмбриональный, ювенильный (молодости), половой зрелости, старения. В развитии сельскохозяйственных культур часто выделяют фенологические фазы. Например, у злаков выделяют фазы всходов, кущения, выхода в трубку, колошения, цветения, созревания.

Показателем развития является переход растений к цветению. Для перехода к цветению озимым, двулетним и многолетним растениям необходимо пройти стадию яровизации. Яровизация – это стимуляция цветения низкими положительными температурами. Многие растения обладают фотопериодической реакцией. Фотопериодизм – это способность растений переходить к цветению только при определенном соотношении длины темного и светлого периода суток. По фотопериодической реакции выделяют длиннодневные, короткодневные и нейтральные растения.

Рост и развитие растений зависят как от внутренних (эндогенных) так и внешних факторов. Важнейшими внешними факторами, влияющими на рост и развитие растений, являются свет (работа 32), температура (работа 33), водообеспеченность, уровень минерального питания и другие. Путем регулирования этих факторов можно управлять ростом и развитием растений. К числу эндогенных факторов относят фитогормоны – ауксины (работы 34, 35), гиббереллины, цитокинины, абсцизины, этилен. Широкое применение в современных технологиях возделывания сельскохозяйственных культур находят синтетические аналоги фитогормонов – регуляторы роста: гербициды, ретарданты, дефолианты, десиканты, регуляторы созревания и другие.