Агро журналы

НА ПОДСТУПАХ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:14:02 +0000

Физики с успехом применяют несколько способов исследования жидкостей.
Например, концентрацию тех или иных веществ определяют по их способности поглощать свет. Но жир практически не поглощает света ни в видимой, ни в ультрафиолетовой области спектра.
Концентрацию вещества можно узнать и по яркости люминесценции. Но жир не способен лю- минесцировать. Иногда пользуются степенью преломления света — коэффициентом рефракции. Но молоко — мутная среда, в которой преломляет свет все, что угодно,— и жир, и белок, и углеводы.
Нельзя определить процент жира и по плотности молока, хотя этот способ отлично подходит для выяснения концентрации спирта или кислот. Плотность молока опять-таки определяет не только жир, но и белок, углеводы, соли. Одно уравнение со многими неизвестными!
В городе Гори, в Научно-исследовательском институте автоматизации промышленности, решили повнимательнее присмотреться к молоку на просвет. В качестве физического показателя содержания жира в молоке использовали способность жировых шариков рассеивать лучи красного света.

Метод пока не лишен недостатков (например, построенный прибор регистрирует любые крупные частицы в молоке, даже пыль). Но важно, что найден совершенно новый, физический принцип исследования.
По-другому подошли к определению жира специалисты из Уральского политехнического института в Свердловске. Здесь стали прислушиваться как бы к «электрическому голосу» молока. Испытуемую дозу заливают между обкладками цилиндрического конденсатора, включенного в электромагнитную цепь генератора высокой частоты. Белок и жир изменяют проводимость молока, а значит и емкость конденсатора. Эти изменения мгновенно замечает и оценивает чувствительная электронная схема. В

ШАРИКИ-ЗАГАДКИ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:13:20 +0000

Сколько жира в молоке? Анализ, отвечающий на этот вопрос,— один из самых распространенных на земном шаре. Только в Советском Союзе ежегодно проводятся миллиарды таких анализов, и каждый требует около сорока минут. Кроме уймы рабочего времени, на анализы приходится расходовать десятки тысяч тонн серной кислоты и тысячи тонн изоамилового спирта в год.
А все потому, что физики, сумевшие расщепить даже атомное ядро, не смогли пока еще расщепить и победить обыкновенную капельку жира. Пронеслись обновляющие грозы бурного прогресса науки над всеми сторонами жизни и деятельности человека, а в укромном уголке молочного дела — в анализах молока на жир — все осталось без перемен. Содержание жира по- прежнему продолжали определять тем же трудоемким химическим способом, как и полсотни лет назад.
Жировые шарики, в изобилии заселяющие молоко, как бы вели с человеком игру в «угадай-ка». Угадай, сколько нас, каких мы размеров? Сколько граммов чистого жира спрятали мы внутри себя?
И чтобы выведать эти секреты, приходится действовать старым, проверенным способом: «убивать» жировые шарики концентрированной серной кислотой.
Дело в том, что молоко — не совсем обычный раствор. Физико- химики говорят, что это многофазовая система. В молоке есть водная фаза, то есть растворы солей и молочного сахара в воде. Есть другая фаза — коллоидные частицы белка. И, наконец, третья — жировые шарики, взвешенные, парящие во всем объеме водной фазы молока.
Размеры этих шариков различны — от десятых долей микрона до десятков микрон. Но наибольшее число жировых шариков имеет средний диаметр 2—3 микрона.
Каждый шарик устроен довольно сложно. Снаружи его окружают две оболочки — лигдо- идная (из жироподобных веществ) и белковая. Вокруг всего этого — ореол из группирующихся к шарику ионов. Оболочки шариков не позволяют им склеиваться и тем самым делают невозможным определить содержание жира, скажем, методом обычного центрифугирования. Центробежная сила почти не сдвинет мелкие жировые шарики, а вместе с подвижными большими шариками отлетят к периферии белок и другие вещества, заселяющие молоко. Попробуй-ка, разберись в этой сложной смеси!
Чтобы разрушить оболочки жировых шариков и позволить им всем слиться в одну большую каплю, приходится применять концентрированную серную кислоту. Объем (или вес) образовав шейся жировой фазы можно из мерить. Обычно для этого приме няют специальные сосуды — бу терометры.
Кислоту с добавкой изоамило вого спирта приливают к молоку в бутерометре, нагревают смесь до 65—70 градусов в течение определенного времени, центри фугируют, снова нагревают и, на конец, измеряют выделившееся в верхней части сосуда количество чистого жира.
В результате таких сложных операций, в результате применения опасных в обращении реак тивов удается получить точность в одну-две десятые процента аб солютного жира. А что значит ошибка в 0,1 процента?
В пересчете на весь Советский Союз это ни много, ни мало — около 40 тысяч тонн сливочного масла в год!

