Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 7
1.1. История развития представлений о почвоутомлении... 7
1.2. Современное представление о причинах почвоутомления 10
1.2.1. Участие выделений семян в формировании аллелопа-тической сферы 12
1.2.2. Роль корневых выделений в развитии почвоутомления 13
1.2.3. Роль растительных остатков 15
1.2.4. О природе и характере действия фитотоксинов 17
1.2.5. Микробиологический фактор почвоутомления и особенности формирования микробного ценоза монокультурой 21
1.2.6. Изменение биологической активности и плодородия почвы в монокультуре 24
1.2.7. Состояние проблемы льноутомления 26
2. Условия и методы проввдения эксперимента 31
2.1. Объект исследования 31
2.2. Методический подход к исследованию причин и физиологических проявлений льноутомления 31
2.3. Схема и задачи экспериментов, методика наблюдений и исследований 33
3. Исследование монокультуры в условиях естественной почвы 50
3.1. Особенности онтогенеза льна-долгунца 50
3.2. Влияние бессменного выращивания льна до периода быстрого роста на его развитие и поглощение минеральных элементов 52
3.3. Влияние монокультуры до фазы цветения на рост, развитие и поглощение минеральных элементов растениями льна 54
3.4. Влияние бессменного выращивания до ранней желтой спелости на урожай и физиологические показатели льна 57
3.5. Динамика микрофлоры ризосферы льна в монокультуре 58
3.5.1. Особенности микрофлоры льна в монокультуре до быстрого роста 58
3.5.2. Микрофлора ризосферы льна при монокультуре до цветения и ранней желтой спелости 61
4. Исследование льноутомления в условиях ионитного субстрата 65
4.1. Особенности питания, накопления биомассы и формирования урожая льна при монокультуре до разных фаз развития 65
4.2. Изменения метаболических процессов растений льна при монокультуре до разных этапов онтогенеза 71
4.2.1. Изменения азотного обмена при монокультуре до быстрого роста 71
4.2.2. Характеристика аминокислотного набора ризосферы льна при монокультуре до периода быстрого роста 78
4.2.3. Влияние монокультуры льна до быстрого роста на углеводный обмен 82
4.2.4. Влияние монокультуры до быстрого роста на накопление органических кислот 87
4.3. Влияние монокультуры до цветения на углеводно-азотный метаболизм льна 90
4.4. Особенности метаболической реакции льна в фазе ранней желтой спелости на монокультуру 97
4.4.1. Изменения азотного обмена при монокультуре до ранней желтой спелости 97
4.4.2. Характеристика набора аминокислот, накашшвакхцихся в ризосфере льна при монокультуре до ранней желтой спелости 102
4.4.3. Влияние монокультуры до ранней желтой спелости на накопление углеводов и органических кислот 106
4.5. Изучение роли корневой системы льна в развитии процесса льноутомления НО
5. Исследование биологической активности экстрактов субстрата при монокультуре до периода быстрого роста 119
5.1. Влияние различных способов обработки искусственной почвы на восстановление её плодородия 120
5.2. Аллелопатическая активность водорастворимых колинов ризосферы льна 126
5.3. Аллелопатическая активность этанольно- и метаноль-норастворимых колинов 133
5.4. Изучение аллелопатической активности водорастворимых метаболитов льна в гравийной культуре 139
5.5. Еиохроматографическое определение аллелопатической активности колинов льна 141
Заключение 152
Выводы 157
Литература
Приложения
- Микробиологический фактор почвоутомления и особенности формирования микробного ценоза монокультурой
- Влияние монокультуры до фазы цветения на рост, развитие и поглощение минеральных элементов растениями льна
- Характеристика аминокислотного набора ризосферы льна при монокультуре до периода быстрого роста
- Изучение аллелопатической активности водорастворимых метаболитов льна в гравийной культуре
Введение к работе
Актуальность темы. В современных условиях перевода растениеводства на индустриальную основу наиболее перспективным и экономически выгодным методом ведения сельскохозяйственного производства являются специализированные севообороты с высокой степенью концентрации отдельных видов сельскохозяйственных культур или бессменное выращивание определенной культуры с учетом почвенно климатических условий, обеспечивающих максимальную эффективность мер по интенсификации земледелия.
