Корневые экссудаты

Ризосфера - ключевая зона питания растений. Образование корневых выделений (корневых экссудатов), корневое дыхание (поглощение О2 и выделение СО2), выделение ионов Н , потребление воды и элементов питания -процессы, которые протекают в этой зоне и модифицируют почвенную среду, изменяют подвижность минеральных элементов, активность микроорганизмов в ризоплане и ризосфере. Здесь наиболее интенсивно протекает биологическая трансформация загрязнений в почвенной среде. [c.149]

Яйца нематод могут длительное время находиться в почве в стадии покоя, и личинки часто вылупляются только под влиянием корневых экссудатов вегетирующих растений. Все почвенные нематоды и их вредоносность изучены пока слабо. [c.128]

Ризосфера изобилует органическим веществом в прикорневой зоне, которое поступает с корневыми экссудатами и отмершими частями корней - [c.149]

Из хода кривых нетрудно заметить, что в норме как экссудация ксилемного сока, так и поглощение корнем воды обнаруживают автоколебания с периодом около 3 мин, причем ритмы поступления воды чередуются с ритмами выделения экссудата иными словами, поступление воды и выделение экссудата в известной мере находятся в противофазе. Под влиянием химических агентов, подавляющих МС корневого давления, автоколебания [c.126]

При изучении экссудации обычно используют следующие показатели скорость процесса, которая выражается в микролитрах, или граммах экссудата, выделенного растением за единицу времени (мин, ч), интенсивность — количество экссудата, выделенного за единицу времени 1 г (или единицей поверхности) корня, корневое давление, осмотическое давление (в кПа или МПа) и химический состав экссудата. [c.141]

Зависимость экссудации от аэробного дыхания корневой системы и наличия доступной влаги определяет основные требования к условиям сбора экссудата. Прежде всего необходимо обеспечить хорошие и одинаковые во все время опыта условия аэрации корневой системы. Концентрация кислорода не долл<на быть ниже 5%, а концентрация углекислого газа не превышать 10%, причем избыток углекислого газа опаснее для функционирования корня, чем временный дефицит кислорода. При изучении экссудации растений водных культур через раствор, где находятся корни, непрерывно или периодически, в течение нескольких минут, продувают воздух. Если объем корневой системы небольшой и в сосуде оставлена воздушная пробка , так что верхняя треть корней находится над поверхностью раствора в воздухе, можно обойтись без продувания. При работе с растениями песчаных или почвенных культур, а также в полевых условиях во время сбора экссудата нужно поддерживать влажность корнеобитаемой среды относительно постоянной, не допуская ни подсушивания, ни избыточного увлажнения. Нижняя граница влажности почвы в этом случае составляет примерно 60 % ПВ (4 =—1 МПа). При более низкой влажности экссудация отсутствует или наблюдается даже отсасывание воды корневой системой от пенька, так называемый отрицательный плач . Именно пониженная влажность почвы в летний период является одной из главных причин трудностей наблюдения за экссудацией в полевых условиях. Оптимальная влажность почвы для нагнетающей деятельности корневой системы — 70—80% ПВ. [c.141]

Стимуляция роста микробного сообщества происходит за счет продуктов жизнедеятельности корневой системы растения корневых депозитов, ризодепозитов). Это понятие включает корневые экссудаты (выделения) — низкомолекулярные органические вещества (сахара, спирты, органические и аминокислоты, витамины, гормоны и т.д.), а также высокомолекулярные метаболиты (полисахаридные и белковые слизи, ферменты) и утраченные части растения (слущивающиеся клетки, отмершие участки корня, корневой чехлик и т.д.). Подсчитано, что более 40% углерода, зафиксированного в процессе фотосинтеза, теряется в виде корневых депозитов. Наиболее интенсивная утечка таких веществ происходит в зоне растяжения корня при его росте. С другой стороны, в присутствии потенциального патогена некоторые растения образуют фитоалексины, обладающие специфической антимикробной активностью. Растение также способствует изменению физико-химических условий среды обитания микроорганизмов, оказывая механическое воздействие на почву, выводя через свою сосудистую систему ряд газов (например, метан на рисовых чеках) и транспортируя кислород в анаэробные участки почвы вокруг корня. Ризосферные микроорганизмы, развиваясь на корневых депозитах растения, в процессе метаболизма и после отмирания микробных клеток образуют питательные вещества в формах, доступных для использования растениями. [c.277]