ЕСЛИ НЕМНОГО ПОМЕЧТАТЬ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:12:19 +0000

Вероятно, разговор о практическом использовании теории раздражимости сейчас еще преждевременен. Мало знаем мы пока о тайнах животной и растительной клетки.
И все-таки, давайте немного помечтаем. Ну хотя бы о том времени, когда на наших полях зазвучит… музыка. Работы ученых, о которых вы прочитали выше, доказали, что любая жизнь, в том числе и растительная, буквально пронизана ритмическими процессами, явлениями, которые непрерывно пульсируют, дрожат, вибрируют. Так нельзя ли извне еще больше «раскачать» эти колебания, настроив в резонанс с ними, скажем, какой-либо звук.
Представьте: над пшеничным полем установлен репродуктор. Звучит жизнерадостный марш, его сменяет веселая полька, следом накатываются волны вальса, и постепенно в такт музыке начинают «танцевать» различные процессы растений. Вдох, выдох, вверх, вниз — амплитуда звуковых колебаний растет, интенсивность роста растений увеличивается…
Чересчур фантастично? Но почему? Можем же мы представить себе, что когда-нибудь так разберемся в ритмах растений, так отшлифуем наши знания о жизни растительной клетки, что получим возможность управлять ростом растений. И, быть может, музыка действительно придет на помощь агроному, она взбодрит, подстегнет процессы роста и развития растений — такие же ритмичные, как сама музыка. На том же поле будущего вы, возможно, увидите и специальные генераторы, настроенные на частоту электрических колебаний пшеницы. Генератор усиливает биоэлектрические потенциалы растений, дает мощный толчок к ускоренному росту.
Мы хорошо знаем, как помогло изучение биоэлектрических явлений у человека ставить диагнозы. Почему бы в ближайшем будущем не использовать биотоки растений, чтобы определять их состояние? Электрический сигнал расскажет врачу-расте- ниеводу, какой недуг поразил «больного», подскажет спасительные меры.
Изучение ритмов растений, может быть, поможет нам куда рациональней и с большей пользой использовать удобрения. Может быть…
Нет, пока остановимся. Возможно, исследование ритмов растений и даст ключЕ к осуществлению этих замыслов. А может быть, эти работы откроют нам такие дороги, которые трудно даже предугадать сегодня.

«ИОННЫЙ» НАСОС

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:11:52 +0000

Мы помним, что возбуждение и торможение в животной клетке сопровождается выделением одних и поглощением других ионов.
Точно такой же обмен удалось установить сотрудникам И. И. Гу- нара и у растений.
Разница состояла лишь в одном — вместо натрия в растительную клетку при возбуждении нагнетался кальций. Но на этом отличие и кончалось. Открытая закономерность не нарушалась ни одним исключением. Исследователи «хитрили». В термоста тах, где выращивались фасоль, подсолнечник и тыква, они резко меняли температуру, неожиданно добавляли туда хлористый кадмий и другие яды. Нет, сбить ионный насос не удалось никак.Вслед за тем было выяснено, что в растительных клетках электрические явления так же распространены, как и в животных. В ответ на различные раздражения в растениях (тыква и водоросль нителла) возникали и распространялись двухфазные электрические волны. Так советские ученые доказали, что возбуждение связано с изменением ионного состава протоплазмы растительной клетки.
Следуют серии новых опытов. И тут обнаруживается интересный парадокс. Казалось бы, стоит перенести растения из обычного питательного раствора в среду, содержащую только калий, и количество его ионов должно в растении резко возрасти. Однако результат опытов неожиданен. Корни поглощают и выделяют калий почти в одинаковом количестве, и даже обедняются калием.
Этот вывод имеет уже прямое отношение к практике. Ведь нередко бывало, что на полях в почву вносили одни калийные удобрения, а затем обнаруживали вдруг, что растениям нанесен непоправимый вред — их листья сворачивались и бурели, как от ожога солнцем.
Пораженные этим открытием, ученые решили поставить новый необычный эксперимент. Они погрузили растение в… наркоз. Все меньше и меньше остается в растительных клетках ионов калия. Все медленней бьется пульс растения. Оно засыпает, спит… И, оказывается, теперь ему не страшен холод.
Так был открыт способ уберечь растения от заморозков.

