Азотный и углеводный обмен в органах растений (часть 1)
Содержание форм сахаров в листьях различных растений показало, что на фоне хлор-иона происходит снижение содержания сахарозы и накопление моносахаров, что свидетельствует о торможении хлором процесса превращения простых углеводов в более сложные (табл. 32). Тормозящее действие хлора на биосинтез сахарозы усиливается по мере повышения его концентрации в питательной среде. Высокий уровень моносахаров и листьях является результатом ослабления хлором синтеза не только сахарозы, но и белков.
Отрицательное влияние хлора на углеводный обмен сказывается на содержании углеводов в конечной продукции. Особенно заметно это снижение происходит при повышении концентрации хлора в питательной среде (табл. 33).
В условиях снабжения растений сульфат- и карбонат-ионами углеводный обмен носит иной характер. Оба аниона способствуют усилению биосинтеза сахарозы в листьях опытных растений. Улучшая углеводный обмен, сульфат- и карбонат-ионы способствуют накоплению крахмала и сахаров в продукции, при этом с наибольшей эффективностью проявляется действие карбоната. Высокий уровень моносахаров на фоне карбонат-иона наряду с активной тратой их на синтез более сложных органических соединений может быть обусловлен повышенной интенсивностью фотосинтеза (табл. 34), что подтверждается увеличением накопления углерода в листьях растений. Действие повышенных доз сульфат- и карбонат-ионов проявляется по-разному в зависимости от биологической специфики растений. Так, у люпина и особенно гречихи углеводный обмен протекает более благоприятно на фоне их одинарных концентраций, для растений же кукурузы наилучшие условия создаются под влиянием двойных доз. При внесении тройных доз данных анионов отмечается ослабление фотосинтетической деятельности листьев.
В результате проведенных исследований обнаружены заметные различия в действии анионов и на азотный обмен растений. Как и в отношении углеводов, выявлено преимущество сульфат- и особенно карбонат-ионов перед хлором (табл. 34).
Из данных таблицы 34 видно, что под действием высоких доз хлора снижается содержание азотистых фракций в листьях кукурузы, в то время как в листьях гречихи снижение содержания белкового и общего азота не наблюдается. Увеличение в питательной среде сульфат-и карбонат-ионов до двойной дозы способствовало повышению содержания белкового азота в листьях кукурузы, а дальнейшее повышение концентрации этих анионов в среде не оказывало положительного действия на нее.
Кроме изучения углеводно-белкового обмена, мы проследили за изменениями окислительно-восстановительных процессов. Как известно, в основе метаболизма растений лежат окислительно-восстановительные процессы, при участии которых протекают все реакции обмена веществ. Для характеристики окислительно-восставительного режима клетки были использованы такие общепринятые показатели, как содержание в листьях восстановленных групп глютатиона, йодредуцирующих веществ и аскорбиновой кислоты (табл. 35).
Данные таблицы 35 показывают, что хлор повышает содержание аскорбиновой кислоты в тканях, одновременно снижая уровень сульфгидрильных групп и йодредуцирующих веществ, что свидетельствует об усилении им окислительных процессов и ослаблении восстановительных. При этом существенную роль играет концентрация хлора в питательной среде, повышение которой вызывает еще более значительное стимулирование окислительных и торможение восстановительных реакций. Так, увеличение дозы хлора-иона от одинарной до двойной снижает содержание сульфгидрильных групп в листьях растений кукурузы на 30—35%, а по сравнению с сульфат- и карбонат-ионами почти в 2—2,5 раза. Смещение окислительно-восстановительного режима клетки в сторону преобладания окислительных процессов сопровождается накоплением в растениях относительно окисленных соединений — моносахаридов и снижением содержания относительно восстановленных — дисахаридов и белков.
Роль сульфат- и карбонат-ионов противоположна роли хлора, при этом карбонатная форма оказывает наиболее благоприятное действие на физиологические процессы. По сравнению с хлором оба аниона способствуют повышению уровня сульфгидрильных групп и йодредуцирующих веществ в тканях. Увеличение их дозы до двойной еще более усиливает восстановительные процессы, а в период цветения активизирует одновременно и окислительные, что обусловливает высокую интенсивность обмена веществ в этот ответственный для растений период жизни.
Из данных таблицы 35 можно видеть, что хлор по сравнению с сульфат- и особенно карбонат-ионами угнетает дыхание, при этом неблагоприятное воздействие хлора резко усиливается с повышением его концентрации в питательной среде. Сульфат- и карбонат-ионы усиливают дыхание тканей, причем наибольшая его интенсивность отмечена на фоне их двойных доз, под влиянием которых в растениях кукурузы с наибольшей интенсивностью протекают и процессы обмена веществ.