Однако, несмотря на широкое применение минеральных удобрений, регуляторов роста, гербицидов, фунгицидов и других средств защиты растений, совершенствования методов обработки почвы, пока не удается предотвратить снижение урожаев даже при не очень длительном бессменном выращивании некоторых культур - свеклы, гороха, люцерны, клевера, льна ввиду развивающегося процесса почвоутомления. Это препятствует специализации сельскохозяйственного производства.
Лен-долгунец - ценная техническая культура, широко культивируемая в нашей республике. На долю Белоруссии приходится 22^ всех посевов льна в стране, а насыщенность им пашни составляет всего 11%. Интенсификация возделывания льна осуществляется в основном за счет улучшения агротехники и введения новых высокопродуктивных сортов, но в гораздо меньшей степени за счет увеличения его концентрации в севообороте. По-прежнему исключена его монокультура в связи с развивающимся льноутомлением. Являясь сложным эколого-биохимическим процессом, который обусловлен действием целого комплекса причин, льноутомление и по сей день остается далеко не исследованным.
Необходимость изучения отдельных составляющих этого комп-
лекса, наиболее значительных и ответственных за развитие утомления почвы, а также характера их влияния на растение определили предмет и методы наших исследований.
Научная новизна. В работе впервые прослежено развитие процесса почвоутомления в ходе онтогенетического роста льна и показано, что аутоинтолерантность этой культуры обусловлена ее способностью создавать в среде корнеобитания аллелопатическую напряженность уже в течение онтогенеза, усиливающуюся при повторном выращивании и приводящую к подавлению процессов жизнедеятельности растений. Установлены этапы онтогенеза, на которых факторы льноутомления накапливаются особенно интенсивно. Раскрыта физиолого-биохимическая картина реакции растений на монокультуру в различные периоды роста. С помощью искусственной ионитнои почвы, используемой в качестве субстрата для бессменного выращивания льна, выявлена роль самого растительного организма в формировании аллелопатической напряженности в его ризосфере и получена характеристика аллелопатической активности экзометаболитов, накапливающихся при монокультуре.
Практическая значимость. Полученные результаты теоретических исследований могут служить основой для раннего диагностирования процесса льноутомления, задолго до наступления полной депрессии урожая, что очень важно в селекции растений на пониженную аутоинтолерантность.
Разработанные нетрудоемкие способы регенерации ионитного субстрата могут быть использованы для снижения фитотоксичности среды корнеобитания растений при многократном их выращивании в искусственных экологических условиях.
Микробиологический фактор почвоутомления и особенности формирования микробного ценоза монокультурой
Биохимические и микробиологические процессы, протекающие в почве, обусловливают ее биологическую активность, которая в свою очередь служит одним из показателей плодородия. Обе эти характеристики подвергаются значительным изменениям в случае бессменного выращивания растений. Фактически само понятие почвоутомления, развивающегося при этом, определяется как потеря почвенного плодородия, приводящая к снижению урожая. В чем же выражаются эти изменения характеристик почвы монокультуры? Во-первых, в снижении ее ферментативной активности. В частности, почва, на которой бессменно выращивалась сахарная свекла, отличалась низкой активностью ферментов протеазы и уреазы, способствующих разложению азотсодержащих веществ, инвертазы, катализирующей превращения углеводных соединений, снижением интенсивности дыхания и протекания микробиологических процессов. Соответственно здесь складывался неблагоприятный азотный режим питания, уменьшалось содержание гумуса (Гринченко и др., 1966; Халитова, 1974; Басибеков, 1975; Берестецкий и др., 1976; Щербаков, 1979; Beck, 1975). Низкий уровень (в сравнении с севооборотом) активности гидролитических ферментов - сахаразы, протеазы, фосфатази - характеризовал почву бессменных посевов яровой пшеницы, кукурузы, озимой ржи (Бурангулова и др., 1975). Замечено, что и в случае относительно стабильных урожаев при монокультуре в почве происходили серьезные изменения, затронувшие активность самых различных ферментов и развитие микрофлоры, вызвавшие нарушение режима минерального питания, катйонообменной способности почвы (Линник,1970; Ковальжиу, 1972; Гриб и др., 1973; Благовещенская, Данченко, 1974).
