|
О сельском хозяйстве---->
Статьи и книги, связанные с животноводством, птицей, пчёлами, и т. д. Статьи № 1-50
Основные пути, по которым идет образование органических веществ в растениях и животных.
Исключительную важность для человечества составляют проблемы питания и роста растений, Поэтому ученые и практики сельского хозяйства давно пытаются открыть основные пути, по которым идет образование органических веществ в растительном организме.
Почти половина сухого вещества растений состоит из углерода. Такие ценные продукты растительного происхождения, как углеводы, жиры, белки и витамины, в своем составе непременно содержат большое количество углерода. Углерод — один из основных элементов, принимающий наряду с кислородом, водородом, азотом и другими элементами участие в образовании органических веществ в растениях.
Можно считать, что растение имеет две синтетические лаборатории. К первой из них следует отнести листья, в которых усвоенная из воздуха углекислота под влиянием солнечной энергии превращается в углеводы. Это фотосинтез. Детали химизма этого интересного и важного для растения процесса удалось вскрыть с помощью
радиоактивного изотопа углерода С14. Обладая большой чувствительностью, метод «меченых» атомов дал возможность исследовать природу некоторых неустойчивых промежуточных продуктов фотосинтеза и установить, например, что альдегид муравьиной кислоты, считавшийся ранее первичным продуктом восстановления углекислоты, в процессе фотосинтезе не образуется, а первичным продуктом фотосинтеза является полиглицериновая кислота.
В опытах с применением стабильного азота N15 и радиоактивного углерода С14 было установлено, что образование тех или иных органических продуктов в растениях в значительной степени зависит от спектрального состава света.
При искусственном освещении синим светом в листьях растений образуются преимущественно белки, при красно-желтом освещении — сахара (углеводы).
Ко второй, природной, синтетической лаборатории можно отнести корни растения. С помощью углекислоты, меченной радиоактивным углеродом С14, было сделано открытие, показывающее, что
корни растений жадно поглощают углекислый газ, причем он не остается в них в виде свободной углекислоты или карбонатов, а быстро входит в состав сложных органических соединений. Эти опыты установили, что через корни может поступать в растение около 25% почвенной углекислоты.
Сказанное совершенно по-новому заставляет оценивать роль углекислоты и карбонатов почвы и дает в руки агрономов мощное средство повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет внесения углекислых и органических удобрений.
Применяя радиоактивные углерод С14, кальций Са45, серу S35 и фосфор Р32, удалось обнаружить и изучить круговорот веществ в растении, в котором корни выполняют весьма ответственную роль. Сейчас уже твердо установлено, что никотин образуется не в листьях растений, а только в корнях.
«Меченый» суперфосфат позволил выяснить наилучшие сроки и наибольшую эффективность удобрений, вносимых в почву под различные сельскохозяйственные культуры. Исследования показали, что в начальный период роста растению требуется много фосфора, что на эффективность усвоения суперфосфата большое влияние оказывает глубина и способ заделки удобрения.
При сравнении глубокой (18 — 22 см) и мелкой (7—8 см) заделки «меченого» суперфосфата установлено, что в первом случае растения усваивают значительно больше фосфора из удобрения и лучше используют фосфор почвы. При мелкой заделке интенсивное поступление в растение фосфора из удобрения наблюдается лишь в течение первых двух недель после всходов, а затем оно резко снижается.
Наилучшее усвоение растениями фосфора суперфосфата в течение всего вегетационного периода обеспечивается при сочетании глубокой заделки удобрения с внесением его в рядки при посеве овса или в гнезда при посадке картофеля и при посеве кукурузы. Внесение совместно с суперфосфатом еще и перегноя улучшает использование растениями фосфора из удобрения и из почвы. Так, непример, когда в опытах с кукурузой на 1 гектар вместе с 3 ц суперфосфата вносилось еще и 3 ц перегноя, наблюдалось положительное действие последнего на использование растениями фосфора из внесенного искусственного удобрения.
В опытах с «меченым» суперфосфатом было отчетливо выявлено значение размеров гранул удобрения на питание растений в разные периоды его роста. Применение мелких гранул удобрения способствовало лучшему росту растений в начальный период их развития. Внесение же в почву более крупных гранул суперфосфата обеспечивало фосфором растения в последующие периоды вегетации.
Многие сельскохозяйственные культуры, такие, как хлопчатник, сахарная свекла, подсолнечник, помидоры, табак и некоторые плодовые, на определенных фазах своего развития остро нуждаются в дополнительном питании. Однако в этих случаях внесение удобрений непосредственно в почву не всегда представляется возможным. Особенно трудно это делать при суженных посевах хлопчатника в период бутонизации. К этому времени растения в рядках имеют хорошо
развитую крону, что приводит к смыканию рядков. В таких условиях внесение в почву дополнительного удобрения механизированным путем без повреждения самих растений невозможно. Кроме того, во время образования бутонов усвоение питательных веществ через корневую систему понижается. Метод «меченых» атомов
позволил открыть возможность внекорневой подкормки растений питательными веществами через листья. Этот новый агроприем сейчас внедряется в сельскохозяйственную практику.
Метод «меченых» атомов используется в разных областях биологии. Наши гидробиологи и рыбоводы, используя этот метод, получили много важных для производства данных.
В 1955 году ими была определена годовая продуктивность фотосинтеза в Рыбинском водохранилище. Она оказалась равной 408 тыс. т сухого органического вещества, что в пересчете на глюкозу соответствует 125 г на 1 м2
площади водохранилища. Оказалось, что процесс фотосинтеза совершается в водоемах не только летом, но и зимой (подледный фотосинтез).
В результате биосинтетических процессов, непрерывно совершающихся в водоемах, происходит накопление органического вещества, что и пополняет запасы пищи водных беспозвоночных. А последние, как известно, являются кормом для рыб. Зная это,
можно регулировать пищевой режим водоема и таким образом повышать его рыбопродуктивность.
Ту же цель — повышение рыбопродуктивности — преследует разработанный с помощью метода «меченых» атомов способ удобрения рыбоводных прудов. Ранней весной (до развития высшей водной растительности) в водоем вносят водные растворы минеральных удобрений. Органические удобрения вносятся несколько раз в течение лета в виде луговой и водно-болотной растительности.
В непосредственной связи с определением эффективности рыбоводных мероприятий находится метод «мечения» мальков рыб. Для этого их помещают на некоторое время в водные растворы, содержащие малые концентрации радиоактивных препаратов фосфора, кальция и др. Радиоактивные изотопы, попадая в организм рыб, задерживаются во внутренних органах и тканях. Таким образом, мальки оказываются «мечеными», после чего они выпускаются для роста в пруды или реки. Последующие пробные выловы позволяют с большой степенью достоверности определять рыбонаселенность вырастных прудов и устанавливать процент отхода молоди. Контрольными выловами в устьях рек выясняют выживаемость молоди, выпущенной из рыбозавода. Получаемые сведения способствуют повышению эффективности рыбоводных мероприятий.
Добавка «меченых» соединений в
корма сельскохозяйственных животных помогает выяснить, как эти корма усваиваются и какие превращения они претерпевают в организме. Эти исследования представляют большой практический интерес, поскольку питание, равно как содержание и уход, являются теми средствами направленного воздействия, с помощью которых животноводы активно влияют на характер обмена в организме животного, добиваясь высоких производственных показателей (удоя молока, настрига шерсти, выхода мяса и сала, яйценоскости и т. п.).
Приведем пример. Известно, что в организме курицы-несушки происходит очень интенсивный обмен кальция. И зто понятно, поскольку с каждым яйцом из организма выделяется около 2 г этого элемента, а в течение года—около 400 г кальция, что почти а 20 раз превышает содержание этого элемента во всем организме птицы. Отсюда понятна забота птицеводов о достаточном и своевременном снабжении кальцием яйценоских кур. До последнего времени господствовало
убеждение, что основным источником, откуда поступает кальций на формирование скорлупы, является пищеварительный тракт и лишь при недостатке кальция в рационе он берется из скелета.
С целью проверки этого представления были поставлены опыты, в которых одна группа кур получала пищу с нормальным содержанием кальция (3%), а другая —в 3 раза меньше. Спустя две недели после начала опыта курам обеих групп ввели внутримышечно радиоактивный изотоп кальция.
Казалось, следовало бы ожидать наличия меньшей радиоактивности скорлупы яиц, получаемых от кур первой группы — с повышенным содержанием кальция в пище, и, наоборот, в скорлупе яиц кур второй группы недостаток пищевого кальция должен был бы восполняться кальцием из костного вещества.
Каково же было удивление экспериментаторов, когда обнаружилась одинаковая радиоактивность скорлупы независимо от содержания кальция в пище. Оказалось, что, прежде чем поступить на формирование скорлупы, кальций должен непременно поступить в кальциевое депо —- костяк, и только лишь оттуда начинается его расход в организме.
Остановимся еще на одном примере. При помощи «меченых» атомов удалось выяснить тесную связь между содержанием хлорофилла а корме и синтезом гемоглобина а организме, что очень важно знать при организации полноценного кормления животных в зимнее время в целях предотвращения анемии, или, как говорят иногда в быту, малокровия.
Радиоактивный углерод из хлорофилла после поедания и усвоения зеленого корма кроликами и бычками обнаруживался в печени и костном мозге, что указывало на участие хлорофилла в процессе кроветворения.
Советские ученые, вооруженные новейшими знаниями и могучей техникой, предоставленной в их распоряжение, активно помогают работникам и практикам сельского хозяйства.
Журнал "Техника молодежи 1957 год".
|
