Значение фтора в жизнедеятельности растений (часть 7)
Внесение фторидов в почву оказывало различное влияние на растения в зависимости от типа почвы. На лугово-черноземной легкосуглинистой почве действие фтора было благоприятным для гороха и томатов (рис. 70) и лишь большие дозы его (300 мг/кг почвы в виде фторида натрия) угнетали растения (рис. 71). На дерново-подзолистой супесчаной почве внесение фтора оказалось токсическим для растений.
Токсическое действие фтора сопровождалось увеличением количества его в надземной части растений и проявилось в подавлении всхожести семян (табл. 173), снижении веса растений и зерна и содержания общего азота в зерне (табл. 174, 175). В листьях растений наблюдались изменения в обмене сахаров, выразившиеся в торможении синтеза дисахаридов (сахарозы) из моносахаридов, уменьшении количества хлорофилла (табл. 176). Фтор угнетал рост корневой системы и развитие клубеньковых бактерий на корнях.
На лугово-черноземной легкосуглинистой почве внесение фторидов в почву не вызывало заметного увеличения содержания фтора в листьях гороха, но оказывало благоприятное влияние на вес растений и урожай зерна. Лишь при большой дозе фтористого натрия большое количество фтора обнаруживали в листьях, что сопровождалось снижением урожая.
Такое влияние фтора, по-видимому, связано с токсическим действием его (инактивированием) на ферментные системы (фосфоглюкомутаза, энолаза, фосфатаза, амилаза и др.), выражавшимся в связывании ионов металлов (активирующих эти ферменты), а также в возможном необратимом окислении активных групп ферментов (например, SH2 и NH., у амилазы). В таких почвах, как лугово-черноземная легкосуглинистая, возможно, происходит связывание фтора с некоторыми соединениями (чему способствуют особые свойства фтора — очень высокая окислительная способность и очень слабая диссоциация его солей на ионы), что выражается в инактивировании его, а также в улучшении почвенных условий для развития растений. Фтор, очевидно, здесь образует комплексные соединения с такими элементами, как алюминий и другие, и этим устраняет их вредное действие на растения; возможно, что он угнетает и развитие вредной микрофлоры, но не подавляет развития клубеньковых бактерий.
При внесении фторидов (доза фтора — 50 мг/кг) в дерново-подзолистую супесчаную почву фтор прежде всего концентрируется в корнях, а затем в надземной части растений (табл. 177). В результате токсичность фтора не всегда сопровождается значительным увеличением его количества в листьях и может проявиться и при незначительном содержании в листьях, но при повышенной концентрации в корнях. Однако некоторые растения (гифблаар, чай и др.) накопляют фтор в листьях в большом количестве и. как у гифблаара, в форме соединений, чрезвычайно токсичных для живых существ. Это свидетельствует о том, что в этих растениях обмен веществ проходит по каким-то другим путям, не ингибируемым фтором и его соединениями (например, по пентозофосфатному циклу, который, вероятно, не ингибируется фтором).
В связи с тем, что в ряде работ упоминается о вспышках роста растений при накоплении фтора в их надземной части (которые можно объяснить расстройством роста, вызываемым несбалансированным обменом веществ или другими причинами), а также в связи с массовыми нарушениями обмена веществ, приводящими к заболеванию зубов у животных и людей в южноафриканских и других государствах, в том числе и в нашей стране, необходимы широкие исследования и изыскания методов лечения этих заболеваний. В настоящее время нами совместно с сотрудниками и аспирантами Института физиологии растений АН УССР с помощью метода меченых атомов изучается содержание фтора в почвах и распределение его в растениях, влияние этого элемента на ферменты и использование его для улучшения обмена веществ с тем, чтобы широко применить более активные методы лечения зубов в народном здравоохранении и животноводстве нашей страны.
На основании изложенного выше можно сделать такие выводы:
1. По окислительным свойствам фтор превосходит йод; большое химическое средство с другими элементами и слабая диссоциация солей исключают возможность участия фтора в окислительно-восстановительных реакциях, но сильная окислительная способность и устойчивость его соединений могут вызвать расстройство метаболизма и накопление в растениях неучаствующих в обмене соединений.
2. При несбалансированном соотношении ионов в почве внесение фтора, регулируя их равновесие, улучшает условия питания растений.
3. Больше всего фтора накапливается и откладывается в виде солей кальция, магния и других элементов в корнях растений; накопление его в листьях чая, гифблаара и некоторых других культур объясняется тем, что у них обмен веществ происходит по иному пути, неингибируемому фтором (возможно, по пентозафосфатному циклу).
