>>95129Между водным режимом и углеродным питанием, т. е. между поступлением углекислого газа в растение и транспирацией, существует глубокое внутреннее противоречие. С одной стороны, интенсивная транспирация расходует лишнюю воду, а с другой — способствует большему притоку СО2, лучшему углеродному питанию растений.
У разных растений устьица функционируют неодинаково. При достаточной водообеспеченности они не закрываются ни днем, ни ночью.
Транспирация создает автоматичность водного тока: поступление воды в растение и испарение ее. Без транспирации растение не будет обеспечено водой, поскольку корневое давление подает незначительное количество ее. Без транспирации растения перегреваются, но уменьшение диаметра устьичной щели на 70% не влияет на транспирацию.
Поступление элементов минерального питания зависит от интенсивности дыхания корневой системы, которая поставляет ионы Н+ и НСО3-, используемые при усвоении ионов минеральных солей. Такие поглощенные ионы сами активируют дыхание. Влияние света на интенсивность дыхания изучено еще недостаточно. Условия освещения влияют как на интенсивность дыхания, так и на окислительно-восстановительный режим тканей. В листе на свету образуются активные восстановители, восстановительная активность тканей возрастает в течение дня и снижается ночью, а кислотность в листьях уменьшается днем и увеличивается ночью, особенно возрастает в листьях в темные часы суток содержание лимонной кислоты. Влияние света на дыхание связано также с фотопериодическoй реакцией растений.
Действие света на дыхание очень сложно и связано со многими функциями и особенностями растений, внешними условиями, характером и направленностью обмена веществ. При темновом дыхании растений первичные продукты фотосинтеза (глюкозы) превращаются в структурное вещество растения с обновлением структур белковых молекул и поддержанием ионных градиентов в клетках.
Дыхание поддержания структур включает энергию, необходимую для ресинтеза веществ, претерпевающих обновление в процессе обмена веществ (ферментные белки, рибонуклеиновые кислоты, липиды мембран), поддержания в клетке необходимой концентрации ионов и величины pH.
Изучение действия ультрафиолетовых лучей (УФ) на растения показало, что УФ-лучи не влияют на дыхание, но угнетают фотосинтез. Усиление дыхания под влиянием УФ-лучей наблюдалось при предварительном выдерживании растений в темноте (двое суток). Это объясняется отсутствием в клетках веществ, которые образуются при ассимиляции СО2 на свету и проявляют защитное действие при УФ-облучении растений.
Установлено, что с повышением концентрации кислорода в атмосфере интенсивность дыхания многих растительных тканей возрастает, а при повышении концентрации углекислого газа — уменьшается. Исследования показали, что с повышением содержания в атмосфере СО2 значительно усиливается накопление органических кислот в тканях растений + углекислый газ, фиксированный в темноте, используется растениями на образование органических кислот. С изменением газового состава воздуха меняются интенсивность кислородного дыхания, соотношение активности отдельных ферментных систем и путь превращения глюкозы. При недостатке кислорода преобладают анаэробные процессы и гликолитический путь превращения глюкозы, а в условиях высокого содержания его в воздухе может быть достаточно сильно выражен пентозофосфатный цикл превращения глюкозы, т. е. прямое окисление глюкозы без предварительного гликолиза. Так, в хорошо аэрированных тканях листьев значительное место в катаболизме занимает пентозофосфатный распад глюкозы. Было также установлено, что, при недостаточном доступе кислорода часто повышается активность цитохромоксидазы, для которой характерно энергичное взаимодействие с молекулярным кислородом, а в условиях хорошей аэрации усиливается деятельность флавиновых оксидаз, менее активных в реакциях с кислородом. Наконец, было выяснено, что как при недостаточном содержании кислорода, так и при повышенном содержании углекислого газа уменьшается дыхательная активность тканей растений.