Азотный и углеводный обмен в органах растений (часть 5)

Сульфат-ион занимает промежуточное положение. Действие его одинарной дозы на урожай картофеля и вегетативной массы кукурузы приближается к действию одинарной дозы хлора. Влияние анионов на качество растительной продукции проявляется в более заметной форме, чем на величину урожая. Под действием хлора, особенно в повышенных дозах, снижается содержание белковых веществ, крахмала и сахаров в продукции растений. Сульфат- и еще более карбонат-ионы способствуют повышению содержания хозяйственно-ценных соединений в урожае.
Для ослабления отрицательного действия хлор-иона рекомендуется калийные удобрения, содержащие хлор, вносить осенью под плуг. Таким образом в целях повышения урожая и улучшения его качества путем подбора минеральных удобрений с соответствующим анионным составом можно направленно воздействовать на обмен веществ.
Из отдельных анионов питания особенно большое значение оказывают на метаболизм растений азот, фосфор и сера, то есть фосфат, нитрат и сульфат, — три главных аниона, играющих важнейшую роль и как структурные компоненты клетки, и как участники обмена веществ. Поскольку сульфаты и нитраты перед включением в органические молекулы претерпевают изменения валентности, они в отличие от фосфатов могут служить акцепторами электронов. В результате этого образуются сульфиды и аммиак. Этот процесс известен под названием дыхательного восстановления. В то же время сульфаты и нитраты после восстановления могут ассимилироваться клеткой, превращаясь в органические соединения. Сера и азот, будучи различными в химическом отношении, в биологических системах обладают многими общими свойствами. Во-первых, оба элемента участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, связанных с изменением степени окисления, меняя валентность: азот от 3 до 5, сера от 2 до 6. Во-вторых, и сера, и азот обычно превращаются в органическую форму в своем наименее окисленном состоянии. В-третьих, сульфаты и нитраты, соответствующие максимально окисленному состоянию серы и азота, служат акцепторами электронов, поставляемых в процессе фотосинтеза или окисления органических и неорганических метаболитов. Наконец, в-четвертых, сульфиды и аммиак (в этих двух соединениях — сера и азот) соответственно находятся в состоянии минимального окисления и могут подвергаться окислению, а образующаяся при этом энергия превращается в энергию фосфатной связи. Можно ожидать еще большего сходства путей обмена серы и азота. Исследования показали, что при относительно небольшом уровне азотного питания соединения серы восполняли недостаток азота в растении. Окраска листьев становилась ярко-зеленой, как и при большей дозе азота.