В ризосфере наблюдается действие корневых экссудатов, содержащих разнообразные органические вещества, и корневого опада. Экссудаты содержат широкий набор углеводов, аминокислот, органических кислот. Корневой опад дает лигноцеллюлозу и полисахариды слизи (mu igel), составляюцще 80% потери углерода корнем. Из суточной ассимиляции 11% уходит на микробное дыхание и 2%-в органическое вещество почвы. [c.254]

В корневых выделениях различают диффундируемые (растворимые) и недиффундируемые соединения. Растворимые корневые экссудаты содержат сахара (около 50%), органические кислоты (около 40%), аминокислоты, фенольные соединения, бензойную кислоту, витамины, тиофены и др. Недиффундируемые экссудаты представляют собой слизь (муцигель) с высоким содержанием в ней полисахаридов (около 95%). Толщина прикорневой слизи достигает нескольких миллиметров. Она может содержать пектин, гидратированный полисахарид (М.м. 10 -10 ), содержащий уроновую кислоту, галактозу, арабинозу, ксилозу, фруктозу и др. На этой слизи активно сорбируются гидроксиды металлов, прежде всего железа. [c.150]

При интерпретации дыхания микроорганизмов по эмиссии СО2 (рис. 4.7) следует точно знать, что именно измеряется. Критическим является время. Полное поглощение СО2 при автотрофной ассимиляции - полная первичная продукция (GPP) - определяется по включению С в биомассу или по коррелирующему признаку — поверхностной плотности хлорофилла. Нетто-первичная продукция (NPP) учитывается по приросту биомассы и включает потери прЬ дыхании растения. Экосистемная нетто-продукция (NEP) исключает потери Сорг на дыхание органотрофов за время вегетационного сезона. Между тем эмиссия СО2 на поверхность почвы включает зависящие от идущего фотосинтеза корневое дыхание, разложение экссудатов ри-зосферной микрофлорой и микоризой, разложение короткоживу-щего корневого опада. Поэтому эмиссию необходимо сопоставлять с полной первичной продукцией, которая вдвое больше нетто-пер-вичной продукции. [c.129]

ГММО могут выживать и в случае, когда они конструируются для потребления веществ, которые не встречаются в природных условиях, в частности синтетических органических соединений, попадающих в природную среду как загрязнители. Предполагается, что их существование должно быть ограничено загрязненными участками при исчерпании загрязнения микроорганизм лишится питательного компонента и популяция ГММО элиминируется. Однако можно конструировать ГММО, которые способны потреблять разные природные субстраты. В этом случае вероятность выживания генетически измененных микроорганизмов в окружающей среде повышается. Например, улучшение способности к росту бактерий на экзогенном пестициде 2,4-Д в ризосфере одновременно может улучшить их способность к росту на сукцинате (2,4-Д вводится в цикл трикарбоновых кислот через сукцинат), эндогенном экссудате азотфиксирующих клубеньков, и таким образом повысить конкурентоспособность ГММО в ризосфере при потреблении сукцината корневых вьщелений. [c.243]

Еще в 1923 г. Д. А. Сабинин предположил, что движущая сила экссудации (т. е. корневое давление) должна равняться осмотическому давлению нарулшого раствора, останавливающего выделение экссудата. Аналогичная точка зрения вскоре была высказана Н. А. Максимовым [235]. Однако, когда подобные измерения, наконец, были произведены, оказалось, что их результаты не согласуются с осмотической концепцией экссудации, так как экссудация продолжается и в явно гипертонических растворах, останавливаясь лишь тогда, когда Пе примерно вдвое превышает Пг- Авторы, обнаружившие подобное явление [c.119]

Однако приверженцы осмотической концепции не признали обоснованности данных о существовании неосмотической составляющей [11, 274—276]. Их возражения сводились в основном к следующему. 1. По всей вероятности, по длине корня существует градиент Пг. Не исключено, что в непосредственно поглощающей воду зоне Пг больше, нежели в зоне пенька или корневой шейки, в которых как раз и собирали экссудат авторы цитированных выше работ. 2. Авторы, обнаружившие МС, применяли в качестве осмотически действующих агентов (о.д.а.), останавливавших экссудацию (т. е. уравновешивавших корневое давление), сахарозу и маннит. Но хорошо известно, что перенесение корня в более концентрированный раствор часто сопровождается обратимым повышением П [238] следовательно, не исключено, что в момент остановки экссудации П в=Пг, тем более что сахароза и маннит могут проникать в корень. [c.120]