Ослабление биологической активности почвы и снижение содержания доступного азота, фосфора, калия свойственно монокультуре сои (Лихачева, 1970; Лебезова, Епохин, 1974), подвижных форм фосфора, азота - монокультуре озимой пшеницы, кукурузы и многолетних трав (Бессонова, Ковальжиу, 1973; Ковальжиу, 1973; Бере-стецкий, $абюк, 1978). Показано, что изменения условий при бессменном выращивании затрагивают процессы минерализации, аммонификации, нитрификации и сдерживают развитие микрофлоры, минерализующей органические соединения, в частности, целлюлозоразрушаю-щих микроорганизмов, участвующих в разложении растительных остатков (Зубец, 1978). Одним из показателей биологической активности почвы является содержание в ней свободных аминокислот. Было замечено уменьшение их суммарного содержания, коррелирующее со снижением урожая свеклы и озимой пшеницы в монокультуре (Мамина, 1973; Теплякова, Халитова, 1975; Халитова, Рябини-на, 1977).
Для другой группы органических веществ - фенолов - отмечалось увеличение концентрации в условиях бессменного выращивания, что повлекло за собой и накопление почвенных грибов. Последнее не является прямым следствием накопления фенолов, но обусловлено тем, что данная группа соединений способна активно подавлять жизнедеятельность большинства бактерий и в меньшей степени влиять на метаболизм грибов (Вийлеберг, 1976; Берестецкий, Іабюк, 1978; Маренков, 1980). Таким образом, в монокультуре может идти накопление одной группы микроорганизмов в ущерб развитию полезной микрофлоры. Приведенные здесь примеры свидетельствуют о тесной взаимосвязи биохимических и микробиологических процессов в ризосфере растений и важности их для характеристики биологической активности утомленной почвы.
Подводя итоги рассмотрению накопленной к настоящему времени литературы по проблеме, можно сделать вывод, что почвоутомление является сложным комплексным процессом, основным фактором возникновения и развития которого следует считать накопление в почве физиологически активных веществ, оказывающих непосредственное или косвенное влияние на рост и развитие растений. Этот фактор единый и общий для различных случаев аллелопатического почвоутомления, в том числе и монокультуры.
Особенности же утомления в монокультуре связаны с аккумуляцией однородных продуктов жизнедеятельности растений и постоянным пополнением почвы разложившимися растительными остатками, что способствует созданию токсичных для растительного организма концентраций органических веществ, другой характерной ее чертой является формирование определенного специфичного микробного ценоза с ограниченным набором физиологических групп сапрофитной микрофлоры. Все это создает экологическую и биохимическую стабилизацию корнеобитаемой зоны и интенсифицирует развитие токсикоза почвы и растения в монокультуре.
Анализируя литературу, связанную с исследованием причин льноутомления, мы пришли к выводу, что в ней рассмотрены в основном два аспекта проблемы: I) действие патогенной микрофлоры, 2) влияние продуктов разложения пожнивных остатков при бессменном выращивании. Первый аспект получил развитие еще в ранних наблюдениях (20-40 гг.), когда ученые пришли к выводу о том, что гибель растений льна в монокультуре наступает вследствие активного развития целого набора патогенных микроорганизмов, включающих и представителей рода i&sarium. Эта точка зрения была правомерной для сортов льна, неустойчивых к действию микробных патогенов. Она подтвердилась и в более поздних исследованиях пятилетней монокультуры льна, где было установлено, что размножение грибов из рода Fusarium послужило причиной гибели неустойчивых к фузариозу сортов, в то время как устойчивые выдерживали бессменное возделывание (Доспехов, 1963). Наблюдаемое в условиях монокультуры фузариозное увядание растений признается некоторыми авторами "единственным, обязательным фактором льноутомления" (Фоменко, 1971). Мы полагаем, что оно является не первопричиной, а скорее следствием развития токсикоза, нарушения метаболизма в растениях, наступающего в результате действия комплекса факторов, в том числе и развития фитопатогенной микрофлоры.
