Чтение онлайн

* биологически-активные вещества являются превосходным субстратом для грибов, бактерий и других микроорганизмов, которые при отсутствии стерильности высеваются на свежих срезах.

Рис. 73. Стимуляторы ростовых процессов группы Б.

Кроме перечисленных веществ на физиологические процессы в растениях влияют аминокислоты, их производные и низкомолекулярные органические вещества, отсутствие или недостаток которых ведет к снижению синтеза белков и других органических веществ. Из последних хотелось бы выделить янтарную кислоту.

Янтарная кислота в растениях участвует в энергетических обменных реакциях, активизирует ферменты. Еще в 1943 году А.В.Благовещенским было установлено, что обработка семян слабым раствором янтарной кислоты перед посевом стимулирует их прорастание.

Сущность действия янтарной кислоты сводится к снижению энергетического уровня большинства ферментных реакций, т.е. при одинаковом количестве энергетических веществ ферментные реакции будут идти активнее в тех тестах, где применялась янтарная кислота.

Основные «полезные» свойства янтарной кислоты:

— ускорение роста корней;

— в зависимости от температурных параметров изменяется форма активности: при +10 — +15 °С янтарная кислота стимулирует разложение крахмала, но тормозит рост корней, а при +28 — +30 °С активизирует процессы роста корня, но тормозит разложение крахмала;

— стимулирует наряду с гиббереллинами прорастание пыльцы и рост пыльцевых трубок.

С целью установления приемлемой концентрации янтарной кислоты для активирования физиологических процессов у кактусов автор проводил ряд опытов на семенах, сеянцах и взрослых растениях некоторых видов Parodia sp.sp., Mammillaria sp.sp., Gymnocalycium sp.sp., Astrophytum sp.sp. и др. (всего 182 вида). Усредненные данные по всем экспериментам позволили сделать следующие выводы: при обработке семян оптимальная концентрация янтарной кислоты 90 — 110 мг/л, семена следует замачивать при температуре +30 °С в течение 1 часа, а затем промыть водой.

Небезынтересно посмотреть на средние результаты опытов по обработке кактусов, растущих на водной гидропонной культуре, только янтарной кислотой. В качестве контрольной группы сравнивались растения, получавшие только воду. Процент роста вегетативных органов в опытных группах определялся по отношению к контролю.

концентрация янтарной кислоты (мг/л)

рост стебля (по объему)

рост корня (по суммарной длине)

вода (контроль)

100%

100%,

115

97%

208%

25

139%

275%

2

111%

203%

Как видно из таблицы, оптимальная концентрация янтарной кислоты — 23 — 25 мг/л., причем корни реагируют примерно в два раза активнее, чем стебель. Янтарную кислоту вносят путем полива при уже хорошо промоченном субстрате весной, когда растение тронулось в рост. Чрезмерное и частое употребление янтарной кислоты даст обратный результат из-за перенапряжения растения.

В заключение главы хочется вкратце остановиться на механизме регулирования физиологических процессов гормональными и биологически-активными веществами, т.к., основываясь на этих принципах, круг регуляторов может быть значительно расширен.

В результате многолетних исследований выяснено, что для того, чтобы вещество обладало регуляторной активностью, необходимо наличие в молекуле:

1. ароматического (бензольного) кольца

2. наличие кислотной боковой цепи:

3. пространственная удаленность этих двух активных элементов молекулы друг от друга:

От сочетания и наличия этих трех факторов зависит активность биостимулятора. Так, например, молекула гетероауксина удовлетворяет всем перечисленным требованиям, что в свою очередь, определяет ее повышенную гормональную активность, которая значительно выше таковой у кинетика, не имеющего карбоксильной группы. Правда, к фузикокцину и брассиностероидам это не относится, поэтому до сих пор не утихают споры о классификации этих веществ как гормонов.

Кроме этого, веществу-регулятору надо проникнуть через клеточную мембрану в цитоплазму. Клеточная стенка представлена тремя слоями: двумя белковыми и одним липидным (жировым), расположенным между ними. Липидный слой состоит из полиненасыщенных* жирных кислот, которые могут легко восстановливаться и окисляться, что ведет к изменению степени проницаемости клеточных мембран. Основной причиной окисления жирных кислот является присутствие в клетках свободных радикалов.

По принципу образования свободных радикалов вещества-регуляторы можно объединить в две группы. К биорегуляторам первой группы относятся:

1. Вещества, которые в клетке легко распадаются с образованием свободных отрицательно заряженных радикалов, например, молекула йода — на два иона:

которые при разрыве ковалентных связей и присоединении атомов кислорода образуют свободные отрицательные радикалы перикисного типа**

молекула перекиси водорода — на два гидрокси-иона (радикала):

соляная кислота — на ион водорода и ион хлора:

2. Вещества, в молекулах которых присутствуют концевые ненасыщенные группы, например:

3. Вещества, способные легко отдавать атом водорода и приобретать отрицательный заряд. Водород отщепляется от таких функциональных групп, как:

а также, от радикалов, содержащих четвертичный атом азота =N— в гетероцикле.

С другой стороны, активность биорегуляторов зависит от присутствия в их молекулах галогенных (фтор, хлор, йод и т.п.) радикалов или радикала диоксида азота (-NO2), которые резко увеличивают образование отрицательных радикалов в клетке.

* в органической химии ненасыщенными соединениями называются вещества, в молекулах которых существуют двойные ковалентные связи между атомами углерода. При восстановлении таких веществ эти связи рвутся, что дает возможность атомам водорода присоединиться к атомам углерода. Полностью лишенные двойных связей молекулы органических веществ называются насыщенными. Приставка «поли-» в данном случае означает наличие нескольких двойных ковалентных связей. ** перекисями называются вещества, в молекулах которых присутствует «лишний» атом кислорода, например: перекись водорода Н2О2. Атом кислорода легко отщепляется, поэтому перекиси являются потенциальными окислителями.