Типы и строение аминокислот. Их образование и превращение в процесс метаболизма

На плодоношение деревьев отрицательно влияют и некоторые  биологические факторы (грибные заболевания, личинки и гусеницы насекомых, некоторые птицы и грызуны). Еловые шишки поражает ржавчинный грибок (Pucciniastrum padi Dick.), а семена березы — грибок склеротиния (Scxlerotinia betulae Woron).

Резко снижается плодоношение у пораженных гнилью деревьев ели  и др. Желуди дуба повреждаются личинками  желудевого долгоносика и гусеницами желудевой плодожорки. Гусеницы непарного шелкопряда, златогузки, дубовой листовертки уничтожают листья, что отрицательно сказывается на накоплении пластических веществ, а, следовательно, и на урожае. Клесты поедают семена ели, кедровка — орешки кедра.

4.Применение регуляторов  роста в лесном хозяйстве.

Первое практическое применение регуляторы роста нашли при размножении  растений зелеными черенками. К настоящему времени накоплен большой научный  и производственный опыт использования  регуляторов роста (Кефели В.И., 1983, Никелл Л.Дж., 1984, Полевой В.В., 1982, Шевелуха В.С.,1980, 1990.  и др.).Все же в практике их применения, в частности при черенковании, подчас сталкиваются с многочисленными и труднообъяснимыми случаями разной реакции на них видов и сортов. Ведь при укоренении используют самые различные части растений, у которых сильно нарушены функции, присущие целостному растению.

Исходя из этого, при использовании  регуляторов роста требуется  строгий учет многих факторов, определяющих результативность их действия на растения вообще и при вегетативном размножении  в частности. Важно учитывать  возможную реакцию тех или  иных видов сортов или видов, обусловленную  биологическими особенностями, а также  состояние маточных растений и используемых для размножения частей в связи  с их ростом и развитием в онтогенезе и условиями внешней среды.

Различные виды и сорта  при черенковании по-разному реагируют  на обработку регуляторами роста. У  одних существенно стимулируется  процесс корнеобразования, у других это проявляется в меньшей  степени, а у некоторых видов  и сортов при обычных методах  черенкования реакция практически  отсутствует (Тарасенко М.Т., 1991).

Регуляторы роста ускоряют процесс укоренения, повышают укореняемость черенков, а главное – способствуют существенному увеличению числа корней и улучшению общего развития укоренившихся черенков. В конечном итоге сокращаются сроки выращивания саженцев, и повышается их качество.

У сливы, сортовые особенности  реакции черенков на регуляторы роста  проявляются даже в большой степени, чем у вишни. Так, в одном из опытов укореняемость черенков сливы, обработанных ИМК (бета – индолилмасляная кислота), у 5-ти сортов превышала 60%, у 7 сортов находилась в пределах 20 – 50% и у двух не превышала 10%. В контроле укоренились лишь единичные черенки. Существенные различия между обработанными и контрольными черенками были и по качественным показателям.

У смородины и крыжовника, реакция черенков на обработку регуляторами роста выражена слабее, чем у косточковых, так как большинство сортов укореняется  достаточно хорошо. Однако использование  регуляторов роста повышает процент  укоренения и улучшает качество корневой системы.

Эффективность регуляторов  роста при черенковании находится  в тесной зависимости от состояния  маточных растений, тех изменений, которые  они испытывают в онтогенезе, и  тесно связана с условиями  внешней среды.

В годы, когда маточные растения ослаблены в связи с неблагоприятными внешними условиями, эффект от применения регуляторов может существенно  снижаться. Отсюда культура маточников при контролируемом режиме внешней  среды, в частности в защищенном грунте, имеет важное значение для получения стабильных результатов при укоренении черенков.

Реакция черенков на регуляторы роста в значительной степени  может зависеть от освещенности. Эффективность  действия регуляторов роста при  укоренении черенков повышается, если обработке предшествует этиолирование  нижних частей побегов в процессе их роста на маточном растении.

Многие неудачи с применением  регуляторов роста связаны с  неправильным выбором концентрации препарата или срока обработки. Слабые концентрации могут недостаточно или совсем не оказывать положительного действия, завышенная концентрация может  тормозить укоренение черенков, а  слишком высокая – вызывать омертвление  тканей, особенно у тех участков, которые подверглись обработке.

В настоящее время для  обработки черенков в производственных условиях наиболее часто применяют  бета – индолилмасляную кислоту (ИМК), бета – индолилуксусную кислоту (ИУК) и альфа – нафтилуксусную кислоту (НУК). Используют также калиевую и некоторые другие соли ИУК и НУК.

ИМК оказалась препаратом высокой физиологической активности в значительном диапазоне концентраций и не обладающим сильно выраженной токсичностью.

ИУК менее активна, чем ИМК, о чем свидетельствуют более низкий процент укоренения черенков, при низкой концентрации.