Влияние монокультуры до фазы цветения на рост, развитие и поглощение минеральных элементов растениями льна
Этот этап проводимых нами исследований состоял из следующих операций: экстракции используемой растениями первого и второго посевов ионитной почвы различными растворителями, определения биологической активности полученных экстрактов, выявления химической природы и биологической активности отдельных веществ, содержащихся в полученных экстрактах.
После уборки льна первой вегетации и тщательного отбора корней ионитный субстрат перемешивали и разделяли на четыре части. Одну из них сохраняли неизменной и использовали затем в варианте "монокультура без обработки", а три других экстрагировали соответственно водой, этанолом и метанолом. Залитую теплым растворителем навеску ионита (в соотношении ионита и растворителя 1:2) оставляли для свободного настаивания в течение 48 часов, затем подвергали равномерному встряхиванию и перемешиванию на качалке в течение 8 часов, после чего переносили в делительные воронки, которые служили нам колонками для промывания растворителем до получения чистых порций фильтрата. Объединенный фильтрат упаривали под вакуумом с помощью вакуум-ротационного испарителя; этанольный и метанольный экстракты - до водного остатка, а водный экстракт, полученный после фильтрования,концентрировали до необходимого объема. Экстракты использовали для изучения их аллелопатической активности методом прямого биотестирования, а также исследования химической природы и биологической активности содержащихся в них колинов.
Ионитную почву, обработанную этиловым и метиловым спиртами, многократно промывали водой. Все четыре варианта регенерировали по элементам минерального питания статическим методом, описанным Н.Г.Перышкиной и др. (1977),и проводили следующий посев льна. После восстановления минеральных элементов, как и после уборки растений, замеряли рН. Он оставался сравнительно стабильным. Биологическую активность водно-, этанольно- и метанольно-растворимых физиологически активных веществ корнеобитаемой зоны льна изучали с помощью метода биологических проб, описанного А.М.Гродзинским (1979). В качестве тестов были применены следующие: энергия прорастания семян редиса (сорт Грибовский), льна (сорт К-6), рост корешков кресс-салата. Кроме этого, в условиях гравийной культуры был проведен небольшой эксперимент, в котором велись наблюдения за реакцией льна на более длительное (нежели в тестах на семенах) действие водорастворимых метаболитов, накапливающихся в его ризосфере при бессменном выращивании.
Для анализа были отобраны однородные семена редиса (фракция 2,5-3 мм), дружно прорастающие на воде (за 12 часов на 50$). В чашку Петри вносили 5 мл исследуемого фильтрата и на фильтровальной бумаге размещали 200 семян. Проращивание осуществлялось в термостате при 26С.
Биопробу на прорастание семян льна проводили аналогично, считая проросшим семя, у которого корешок прорвал семенную оболочку. Определение всхожести льна проводилось через 24 часа, редиса - через 18 часов. Повторность опыта шестикратная.
В качестве биопробы на рост корешков использовали отсортированные семена кресс-салата. Предварительно за I сутки их проращивали в термостате, отбирали экземпляры с корешком 3-5 мм и переносили в чашки Петри с исследуемыми фильтратами по 20 штук в каждую. Прирост корешков определяли через сутки. Для быстрого измерения использовали миллиметровую бумагу, на которую накладывали проросток. Повторность опыта четырехкратная. Среднюю всхожесть редиса и льна по вариантам выражали в процентах к всхожести на воде (контроль), принимаемой за 100$. Кроме того, активность исследуемых фильтратов выражалась в условных расчетных единицах (УРЕ), определяемых по шкале перевода % всхожести редиса в УРЕ, предложенной А.М.Гродзинским (1979).
