Влияние ультрафиолетового излучения на растения

Воздействие ультрафиолета на растения.

Воздействие ультрафиолета на растения.

Что же представляет собой ультрафиолет и чем примечательно его действие?

Ультрафиолет - это лучи света с длиной волны от 10 до 400 нм, невидимые человеческим глазом. Лучи 10-200 нм называются дальним ультрафиолетом, или вакуумным, поскольку активно поглощаются воздухом и не применяются в быту. Ультрафиолет с длинами волн от 200 до 400 нм называется ближним и условно подразделяется на три категории.

Коротковолновое (200-290 нм)

Средневолновое (290-350 нм)

Длинноволновое (350-400 нм)

Физиологическое действие на любые организмы у них разное. В природе встречается только часть средне и длинноволнового света. Коротковолновое и часть средневолнового излучения поглощаются озоновым слоем атмосферы.

Коротковолновое излучение.

Обладает высокой энергией и способностью повреждать биомолекулы. Белки активно поглощают излучение с максимумом 220-240нм, нуклеиновые кислоты - 260 нм. Возбуждение от этого поглощения напрямую вызывает изменение или разрыв химических связей, поэтому белки перестают выполнять свои функции, а нуклеиновые кислоты подвергаются мутациям. Также поглощение коротковолнового излучения пигментами может вызывать фотолиз воды с образованием активных свободных радикалов и перекиси водорода. Эти соединения разрушают и окисляют любые органические молекулы, в связи с чем клетка разрушается.

Именно коротковолновое излучение применяют в качестве бактерицидного. У человека эта часть спектра вызывает сильные ожоги даже в небольших дозах. Растения так же гибнут от такого излучения за очень небольшое время. Однако в некоторых работах показана стимуляция развития растений при облучении коротковолновой частью спектра в низких дозах (несколько минут раз в две недели). Причем стимул был существенным и составлял до 50 увеличения роста (для злаковых сельскохозяйственных культур). Однако необходимые дозы такого облучения оказались строго специфичными для каждого вида растений. Небольшое повышение приводило к подавлению роста, а понижение приводило к снятию стимулирующего эффекта.

Можно сделать вывод, что в связи с высокой активностью и опасностью как для человека, так и для растений, в бытовых условиях полезное действие коротковолнового излучения малоприменимо. Однако в промышленности стоит задуматься о его использовании.

Средневолновое излучение.

Его можно подразделить на два типа. Первый - 290-310 нм вызывает ожоги у человека. Второй - 310-350 уже относительно безвреден. Для растений средневолновое излучение безопасно в средних кратковременных дозах, однако вызывает угнетение и гибель при постоянном воздействии. Постоянное действие малых доз усиливает пигментацию растений, но стимулирующего действия не наблюдается. При воздействиях порядка 20 минут каждый день эта часть спектра вызывает усиление роста у широкой группы растений. (Например, исследуемые растения томатов были в два раза крупнее контрольных.) Растения кукурузы были крупнее на 26%. Риса и хлопчатника - на 30-50%. Цветение так же наступало раньше, а плоды были больше. (К сожалению, данные по орхидным отсутствуют.)

Исходно высокогорные виды реагируют на наличие средневолнового излучения еще сильнее, их увеличение роста доходит до 100%. Однако превышение доз приводит к типичным симптомам солнечного ожога - измельчание листьев, плохой рост, ослабление растения и гибели растения.

Таким образом, можно рекомендовать периодическое облучение растений ультрафиолетовыми лучами среднего диапазона, как относительно безопасных и сохраняющих стимулирующее действие. В особенности это справедливо для высокогорных растений. Однако следует помнить, что превышение может даже привести к гибели цветов и ожогам у человека.

Длинноволновое излучение.

Фактически эта часть спектра безвредна как для растений, так и для человека. Интересно, что стимулирующий эффект кратковременного сильного излучения так же отсутствует. Однако долговременное излучение относительно высокой интенсивности увеличивает рост высокогорных растений. Наблюдаются интересные физиологические явления и в связи с фотопериодизмом, о чем сказано ниже.

Его можно рекомендовать для использования в качестве одного из компонентов постоянного света при выращивании при искусственном освещении. Это безвредно, а для некоторых растений (высокогорных) вызывает усиление роста. Так же, ниже описывается его действие на растения "короткого" и "длинного" дня, что может иметь практическое значение.

Еще некоторые общие физиологические моменты действия УФ излучения:

Все его виды вызывают усиленный синтез каротиноидов и антоцианов. Простыми словами - он вызывает покраснение листьев. При длительных воздействиях синтез хлорофилла уменьшается, а при кратковременных (в физиологических дозах) - увеличивается. Так же в разы увеличивается синтез некоторых биологически активных веществ (алкалоиды, терпены, эфирные масла). Но мы же не коноплю выращиваем, поэтому данное свойство бесполезно.

Многие растения активно фотосинтезируют во всей части УФ спектра. Однако некоторые (например, сосны) - нет.

Ультрафиолет влияет на фотопериодические реакции растений. Так, оптимальные дозы увеличивают количество заложенных цветовых почек. Во многом, дополнительная досветка ультрафиолетом при условиях длительного дня "действует подобно сокращению светового дня и стимулирует цветение короткодневных растений "! Это справедливо для длинноволнового ультрафиолета.

Интересно, что длиннодневные растения, выращиваемые на коротком дне с досветкой ультрафиолетом так же зацветали и приносили плоды нормально.

Можно сделать вывод, что длинноволновый ультрафиолет при длительном воздействии сглаживает специфические фотопериодические реакции растений, что может найти применение, например, в культуре короткодневных растений.

Интересно, что положительное действие ультрафиолета в основном проявляется при высокой температуре и уровне освещения видимым светом, что связано с лучшей репарацией (восстановлением) повреждений клетки в этих условиях. Общее правило для расчёта эффективных доз - чем меньше прямого света попадает на растения в природе и чем ниже оно растет - тем сильнее будет повреждаться одними и теми же дозами ультрафиолета. Следует помнить, что при неаккуратном обращении вреда от ультрафиолета может быть значительно больше чем пользы.