7. Минерального питания

Элементы минерального питания (N, Р, К, Fe и др.) могут влиять на ИФ прямо или косвенно, через обмен веществ и рост. Прямое действие на фотосинтез связано с тем, что мин. в-ва входят в состав пигментов и ферментов или непосредственно участвуют в фотосинтезе в качестве активаторов. Так Mn служит активатором фотолиза, K имеет отношение к переносу протонов через мембраны, Fe, Co, Cu содержатся в различных ферментах, P - нуклеотидах.

Однако роль азота не ограничивается его влиянием только на формирование фотосинтетического аппарата и функционирование отдельных его звеньев. Активный метаболизм азота в листе - основа лабильности фотосннтетического аппарата (рис.). Именно это присуще современным высокопродуктивным сортам, что позволяет им при более активном по сравнению со старыми сортами росте достичь высоком продуктивности.

При недостатке фосфора сопротивление мезофилла поглоще­нию СО₂ листьями пшеницы и хлопчатника увеличиваюсь за­долго до появления устьичных эффектов. При этом особенно сильно подавлялась скорость световых реакций фотосинтеза, что значительно ингибировало фотоассимиляцию СО₂.

Важная роль калия в функционировании замыкающих клеток устьиц хорошо известна. У люцерны и сахарной свеклы при недостатке калия увеличивается сначала мезофильное сопротив­ление поглощению СО₂, а затем устьичное. Основную роль в снижении фотосинтеза при недостатке калия играет ингибирова­нне карбоксилазной активности, но не лимитирование транспор­та электронов.

8. Болезни растений

Грибные патогены, такие, как ржавчина и мучнистая роса, не приводят к быстрой гибели растения-хозяи­на, так как их развитие возможно только на живой ткани. ИФ больных растений зерновых культур значительно ниже по срав­нению со здоровыми (рис.). Это объясняется скорее нарушением структуры фотосинтетическогоаппарата, чем реакций устьиц. Так, на фоне незначительного увеличения устьичного сопротивления листьев овса и ячменя, пораженных ржавчиной, особенно заметно резкое падение числа хлоропластов на единицу площади листа, объема хлоропласта, кон­центрации хлорофилла и соотно­шения хлорофиллов а и b в преде лах отдельной пустулы.

Нарушения пигментного аппарата патогеном, в свою очередь, блокируют нециклическии транс­порт электронов и процессы фото­фосфорилирования, что обусловле­но нарушением функционирования отдельных компонентов ЭТЦ, в частности снижением количества Цитохромов. Одно­временно происходило резкое сни­жение как количества, так и активности РДФ-карбоксилазы, связанное с нарушением метаболиз­ма нуклеиновых кислот в хлоро­пластах.

Отрицательное влияние бактери­альных инфекций на фотосинтез связано прежде всего с интенсив­ным разрушением структуры хлоро­пласта, что обусловлено активным выделением бактериями токсинов в ткань растения-хозяина. Например, табтоксин, образуемый Pseudomonas tabaci подавляет активность РДФ-карбоксилазы в листьях таба­ка. Б. Буханан с сотрудниками (1981) выделил два типа влияний вирусов на фотосинтез. В первом случае, как на тыкве, вирусная ин­фекция снижает число хлороплас­тов, но оказывает незначительное влияние на ИФ; во втором, как на китайской капусте, резко подавляет ФФ и фотосинтез, не оказывая заметного влияниия на мезоструктуру листа.

Следует заметить, что реакция фотодыхания определяется спецификой взаимодействия патогена и растения-хозяина: отмечено как снижение, так и увеличение скорости фотодыхания.