ОТВЕЧАЮТ ФИЗИОЛОГИ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:11:05 +0000

Разрешение противоречий пришло из другой области биологии. В 1862 году Иван Михайлович Сеченов, изучая нервную систему животных, сделал фундаментальное открытие в физиологии. До Сеченова ученые знали, что на любой раздражитель внешней среды организм отвечает возбуждением нервной системы. Сеченов обнаружил другую, не менее важную сторону процесса — торможение. Вслед за возбуждением нервной системы обязательно идет ее торможение, заявил русский ученый.
Так стало ясно, что не только в растениях, но и во всей живой природе процессы идут ритмически. Любой, непрерывно действующий раздражитель не приводит к непрерывному возбуждению. Процессы жизнедеятельности идут пульсируя — фаза возбуждения сменяется фазой торможения, которые повторяются снова и снова.
Более глубокое объяснение ритмичности процессов ученые нашли, так сказать, на молекулярном уровне.
В протоплазме клеток много электрически заряженных частичек — ионов. Если следить за количествами ионов в разные моменты времени, то мы опять получим пульсирующие кривые. И колебания эти зависят от состояния органа.
Биохимики выяснили: когда наступает возбуждение, клетка выбрасывает ионы калия, фосфатов и некоторые другие. А на их место устремляются ионы натрия и хлора. Это напоминает качели. Приходит фаза торможения, качели заполняются новыми пассажирами и снова люлька устремляется вверх…
Так и в клетке. Когда наступает короткий период покоя, этот «ионный насос» как бы выключается, чтобы с наступлением возбуждения снова приняться за работу. Тут-то и скрыты, по-видимому, секреты ритмов жизни. Чтобы понять их, прежде всего надо разобраться в причинах включения и работы ионного насоса. Этим вопросом в последнее время занимается молекулярная биология.

Правда, в самом этом наблюдении не было ничего неожиданного. Полученные данные подтверждали старые и отличались от них лишь точностью. Новое же заключалось в другом. Ритмы оказались такими устойчивыми, что самые резкие изменения внешних условий не могли изменить их.

РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА ЖДЕТ ИССЛЕДОВАТЕЛЯ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:10:43 +0000

Одним из первых попытался рассмотреть процессы раздражимости у всех живых организмов известный советский ученый X. С. Коштоянц. Вслед за ним немец Бюннинг и наш физиолог И. И. Гунар занимались этой проблемой.
С 1953 года лаборатория искусственного климата кафедры физиологии растений Тимирязевской сельскохозяйственной академии под руководством профессора И. И. Гунара полностью переключилась на исследование раздражимости у растений.
Много лет подряд шел напряженный поиск. Гунару и его сотрудникам удалось показать, что большая часть процессов в растениях протекает ритмично — с периодом 2—5 часов.
это за ♦внутренние причины», было неизвестно.
Шли годы. В разных лабораториях ученые пытались понять законы, управляющие ритмами жизни растений. Со временем трудностей становилось все больше.
В 1929 году, к примеру, были опубликованы сведения о ритмическом изменении размеров устьиц в листьях, открывающих и закрывающих доступ влаги в растение. Но что заставляло устьица двигаться столь странным образом? Ни один из процессов внешней среды не менялся с такой скоростью и в противоположные стороны. Все так же ровно светило солнце, не падала и не поднималась температура воздуха, порывы ветра налетали совершенно беспорядочно, а устьица пульсировали строго ритмично.
Наука приносила все новые и новые факты. Объяснить их никто не мог.

«ПРОКЛЯТИЕ» НАД РАСТЕНИЯМИ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:10:20 +0000

Итак, исследователи столкнулись с одинаковым явлением раздражимости у животных и растений. «Таинственные ритмы* оказались выражением этого явления. Загадка, над которой так долго ломали головы ученые, была наконец раскрыта.
Однако данные, полученные физиологами, далеко не сразу получили признание ботаников. Пятьдесят с лишним лет потребовалось, чтобы сломить, побороть прочно устоявшееся в науке представление о принципиальном отличии животного мира от растительного.
Ученые-идеалисты проводили эту грань, основываясь на привязанности растений к одному месту. Они отрицали способность растений воспринимать раздражения и целесообразно отвечать на них. Правда, опыты Дарвина отчетливо показали, что растение так же чувствительно, как и животное. Но за это на Дарвина обрушился шквал нападок.
В числе нападавших были многие «киты» тогдашней науки. Сакс, ведущий физиолог того времени, объявил опыты Дарвина «неумело поставленными, а выводы из них несостоятельными». Визнер через год после выхода работы Дарвина опубликовал специальную книгу, где без каких бы то ни было научных оснований просто ругал все до одного опыты Дарвина.
«Проклятие» над приложением теории раздражимости к растениям удерживалось до середины XX века. Быть может, причина была и в том, что растение как целостный организм никто и нигде до тех пор не изучал. Физики, химшси, ботаники, математики — специалисты самых различных областей порознь исследовали интересующие их проблемы растительного мира. Разрозненность исследований стала, наконец, уже тормозом в развитии науки о растениях. Нужно было обобщить данные, накопленные отдельными областями знания, приложить общие законы живой материи к растительному царству.