Растения льна выращивали до периода быстрого роста (30 дней) в сосудах, содержащих 450 г гравия, увлажненного питательной смесью Кнопа (7 растений на сосуд). В опытный вариант вносили водную вытяжку, полученную после экстракции утомленного монокультурой до быстрого роста ионитного субстрата. Контролем служил вариант на гравии с добавлением вытяжки из свежего, неиспользованного ранее ионитного субстрата. Проводились наблюдения за ростом и накоплением биомассы растениями названных вариантов.
Для определения химической природы колинов ионитной почвы и их биологической активности применяли комплексный биохромато-графический метод. Часть выделенных из почвы экстрактов концентрировали, переводили в этанол и наносили на хроматограмму в количестве 0,2 мл в одно пятно. Хроматограмма одномерная, нисходящая. Растворитель бутанол-этанол-вода в соотношении 4:1:1. Бумага Piltrak 14. Очистку пятен осуществляли на самой хромато-грамме толуолом (Кефели, Турецкая, 1963).
Хроматограммы просматривали в дневном и ультрафиолетовом свете, в атмосфере аммиака и без него, отмечали контуры пятен и замеряли значения Rf . Те из них, которые были предназначены для дальнейшего биотестирования, проветривали в токе холодного воздуха и делили на зоны активности, как это принято по методике исследования природных фенольных ингибиторов, содержащихся в растениях (Власов, В сб.: 1977).
Выравненные по площади части хроматограммы и контроля, которым служил участок бумаги с прошедшим растворителем, нарезали в чашку Петри и заливали 2 мл воды. Тест-объектами служили проросшие семена кресс-салата и семена льна; их инкубировали в темноте при 26С в течение 24 часов. Повторность опыта трехкратная. Прирост корешков кресс-салата, выросших на элюате из отдельных зон хроматограмм, вычисляли по отношению к приросту корней в контроле, принятом за 100$. Гистограмму биологической активности исследуемых экстрактов строили следующим образом. На горизонтальной оси (ординат) откладывали значение Rf , на вертикальной (абсцисс) - прирост корней кресс-салата в % к контролю.
Результаты исследований обработаны дисперсионным методом с использованием для оценки достоверности и существенности различий критериев Стыодента-Фишера.
Характеристика аминокислотного набора ризосферы льна при монокультуре до периода быстрого роста
Их количество после двукратного выращивания до фазы цветения превысило как одновременный контроль, так и первый посев более чем в два раза и составило 10722 тыс/l г абсолютно сухой почвы. Аналогичную направленность влияния монокультуры наблюдали и другие авторы, причем отбор осуществлялся преимущественно именно в отношении фитотоксичных и обладающих антагонистическими свойствами по отношению к другим компонентам микробного ценоза форм (Пашко, 1978; Боровков, Берестецкий, 1979; Берестецкий, Надкерничный, 1978).
В монокультуре до цветения резко увеличивалась плотность грибной микрофлоры и достигла 35,1 тыс. на I г сухой почвы. Доминирующими в ней являлись представители родов Peniciiiium, Aspergillus, Mucor. Спороносные бактерии были представлены теми же формами, что и в монокультуре до периода быстрого роста - Вас. megatherium, Bacmeeentericus, Bac.cereus, Вас.subtilis.
Анализ микрофлоры ризосферы льна в монокультуре до ранней желтой спелости свидетельствует об обеднении общего содержания микроорганизмов. Несмотря на накопление в почве экзогенных продуктов метаболизма растений предшествующей вегетации и разложение корневых остатков, число бактерий, участвующих в их минерализации (на МПА и ср.Эжби), было ниже, чем в почве до посева. Количество споровых форм составило в первом посеве - 25%, а во втором - 80% к контролю. Содержание актиномицетов оставалось стабильным в монокультуре. В динамике численности грибов наблюдалось накопление от первого ко второму посеву и появление в их составе представителей p. Fusarium.
