Влияние механических повреждений и химических факторов на дыхание растений
3 мин чтения
Любое механическое повреждение растений — от травмирования при уборке комбайном до обрезки в саду — резко активирует их дыхание. Ткани начинают потреблять больше кислорода, а разрушение клеточных мембран высвобождает ферменты и субстраты, которые тут же вступают в реакцию. В результате растения начинают буквально «сжигать» собственные запасы углеводов, снижая массу и качество урожая.
Сила ответной реакции напрямую зависит от характера воздействия:
- надавливание вызывает слабый подъем дыхания;
- изгиб приводит к среднему повышению;
- срезание и глубокие раны вызывают сильнейшую вспышку дыхательной активности.
Для агронома это означает прямые потери продукции при уборке и транспортировке. Поврежденные плоды, ягоды, семена и стебли быстро теряют товарный вид и массу. Типичный пример — задержка переработки скошенного сахарного тростника, в котором стремительно падает содержание сахарозы:
| Срок хранения после рубки | Потери сахара |
|---|---|
| 15 дней | 50–85 % |
Дыхание растений также чутко реагирует на химические обработки. Препараты, блокирующие электронтранспортную цепь на разных этапах, снижают интенсивность дыхания. Действие основных химических агентов распределяется следующим образом:
- фторид тормозит превращение фосфоглицериновой кислоты в фосфоенолпировиноградную;
- фторацетат и малонат блокируют специфические этапы цикла Кребса;
- антимицин А останавливает перенос электронов между цитохромами б и с;
- цианид, азид и диоксид углерода подавляют финальный этап транспорта электронов.
Будьте осторожны при обработках пестицидами: большинство гербицидов, инсектицидов и фунгицидов, а также сернистый газ и смог действуют наоборот — они резко увеличивают интенсивность дыхания, заставляя растение непроизвольно тратить энергию на преодоление стресса.
Как возраст растений и запас углеводов влияют на интенсивность дыхания
Интенсивность дыхания подчиняется закону действия масс: чем больше в тканях накопилось окисляемого субстрата (сахаров), тем активнее идет процесс. Это хорошо заметно при созревании плодов, когда крахмал превращается в сахар. Аналогичный процесс происходит в заболони — молодых, физиологически активных слоях древесины под корой, где высокая концентрация углеводов поддерживает интенсивный газообмен.
В течение вегетации дыхание целого растения сначала растет, достигая пика в период максимального роста, а затем идет на спад (так называемая большая кривая дыхания). Однако если пересчитать интенсивность дыхания на единицу сухой массы, показатель будет непрерывно снижаться с самого начала жизни растения. Это связано с тем, что в тканях накапливаются инертные лигнин и целлюлоза, увеличивается объем вакуолей с запасными веществами, а доля живых делящихся клеток постепенно сокращается.
С возрастом падает не только интенсивность, но и энергетическая эффективность дыхания: снижается отношение Р/О. Стареющий организм синтезирует меньше АТФ и выделяет больше бесполезного тепла. При этом происходит смена ферментативных систем: молодые меристемы используют гликолиз, а зрелые ткани переходят на пентозофосфатный цикл.