БОТАНИКА В ТУПИКЕ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:09:58 +0000

…1862 год. Немецкий ученый Гофмейстер решил изучить, как поступает вода с растворенными в ней минеральными веществами из корневой системы по стеблю к листьям. «Скоростью плача» назвал этот процесс русский исследователь Баранецкий. Трудные были опыты. В «артерии» растений не поставишь счетчики или водомеры, как и водопроводную трубу. Да и количества воды столь малы, что их трудно измерить и взвесить.
Гофмейстер срезал наземную часть растения, на пенек надел трубку, ставшую подобием манометра, и начал следить, сколько воды выделяют корни через равные промежутки времени. Очень скоро он убедился в ритмичности этого процесса. Но каково же было удивление исследователя, когда он, обнаружив явную периодичность «плача», не смог установить никакой зависимости от внешних условий! Вместо четкого объяснения опытов, он прибег к туманной и ничего не значащей фразе: «Периодичность плача, по-видимому, обусловлена внутренними причинами». Что кроется за этими словами, что

КАК РАСТЕНИЯ УЗНАЮТ ВРЕМЯ

admin — Sat, 21 Jan 2012 17:09:13 +0000

Лист тянется к свету, корень растет навстречу удобрениям — и все эти движения происходят не в одном ритме. Рост то усиливается, то приостанавливается. Весной интенсивно идут все процессы роста, летом быстро образуются органы плодоношения, осенью же — торможение, остановка, растение готовится встретить зиму и засыпает, чтобы с приходом новой весны повторить этот цикл.
Есть и суточные ритмы движений растения. Утром многие цветы открывают свои головки лучам солнца. Проходит несколько часов — эти головки закрыты, «о зато разворачиваются другие. Можно устроить из цветов настоящие часы, и они будут довольно точно показывать время.
Что же заставляет почки распускаться весной и превращаться в цветки? Какой «механизм» открывает и закрывает лепестки цветов? Как растения узнают время? Наконец, почему они «чувствуют» музыку? И нельзя ли, изучив ритмы жизнедеятельности полезных растений, изменить эти ритмы и заставить растения расти скорее?
Ответа до недавних пор не было. Никаких представлений о «приемниках», включающих «реле» и «моторы» ростовых движений, наука не знала. Ученые проявили немалое упорство, постигая законы, управляющие ритмами жизни, и сложные «механизмы», обеспечивающие их выполнение в растениях. В стеблях, корнях, листьях, цветах они искали «часы» и даже «секундомеры», всевозможные «приемники» внешних сигналов, «двигатели* и старались понять их устройство.

КАК РОСТЕНИЯ БОЛЕЮТ

admin — Sat, 21 Jan 2012 16:52:51 +0000

В самом деле, как они болеют? Ведь всем известно, что растения подвержены различным заболеваниям, но интересно, как они их переносят, как борются с болезнью? Оказывается, в этом отношении между животными и рас тениями существует много общего.
Напримео. если заразить вирусом картофель, то дыхание его становится учащенным, несколько повышается и температура. Прав- па. «жар» у картофеля невелик, температура поднимается лишь на несколько десятых долей градуса. Однако важно, что болезненный процесс протекает в общем так же, как и у животных: повышая температуру тканей, растение старается создать условия, которые будут менее благоприятными для жизни и размножения вирусов.
Когда листья растения поражены грибком, на поверхности их образуется тонкий слой ткани, сквозь которую грибок не может проникнуть дальше, и распространение инфекции задерживается. Кроме того, изолирующая ткань не пропускает внутрь растения яды, выделяемые грибком.
Некоторые виды грибков, паразитирующих на капусте, проникают в ее ткани вместе с влагой, всасываемой корневой системой. Но в живом растении эти грибки развиваться не могут. Лишь когда растение гибнет, грибки начинают бурно размножаться, пожирая его ткани. Оказалось, что растения, пораженные грибком, образуют антитела. сдерживающие инфекцию. Возникновение антител в организмах растений — еще один пример аналогии между реакциями животных и растений на инфекционное заражение.