Подводя итог микробиологической ситуации, складывающейся в монокультуре льна, нужно отметить следующее: 1. Селективная роль монокультуры на более ранних стадиях онтогенетического развития (быстрый рост и цветение) проявилась в накоплении плесневых грибов и актиномицетов, что сопровождалось ингибированием развития бактериальной флоры. Подобная закономерность развития микробного ценоза монокультуры наблюдалась и рядом других авторов (Надкерничный, Цыганков, 1978; ІОрчак, Шроль, 1981; Zmeskal, 1970). 2. Выявленное сужение ризосферной микробной ассоциации за счет преимущественного развития отдельных физиологических групп микроорганизмов является показателем изменения направленности биохимических процессов в почве и может способствовать развитию почвоутомления. 3. Монокультура до ранней желтой спелости сопровождалась уменьшением содержания всех физиологических групп микроорганизмов, кроме плесневых грибов. В ризосфере ее идентифицированы грибы из рода Fusarium возможные возбудители фузариозного увядания льна (Доспехов, 1963; Фоменко, 1971).
Таким образом, в эксперименте, проведенном на естественной почве, была установлена высокая физиологическая отзывчивость льна на действие фактора бессменности на различных этапах онтогенеза. Признаки льноутомления проявились уже при вторичном выращивании до периода быстрого роста, что нашло выражение в подавлении процессов образования биомассы и накоплении минеральных элементов. При более длительном контакте корневой системы растений с субстратом (монокультура до цветения и ранней желтой спелости) отмечено усиление ингибирующего влияния монокультуры.Это может служить косвенным свидетельством возрастания аллелопати-ческой напряженности в ризосфере льна в ходе онтогенеза.
Эксперимент по бессменному выращиванию льна до быстрого роста и цветения на искусственной почве в полном соответствии с проведенным на естественной показал, что уже в течение одной вегетации до периода быстрого роста (37 дней) в его ризосфере складываются условия, оказывающие ингибирующее влияние на рост и развитие растений последующей вегетации, которое усиливается с увеличением числа посевов. Угнетение процессов органического синтеза нашло выражение в резком снижении величины биомассы (в расчете на сосуд): во второй вегетации до быстрого роста на 66%, в третьей - на 76% по сравнению с первой контрольной на исходном субстрате. По накоплению абсолютно сухого вещества эти различия составили 49% и 76%. Усиление торможения ростовых процессов проявилось в сокращении длины стебля соответственно на 13% и 38%.
Аналогичная закономерность наблюдалась и в монокультуре до фазы цветения: высота льна второго посева снизилась на 45%, количество сухой биомассы - на 70% по сравнению с первым (табл.8).
Так же, как в опыте на естественной почве, в рассматриваемом эксперименте были проведены наблюдения за накоплением в растениях азота, фосфора и калия. Судя по данным общего их содержания (табл.9), энергия поглощения этих биогенных элементов растениями последующих посевов снижалась несмотря на стабильность их содержания в субстрате, обеспеченную проведением регенерации.
Изучение аллелопатической активности водорастворимых метаболитов льна в гравийной культуре
Другим азотистым соединением, метаболически связанным с ди карбоновыми аминокислотами, в частности, с глутаматом, является f -аминомасляная кислота, продукт его декарбоксилирования, характеризующийся весьма высокой реакционной способностью. Превращение глутаминовой кислоты в ГМк служит также тем каналом, по которому возможно запасание ее азота и углерода при действии неблагоприятных условий внешней среды на растительный организм (Измайлов, 1978; Измайлов и др., 1976, 1978).
Динамика накопления ГАМК& в монокультуре носила противоположный глутамату характер. Так, последовательному снижению ее процентного содержания от первого ко второму посеву с 9,33$ до 5,04$ сопутствовало увеличение количества глутамата от 22,6$ до 35,4$, а резкое усиление насыщенности растительных тканей третьего посева этой формой азота до 26$ сопровождалось уменьшением содержания глутаминовой кислоты до 12,5$.