НУК отличается высокой физиологической  активностью, но и очень токсична при высокой концентрации: вызывает большой выпад черенков.

В настоящее время с  помощью регуляторов роста растений решается очень много задач в  растениеводческой практике; совершенствуется ряд агротехнических приемов; технология выращивания отдельных видов  культур, на основе чего резко, иногда в несколько раз, сокращаются  затраты и повышается производительность труда, повышается продуктивность растений.

В нашей стране применяются  регуляторы роста растений для укоренения роста растений, созревания плодов и образования корней. Регуляторы роста нашли широкое применение в растениеводстве для укоренения целых растений, черенков, взрослых деревьев, это позволяет вызвать  корнеобразование у ряда культур, которые  не образуют корни в обычных условиях, и таким образом ускорить их размножение (Шевелуха В.С., 1990).

Задание 3.

Общий вопрос. По району проживания привести конкретный пример влияния  лесохозяйственных мероприятий  или иных видов антропогенного воздействия  на состояние древесных растений.

К антропогенным факторам неблагоприятного воздействия на лесные и урбоэкосистемы относятся: загрязнение атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, почвы промышленными и автотранспортными выбросами; хозяйственные мероприятия, проводимые в лесных и городских насаждениях; возрастающие с каждым годом масштабы рекреации насаждений.

Загрязнение окружающей среды. Промышленные эмиссии и выхлопные  газы автотранспорта приводят к значительным стрессам, которые испытывают лесные и урбоэкосистемы. Однако из всех компонентов экосистем от загрязнения атмосферы и почвы наиболее сильно страдает растительность. Лесные и городские насаждения, находящиеся в зоне атмосферного загрязнения, ослабляются и усыхают.

Различные древесные породы обладают неодинаковой газоустойчивостью и газочувствительностью.

Газоустойчивость — это способность растения противостоять вредному действию газов, сохраняя свою жизнеспособность.

Газочувствительность — это скорость и степень появления у растений патологической реакции на токсическое действие газов. Например, лиственница более газочувствительна, чем сосна и ель, и тем не менее она обладает большей газоустойчивостью, чем указанные породы. Различают три вида газоустойчивости растений: физиологическую, морфологическую и биологическую.

Физиологическая устойчивость определяется низкой окисляемостью  клеточного содержимого. Двуокись серы и другие кислые газы, проникая в  клетки, связывают активное железо, без которого невозможен фотосинтез. Так как солнечная энергия  продолжает поступать в листья, то хлорофилл, обладающий флуоресцирующей  способностью, проявляет фотодинамическое действие, которое выражается в фотоокислении. Окисленные вещества разрушаются, что  приводит к отмиранию клеток. Поэтому  чем меньше окисляемость протоплазмы, тем выше газоустойчивость растений. В связи с этим хвойные породы, имеющие большую окисляемость, менее устойчивы к действию газов. Лиственные породы, у которых общая окисляемость меньше, обладают более высокой газоустойчивостью.

Морфолого-анатомическая газоустойчивость обусловливается особенностями строения листьев, которые препятствуют поступлению газов в растение. Биологическая газоустойчивость связана со способностью растений быстро восстанавливать пораженные газами органы.

Растение может обладать одновременно различными видами газоустойчивости. При этом какой-либо один вид газоустойчивости может доминировать и определять степень газоустойчивости данного вида растения. Газоустойчивость древесных пород зависит от химического состава соединений, которые есть в промышленных отходах, от условий внешней среды и характера задымления.

Основными примесями, содержащимися  в выбросах промышленных предприятий  и автотранспорта, являются соединения серы, фтора, хлора, азота, магния и др. Ниже приводятся диагностические признаки поражения под действием опасных соединений.

Диоксид серы (S02) — этот бесцветный газ выбрасывается в атмосферу  коксохимическими заводами, горнорудными и целлюлозно-бумажными предприятиями. Характерные признаки поражения  появляются на хвое (листьях) только при  сильном действии выбросов, когда  разрушаются клеточные структуры  и пигмент. При действии высоких  концентраций газа четкие признаки поражения  проявляются через несколько  дней. Хвоя приобретает рыже-бурую  окраску. У сосны и пихты изменения  окраски хвои часто начинаются с  концов. Причем у сосны оно протекает  постепенно, тогда как у ели вначале идет медленно, а затем очень бурно. На листьях под влиянием сернистого газа появляются пятна красно-бурого цвета различного размера. Высокие концентрации сернистого газа вызывают образование пятен, часто охватывающее более половины площади листовой пластинки.

Поражение диоксидом серы приводит к преждевременному опадению листьев и хвои, а высокие концентрации газа вызывают искривление и отмирание  молодых побегов. Лиственные породы более устойчивы к действию SO2, чем хвойные. Предельно допустимая концентрация его составляет (мг/м3): для лиственницы 0,25, для сосны 0,40, для ели 0,70.

