8. Влияние электрического и магнитного полей

Влияние электрического поля.

Экранирование растений металлической сеткой уменьшало накопление ЭМП (особенно Р). Естественный заряд атмосферы (обычно положительный «+») и искусственное электрическое поле влияют на поступление анионов в растения. У злаков анионы преобладают над катионами по сравнению с корнеплодами (Журбицкий).

При действии заряда + на верхушку и - на корень усиливалась транспирация, если наоборот - уменьшалась (Хвелидзе и др.).

У растений обнаружены биоэлектрические потенциалы: «плюс» - в зоне корня с активным делением меристем и высоким содержанием ауксина, «минус» - в зоне перицикла, где много крахмала. Поверхность клетки несет значительный электрический заряд - 0,5...1,0 в: снаружи +.

Влияние магнитного поля.

В.А Карпов впервые установил, что корешки прорастающих семян тянутся к южному полюсу искусственного постоянного магнита (назвал магнитотропизмом).

Магнитное поле Земли влияет на прорастание семян. Семена пшеницы, кукурузы, хлопчатника быстрее прорастали, если корешок зародыша был ориентирован к югу, рост корней и стебля при этом был наиболее интенсивным.

В опытах Маловского (Польша) семена ячменя и кукурузы наиболее энергично прорастали в магнитном поле с частотой 50 Гц и напряжении 100 в.

В опытах У. Питтмана (Канада) большинство корней оз. пшеницы росло с севера на юг независимо от направления рядков.

9. Закон минимума и взаимодействие факторов роста

Изменение напряженности и взаимодействия абиотических и биотических факторов среды во времени является основной при­чиной суточной и сезонной неравномерности роста растений. Закон минимума утверждает преимущественную зависимость роста от фактора среды, находящегося в относительном миниму­ме. Фактор, находящийся в минимуме, подавляет рост даже при самых благоприятных остальных условиях. Как при минималь­ном, так и при максимальном напряжении любого фактора среды рост подавляется. Максимальный рост растений обеспечи­вается при оптимальном уровне всех факторов среды, их взаимо­действии. Действие любого фактора на рост можно выразить одновершинной кривой.

10. Необратимые нарушения роста. Карликовость и гигантизм

Существуют растения одного и того же вида низкорослые (карликовость), нормальные и высокорослые (гигантизм). Карликовость растения может быть обусловлена генетическими и физиологическими причинами.

Генетические карлики. В природе карликовые расте­ния встречаются в большом количестве в тундре, высоко в горах. Известны генетические карлики пшеницы, кукурузы, риса, гороха, фасоли, бобов, клевера лугового и других растений с различ­ным содержанием генов карликовости. Генетическая карликовость одних растений, например моногенных мутантов кукурузы и гороха, преодолевается обработкой гиббереллином. Другие ге­нетические карлики, например карликовые формы пшеницы, слабо чувствительны или совершенно нечувствительны к дейст­вию гиббереллина.

Показано, что мутации, вызывающие карликовость растений, приводят к изменению содержания гиббереллинов, увеличению содержания АБК, изменяют соотношение конъюгированных и свободных форм фитогормонов. Карликовость может быть связа­на с нарушением гормонально-ингибиторного баланса растений. На основе генетических карликов созданы высокоурожайные короткостебельные и среднестебельные сорта многих сельскохозяй­ственных культур (пшеницы, риса, кукурузы и др.), У которых значительная часть продуктов фотосинтеза накапливается в со­цветии. В промышленном садоводстве распространение получает использование карликовых яблонь при густых посадках (10 тыс. деревьев на 1 га) — «луговые сады».

Физиологические карлики. Карликовые растения появляются в условиях интенсивного освещения, избытка ульт­рафиолетового облучения. В растениях накапливаются снижаю­щие синтез гиббереллинов фенольные ингибиторы.

Из семян персика, выдержанных при высоких температурах в первую неде­лю прорастания, развиваются карликовые деревья, остающиеся таковыми в течение более 10 лет (В. М. Поллок, 1962). Приме­чательно, что развитие карликовости предотвращалось последую­щим действием низких температур или обработкой прорастаю­щих семян гиббереллином.

Сеянцы некоторых растений, выра­щенные из зародышей недозрелых или нестратифицированных семян, также формируют карликовые растения. Причиной кар­ликовости могут быть и вирусные заболевания (патологическая карликовость). Обработка гиббереллином часто помогает ликви­дировать карликовость.

В Японии традиционно выращивание в домашних условиях карликовых деревьев — культура «бонсай». Взрослые древесные растения (абрикос, ель, слива, клен, сосна, кедр) в небольших сосудах имеют высоту 50—100 см. Эта карликовость обусловлена ограниченными питанием, водообеспеченностью, малым объ­емом сосудов.

Гигантизм. Повышение содержания гиббереллинов в нор­мальном растении приводит к гигантизму. Так, при длительной обработке верхушек стеблей капусты, табака и конопли каплями слабого раствора гиббереллина можно получить гигантские рас­тения (высотой до 6 м и более).

Травянистые и древесные расте­ния-гиганты в природных условиях и в посевах можно наблю­дать в районах с высокой вулканической активностью и интенсивного горообразования — на Дальнем Востоке, Сахалине и Ку­рильских островах, Камчатке, в восточных районах Африки, на Гавайских островах, на Памире. На Памире куст томата форми­рует до 11,5 кг плодов, картофеля — до 4 кг. Стебли гречихи сахалинской на юге Сахалина достигают высоты 3—5 м, в Под­московье это растение значительно мельче. Гигантизм не насле­дуется и обусловлен действием специфических региональных факторов. Предполагают, что гигантизм связан с особенностями микроклимата, режима грунтовых вод, условий освещения, ком­плексов микроэлементов (прежде всего тория и бора).