Глутамат. может быть предшественником пролина в сложной цепи взаимопревращений аминокислот. В растениях монокультуры до быстрого роста прослеживалась закономерность накопления иминокисло-ты от 1,87$ до 6,08$. Этот факт обращает на себя внимание, ибо накопление пролина является показателем неблагополучия условий внешней среды (Савицкая, 1967, 1976; 1 сев, Гордон, 1968; Брити-ков, 1975; Parameshware et al., 1980). Было установлено, что в случае водного дефицита, температурных изменений резкая остановка ростовых процессов приводит к накоплению свободного пролина в связи с задержкой его дальнейшего превращения в оксипролин, являющийся структурным белком клеточной стенки и участвующий в ее растяжении, то есть в конечном итоге ингибировалось включение пролина в белки (Перуанский, Стаценко, 1980; Thien, 1980).
Важной характеристикой азотного метаболизма во время активного функционирования фотосинтетического аппарата (в периоде быстрого роста) является содержание глицина, серина и аланина -аминокислот первично образующихся в процессе фотосинтеза. Сумма серина и глицина возрастала в монокультуре до быстрого роста с 10,4$ в первом до 18,9$ в третьем посеве, но интенсивность накопления для каждого носила различный характер. Если в растениях льна на исходном ионитном субстрате доля той и другой кислоты в общем пуле была одинаковой, то в последующих бессменных посевах обнаруживалась возросшая концентрация глицина - до 16,1$,одновременно удельное содержание серина снизилось до 2,8$. Учитывая, что одним из путей биосинтеза серина является альдольная конденсация его из глицина, можно предположить, что действие аллелопа-тически активных веществ могло затронуть этот участок превращений и вызвать усиление трансформации серина в глицин. Уменьшение количества серина, а также аспарагиновой кислоты, возможно, связано и с синтезом метионина, идентифицированного в наборе аминокислот льна третьего посева и не обнаруженного в первом и втором.
Во всех вариантах монокультуры до быстрого роста серусодержащие аминокислоты были представлены цистеином, в динамике которого явно прослеживалась тенденция снижения удельного и общего содержания. Та же закономерность проявилась и в отношении фенил-аланина и еще в большей степени - лизина, синтез которого существенно регулируется условиями азотного питания. На изменения в питательной среде азота четко реагирует аргинин - азотрезервирую-щая аминокислота (Плешков, Вильяме, 1965). Стабильность содержания ее во всех трех вегетациях данного опыта может служить свидетельством достаточного количества этого элемента в среде корне-обитания.
В растениях двух вегетации активно накапливался аланин, в третьей - абсолютное и относительное содержание его заметно снизилось.
В тканях растений льна последующих посевов ингибировалось накопление важна и лейцина - аминосоединений с разветвленной углеродной цепью, способных включаться в биогенез пигментов как источник углеродных атомов каротиноидов и фитола (Годнев и др., 1968). В литературе имеются сведения и о возможности реакции взаимопревращения этих аминокислот, подтверждающейся обнаружением в проростках льна С1 важна в свободном и белковом лейцине (Buiter, Shen, 1963). Одним из путей образования важна является переаминирование изолейцина, в свою очередь связанного с треонином через с -кетомасляную кислоту. Нарушение цепи треонин-изолейцин-валин могло способствовать накоплению треонина, которое имело место у растений третьего посева параллельно со снижением количества важна и лейцина.
Полученные характеристики азотного метаболизма свидетельствуют об определенном влиянии на этот процесс фактора бессменности уже на ранних этапах развития льна. Оно нашло выражение в подавлении синтеза белка, затронуло состав и соотношение свободных аминокислот. Отмеченная тенденция накопления в растительных тканях отдельных из них - цролина, - аминомасляной кислоты может рассматриваться как сигнал возросшего аллелопатического напряжения в среде корнеобитания монокультуры льна.