Ослабление деревьев сопровождается нарушением обмена веществ, падением активности окислительных ферментов, ослаблением  фотосинтеза и разрушением хлорофилла. В то же время происходят деформация и разрушение клеток и тканей коры, луба, камбия, хвои и листьев.

Фтор и его соединения — в твердом или газообразном состоянии они выбрасываются  в атмосферу заводами по производству алюминия, кирпича, керамических изделий, фосфатных удобрений; выделяются при  выплавке стали, попадают в атмосферу  из дымовых труб и фабричных установок.

Поражение растений происходит через листья (хвою) и корни при  концентрации, равной 0,01 мг/м3, поражения  образуют по, периферии листа узкие  некротические полосы светло-желтого  цвета. У хвойных пород происходит побеление, а затем потемнение концов хвои, которое распространяется к основанию игл. Действие фтора в высоких концентрациях выражается в прекращении фотосинтеза, нарушении роста и развития, отмирании завязей, загнивании плодов. Наиболее восприимчивы к соединениям фтор хвойные породы, среди них менее устойчива сосна.

Хлор и хлористый водород  применяют в производстве пластмасс  и инсектицидов. Эмиссии соляной  кислоты встречаются на заводах  по изготовлению калийных солей. Пары хлора и хлористого водорода быстро оседают на землю и поэтому  повреждают растительность только вблизи источника эмиссии. Их содержание в  воздухе в концентрации менее 1 мг/м3 вызывает сильно, поражение листьев. Вначале листья приобретают темный цвет с хорошо заметным серебристым  оттенком, затем на них появляются обесцвеченные участки разных размеров. По мере отмирания тканей они крошатся, образуя отверстия. При длительном действии низких концентраций хлора  краснеют края листьев.

Нитрозные газы. Это смесь  окисей азота, которая выбрасывается  в атмосферу заводами по производству азотной, серной кислот и нитратных  удобрений, а также — с отработанными  газами автотранспорта. Окиси азота  вызывают сильное поражение листьев (хвои) в концентрации более 2 мг/м3. На вершинах и по краям листьев образуются буровато-черные участки. У хвойных пород происходит покраснение кончиков хвои. 

Выхлопные газы автотранспорта. В их состав входят фумиганты окиси  углерода, нитрозные газы, ненасыщенный водород, полициклические ароматические  углеводороды, сажа и свинцовые соединения. Выхлопные газы вызывают образование  некрозов на листьях, преждевременное  усыхание и опадение листвы, ослабление и усыхание деревьев.

Пылевидные эмиссии выбрасываются  топками, металлургическими и цементными заводами.

Цементная пыль представляет собой смесь минералов, содержащих калий, кальций, алюминий. Такая смесь  выбрасывается печами цементных  заводов, пылевидные эмиссии осаждаются вблизи источников загрязнения. Оседающая  на листьях и хвое пыль снижает  ассимиляцию и эффективность  солнечного излучения, способствует повышению  температуры. При попадании на почву  пыль изменяет ее кислотность и содержание в ней микроэлементов. Все это  приводит к усыханию хвои и листьев, нарушению роста корневой системы  и как следствие — к ослаблению и гибели деревьев.

Магнезитовая пыль образуется при обжиге магнезитовой руды. Основным компонентом магнезитовой пыли является оксид магния. Она оказывает отрицательное  действие как на лиственные, так и на хвойные породы, однако последние страдают сильнее. Магнезитовая пыль повреждает только молодую хвою и листву. Поэтому в начале вегетации деревья менее устойчивы к действию магнезитовой пыли. В связи с этим хвоя, уцелевшая от токсического действия магнезитовой пыли в первые годы жизни, в дальнейшем не погибает. В результате действия магнезитовой пыли хвоя на побегах текущего года принимает светло- или желтовато-зеленую окраску. Двухлетняя хвоя краснеет, буреет и частично погибает. У лиственных пород между жилками листа образуются светло-зеленые или желтовато-зеленые пятна.

В результате постоянного  действия магнезитовой пыли хвойные  породы усыхают, особенно сосна и  ель. Их гибель наступает при сильном изреживании кроны, которое происходит вследствие поражения молодой хвои магнезитовой пылью и под влиянием ее естественного старения. Отмирание пораженной сосны часто связано со стволовыми вредителями, поселяющимися на ослабленных деревьях.

Степень повреждения растений промышленными эмиссиями зависит  от их концентрации в окружающей среде  и длительности действия. Длительное воздействие выбросов в концентрациях  ниже предельной нормы вызывает хронические  поражения насаждений, проявляющиеся  в постепенном изменении физиологических  и биохимических функций. Аварийные  выбросы, характеризующиеся высокими концентрациями и кратковременным  действием, приводят к острым поражениям, которые проявляются в массовом образовании некрозов на листьях  и хвое и сравнительно быстром  отмирании деревьев.