Результаты опытов, выполненных с 25—45-дневными растениями Helianthus annuus L. и 8—9-дневными проростками Zea mays L., отвели все перечисленные выше возражения [277—279]. При сборе экссудата в разных зонах корней установлено, что градиент П по длине корня действительно существует, однако он направлен не в ту сторону, как предполагали сторонники осмотической концепции, а в противоположную — в непосредственно поглощающей воду средней части корневой системы Пг ниже, чем в любой расположенной выше зоне корня. Следовательно, при сборе экссудата с пенька получаются даже заниженные величины МС. При погружении корней в не останавливавшие экссудацию, а только замедлявшие ее гипертонические растворы полиэтиленгликоля с молекулярной массой от 6000 до 40 000 не отмечалось возрастания Пг. В опытах как с целыми корневыми системами, так и с интенсивно поглощавшими воду частями корней величина П е неизменно оказывалась значитель- [c.120]

Удобной моделью для изучения природы корневого давления и транспорта воды в корне оказались рукавчики — корни проростков Zea mays L., лишенные центрального цилиндра. При удалении последнего разрыв происходргт по клеткам эндодермы. Стало быть, рукавчик состоит из эпидермиса, клеток коры, остатков стенок разорванной эндодермы и образовавшейся после удаления центрального цилиндра продолговатой пустой полости. Если рукавчик вертикально фиксировать в воде таким образом, чтобы его верхняя часть находилась над водной поверхностью, в эту полость начинает секретироваться жидкость. Экссудация возникает, несмотря на отсутствие в данной полости какого-либо раствора, т. е. в условиях, исключающих возможность работы корня подобно осмометру. Поэтому можно полагать, что на первых порах поступление в рукавчик воды осуществляется за счет одной метаболической составляющей осмотическая же составляющая включается в транспортные процессы постепенно, по мере заполнения полости рукавчика экссудатом. [c.129]

Для сбора экссудата растения срезают скользящим движением острого лезвия на расстоянии 2—3 см от поверхности почвы. Высота пенька влияет на скорость и продолл<ительность экссудации, качественный состав пасоки. Поэтому в разных вариантах опыта ее необходимо строго выдерживать. У растений, выращенных в водной культуре, есть возможность декапи-тации в зоне перехода корневой системы в надземную часть и, таким образом, возможность собирать экссудат ксилемного сока корня, когда исключены его изменения в проводящей системе стебля. [c.142]

У злаков Д. А. Сабинин рекомендует срез делать иа узле, что устраняет возможность вытекания экссудата в полость стебля. Если растение имеет несколько побегов кущения, то. необходимо срезать все до одного, так как транспирация оставшихся листьев сильно уменьшит количество собранного экссудата. Количественный сбор экссудата необходимо обеспечить на всех побегах. При выращивании растений в песчаной и почвенной культуре срезают все растения данного сосуда. Если необходимо оставить часть растений, вегетационные сосуды на время учета экссудации помещают в условия, тормозящие транспирацию, но не влияющие на корневое давление (затенение, повьпиенная влажность воздуха). Иначе облиственные растения в часы сильной транспирации иссушают корнеобитаемую среду, что может вызвать замедление выделения экссудата, остановку или даже отрицательный плач . [c.142]

Выбор техники количественного сбора экссудата необходимо проводить с учетом видовых особенностей и возраста растений, мощности развития и интенсивности роста корневой системы, условий предварительного выращивания растений и опыта, а тдкж е желательной продолжительности и периодичности наблю- [c.144]

При определении движущей силы экссудации компенсационным методом с помощью о. д. а. пенек декапитированиого растения просушивают фильтровальной бумагой и в корнеобитаемую среду добавляют небольшими порциями концентрированный раствор непроникающего о.д.а. — полиэтиленгликоля (ПЭГ) с молекулярной массой 3000. При сравнении действия ПЭГ с молекулярной массой 3000, 20 000, 40 000, а также сахарозы осмотическое давление растворов, останавливающих экссудацию, оказалось идентичным. Осмотическое давление экссудата, собранного с корней, перенесенных из раствора о.д.а. после остановки экссудации снова на воду, у всех вариантов (ПЭГ, сахароза) было примерно одинаковым. Очевидно, что за сравнительно короткий срок остановки экссудации даже сахароза не проникает в корень. Осмотическое давление раствора, останавливающего экссудацию, и экссудата определяют криоскопиче-ским методом с помощью микроосмометра. Объема экссудата одного растения обычно бывает недостаточно, поэтому для определения осмотического давления объединяют в одну порцию экссудат, собранный с нескольких растений данного варианта. При расчетах осмотического давления необходимо учитывать температуру в зоне корневой системы во время опыта. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология