Стійкість до нестачі кисню

Умови кисневої недостатності виникають при тимчасовому чи постійному перезволоженні, при заболочуванні ґрунту, при вимоканні рослин, утворенні крижаної кірки на озимих посівах, в результаті асфальтування у містах, в процесі зрошувального землекористування, при зберіганні сільськогосподарської продукції і т.п.

Незважаючи на низький вміст кисню в заболочених чи затоплюваних ґрунтах, багато видів рослин пристосувалися до цих умов. Пристосування до нестачі кисню спрямовані на збереження близького до нормального рівня вмісту кисню в тканинах і на адаптацію до функціонування при зниженій концентрації кисню в середовищі.

У рослин, корені яких постійно зазнають брак кисню, в процесі тривалої еволюції з'явилися різноманітні зміни в морфо-анатомічній будові тканин: розростання основи стебла, утворення додаткової поверхневої кореневої системи, вентиляційних систем міжклітинників, аеренхіми. В забезпеченні киснем кореневої системи істотна роль листків, а в деревних – і сочевичок, галузок та стовбурів. В ряді рослин частка кисню, що надходить у корені за рахунок транспорту його з надземної частини, складає 8-25%.

Використання зовнішнього джерела кисню і доставка його в корені, що знаходяться в умовах гіпоксії чи аноксії (нестачі чи відсутності кисню), не може цілком забезпечити потреби рослини.

Тому з'являються фізіолого-біохімічні (метаболічні) пристосування для існування рослин при зниженій концентрації кисню. Вони полягають в зниженні загальної інтенсивності дихання і використання дихальних субстратів, хоча запаси субстратів достатні.

Інший тип пристосувань пов’язаний з перебудовами шляхів дихання, необхідними насамперед для підтримки синтезу АТФ, достатнього для збереження життєдіяльності рослин. При гіпоксії пристосувальну роль може мати збільшення активності пентозофосфатного шляху дихання за умови, що є можливість окислення утвореного в його ході НАДФH⁺. При посиленні анаеробіозу переважаючим стає гліколітичний шлях катаболізму глюкози. Незважаючи на малу енергетичну ефективність гліколізу, роль його для тимчасового перебування умов анаеробіозу дуже велика, особливо, якщо функціонують і системи детоксикації продуктів анаеробного розпаду (етилового спирту, молочної кислоти). Детоксикація полягає як у видаленні цих речовин, так і у залученні їх в обмін.

При відсутності в анаеробних умовах кисню як кінцевого акцептора електронів пристосувальними виявляються процеси так званого аноксичного ендогенного окислення, у ході якого електрони переносяться на такі речовини, як нітрати, подвійні зв'язки ненасичених сполук (жирні кислоти, каротиноїди). Перенос електронів на подібні акцептори відіграє роль «запасного виходу» і сприяє продовженню життя рослин в даних умовах.

В даний час питання про підвищення стійкості рослин до недостачі кисню тільки починає розроблятися. Одним з агротехнічних заходів, що підвищують стійкість рослин до надлишкового водопостачання, є обробка рослин і замочування насіння у розчинах хлорхолінхлориду. Зменшення гальмування росту і підвищення врожаю при затопленні ячменю спостерігалося також при передпосівному намочуванні насіння у 0,001-0,0001%-вому розчині нікотинової кислоти.

Дата добавления: 2014-01-07