Микроудобрения с марганцем: часть 2. Роль марганца в жизнедеятельности растений

Браун с сотрудниками (1962) получили препараты хлоропластов с американского лаконоса, из свежих и замороженного обычного шпината, которые под влиянием марганца восстанавливали реакции фотосинтеза, тормозились версена и промывкой бидистилята. Добавление марганца значительно повышало устойчивость хлоропластов с элодеи и ряски, которые без марганца образовывали многочисленные тетради.

По данным Габермана (1960), добавление к суспензии хлоропластов каталазы, этилового спирта и хлористого марганца увеличивало интенсивность впитывания кислорода и тормозило его выделения. Вообще же добавление марганца очень активизировало образования кислорода. Влияние марганца на обмен кислорода пиры фотохимических реакциях связан с ускорением образования и «распада, перекисей за счет гидроксильных групп пиры фотолизе воды.

Спенсер и Посингем (1961) обнаружили большое значение марганца при фосфорилирования с участием флавинмононук-леотида. Итак, марганец участвует не только в процессах фотосинтетического фосфорилирования, которое происходит в хлоропластах, но и в окислительной фосфорилирования, что осуществляется в митохондриях как источнике энергии для различных форм биосинтеза.

Работами Фриберна и Ремерта (1957) доказано участие марганца в окислительному фосфорилирования субклеточных частиц капусты, что очень важно для выявления его биохимических функций.

С этой целью нами с сотрудниками (3. М. Клим-Левицкий, Л. Д. Лейденская, Е. В. Рудакова) в течение 1961-1963 гг. Проведено исследование по изучению локализации микроэлементов марганца, молибдена и цинка в клеточных структурах растений - кормовых 'бобов, сахарной свеклы и других, выращивались на лучночерноземному оподзоленном груинте опытного поля Института физиологии растений АН УССР. Для этого сначала в середине и в конце вегетации брались навески листьев 30 г сырой массы, растирались на льду 40 мл 0,5 н сахарозы и 10 мл фосфатного буфера (по Саренсаном) рН среды составил 7,1. Полученные гомогенаты дифференциально центрифугувались на центрифуге ТМ-14 с 20 тыс. Обороты в минуту. Сначала с гомогенатов изымались крупные фрагменты жлитин; затем с гомогенатов на центрифуге при 1500 оборотах в течение 10 минут изымались мелкие фрагменты - осколки клеток. При 3000 оборотов в 10 минут оседали ядра. Хлоропласты выделялись в течение 15 минут при 10000 оборотов. Пиры 14000 территория Выберите течение 15 минут выделялись митохондрии.

Изъятые фракции повторно центрифугувались с 2 мл сахарозы в течение 10-15 минут гари подходящих для каждой фракции значениях оборотов. Полученные фракции шалювались в муфели и в их золе проводилось определение марганца и других микроэлементов. Вместе с тем в оставленной надосадочний жидкости также определяли марганец и другие микроэлементы.

Фракции подвергали гистологическому анализу - контроля, где хорошо просматривались клеточные оболочки, ядра и хлоропласты. Митохондрии при таких условиях не удавалось идентифицировать. Это удалось сделать на центрифугах с ГДР, имеющих 40000 оборотов или 80 тыс. ^

Максимальное количество марганца в пересчете на фракцию, удаленную из 1 кг сырого вещества, что сосредоточены в надосадочной жидкости, найдено в цитоплазме. В крупных фрагментах клеток, в хлоропластах, в ядрах и митохондриях марганец находился в убывающем порядке. В середине вегетации содержание марганца -в листьях сахарной свеклы увеличивался за счет повышения его содержания в крупных фрагментах клеток и надосадочной жидкости. Важно отметить, что состав марганца в важных органоидах клетки - ядрах, хлоропластах и митохондриях оставался достаточно постоянным в течение всего периода вегетации. Это и является теоретической основой необходимости применения марганца не только в основном строчном или гнездовом удобрении, но и в подкормке в период вегетации растений, так как при его недостатке растения болеют хлорозом (рис. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8).

Содержание марганца в крупных фрагментах клеток листьев сахарной свеклы составил 17-23%, а осколкам клеток, отраженных на центрифуге, - 3,0-3,7%, в ядрах - 4,5 - 3,7%, в хлоропластах - 9, 7-7,8%, в митохондриях - 4,4-2,8%, а в надосадочной жидкости - 61-58%. Таким образом, всего марганца содержалось в надосадочной жидкости и крупных фрагментах клеток. Однако, когда каждую фракцию клеточных структур сжигали, то -содержимое его в воле оказывался самым, наоборот, в хлоропластах, митохондриях и ядрах, а наименьшим - в надосадочной жидкости.