Значение молибдена в жизнедеятельности растений (часть 2)
Интерес представляют данные, характеризующие поглощение молибдена (в мг/кг сырого вещества) корнями гороха за разное время из 0,00025 M раствора молибдата натрия. Наиболее энергично молибден поглощался в первые 5—30 мин (1,56—3,50 мг); за 3 час поступило почти такое же количество (7,04), как и за 1 час (6,53 мг) (в контроле 0,65 мг).
При поступлении в растения гороха и кормовых бобов десятидневного возраста наибольшее количество молибдена сосредоточивалось в корнях, затем в стеблях, листьях и, наконец, в семядолях, из которых основная его масса, по-видимому, была использована в процессе жизнедеятельности ростков растений (табл. 87). Это свидетельствует о значительной утилизации молибдена в самые ранние периоды роста бобовых.
Большая роль в превращении микроэлементов в почве и растении принадлежит корневым системам, обладающим синтетическими функциями. Многие исследователи показали, что поступление адсорбированных катионов с поглощающей поверхности корней внутрь клетки первоначально осуществляется в значительной степени в результате замены их водородом, источником которого являются органические кислоты, образуемые в клетках в процессе обмена веществ.
Молибден распределяется в тканях растений по-иному, чем цинк и марганец. Корни растений легко извлекают молибден из среды, перемещение его в верхние части органов идет быстро. Стоут и Межнер (Stout, Meagner, 1948), которые изучали в условиях Калифорнии роль молибдена в питании растений, показали, что он накапливается в промежутках между жилками листа и не концентрируется в растительных клетках, активно участвующих в процессе, обмена веществ. Части листьев, где накапливается молибден, отличаются большим количеством устьиц. Как установили многие исследователи (Д.А. Сабинин, Е.И. Ратнер, З.И. Журбицкии), в начальный период роста питательные элементы поступают в растения в соответствии с физико-химическим взаимодействием между раствором и поглощающей поверхностью корневых волосков, а дальше поглощение регулируется физиологическими и биохимическими процессами.
Поглощение микроэлементов, в частности молибдена, корне- и клубнеплодами можно проследить, анализируя диски, намоченные в растворе молибдата натрия. Мы приняли следующую методику: диски моркови, свеклы, картофеля помещали на 5 мин, 30 мин, 60 мин и 3 час в 0,001 М раствор молибдата натрия. После тщательного промывания бидистиллированной водой в них определяли содержание молибдена.
Данные табл. 88 показывают, что за вычетом содержания молибдена в исходном материале (до начала опыта) количество его заметно увеличивалось в первые 5—60 мин. Очевидно, поглощение идет сразу же после опускания дисков в молибденсодержащий раствор, что согласуется с полученными нами данными в отношении поглощения молибдена мочковатой корневой системой. При экспозиции в 3 час дальнейшее увеличение количества молибдена в тканях продолжалось.
Для выяснения значения корневой системы в снабжении надземных органов молибденом, учитывая по этому вопросу оригинальные работы М.К. Домонтовича (1928), Д.А. Сабинина (1929) и особенно А.Л. Курсанова (1957), мы изучали концентрацию его в пасоке кукурузы. Пасоку собирали при помощи резиновых колпачков, надетых на пеньки срезанных возле узла у корня стеблей, в дневное и ночное время (за 12 час) и через сутки (за 24 час) с десяти растений, получавших молибденовое удобрение, и контрольных. Собранную пасоку помещали в фарфоровую чашечку, выпаривали досуха, озоляли в муфельной печи и определяли содержание молибдена.
Оказалось, что молибден в небольшом количестве поступает в пасоку кукурузы, причем в пасоке, собранной в дневное время, его больше, чем при ночном сборе (табл. 89). У растений, получавших молибден, в пасоке его было больше, чем у контрольных.
Н.И. Cyc (1957) установлено, что у растений имеются два цикла поглощения питательных веществ и подачи их корнями — сезонный и суточный. И.И. Гунар с соавторами (1959) методом исследования пасоки показал, что в суточном цикле отмечается чередование периодов поглощения и выделения ионов корнями, что связано с периодичностью оттока пластических веществ из надземных органов. Установлена ритмичность и пульсация (с периодом в несколько часов) в поглощении корнями фосфатов, сульфатов, нитратов калия и кальция.
Прежде чем поставить вегетационные опыты в почве с целью изучения влияния молибдена на продуктивность бобовых растений, мы провели лабораторный опыт в песчаных культурах. На 700 г песка вносили сульфата аммония — 0,114 г; хлористого калия — 0,175; фосфорнокислого двухзамещенного кальция — 0,120; сернокислого железа — 0,175; сернокислого магния — 0,276; сернокислого кальция — 0,17 г; 5%-ного раствора хлорного железа — три капли; сернокислого марганца — 0,021 г; сернокислого цинка — 0,002; сернокислой меди — 0,0004; буры — 0,004; молибдата натрия или аммония — 0,001 г. Для усреднения реакции на сосуд добавляли 10 мл 0,1%-ного раствора углекислого аммония. Культура — кормовые бобы (сорт Херц-Фрея). Повторность 11-кратная, в сосуде три растения. Посев проводили сухими семенами 2 апреля, уборку — 23 апреля.
Молибден оказал весьма положительный эффект на молодые 20-дневные растения кормовых бобов (табл. 90). Средний вес одного растения, получавшего молибден, составлял 3,22 г против 2,43 в контроле (соответственно вес 100 растений достигал 322 г против 243). Прибавка в весе составляла 25% (рис. 24).
