Не думаю, что моё легкомысленное отношение к школьной ботанике, упомянутое в предыдущей статье цикла стало причиной приоткрывшегося мне недавно знания о роли осмоса в жизни растений: с одной стороны, вряд ли пятьдесят лет тому назад наука знала об этой роли, а с другой — уяснить эту ботаническую премудрость шестикласнику не дано, поскольку изучение физики начинается на год позже, а до осмоса дело может вообще не дойти (не уверен, что физика жидкостей и газов вообще изучается в школе).
Физика осмотического переноса довольно проста: если имеются два раствора одного и того же вещества, но с различной концентрацией растворённого вещества, и они разделёны полупроницаемой мембраной (такой, которая пропускает воду, но не пропускает растворённое вещество), то вода будет стремиться проникнуть из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей, чтобы концентрация растворов по обе стороны мембраны оказалась равной: в первом растворе станет меньше воды, во втором — больше, а поскольку количество растворённого вещества останется прежним, то концентрация первого раствора повысится, а второго уменьшится.
Читать дальше...Действие осмоса хорошо отслеживается на широко известном в медицине физиологическом растворе (0,9% хлорида натрия, то есть, поваренной соли): его концентрация равна концентрации соли в клетках крови (оболочка клетки — полупроницаемая мембрана), поэтому эритроциты насыщаются водой только до оптимального уровня. Если же вместо изотонического (известного как физиологического) раствора, то есть, раствора имеющего осмотическое давление равное осмотическому давлению плазме крови, использовать чистую воду, то она будет поступать в клетки крови до тех пор, пока их не разорвёт внутренним давлением. Осмотические процессы лежат также и в засолке продуктов питания: из–за большой разности осмотических давлений между рассолом и внутриклеточной жидкостью вода «высасывается» из продукта и увеличивает срок его хранения.
Описанные процессы графически отображены на рисунке, размещённом справа вверху, рядом с названием статьи: под цифрой 1 находится клетка, помещённая в гипертонический раствор (с высокой концентрацией соли), который выносит воду из клетки, под цифрой 2 — изотонический, который поддерживает водный баланс между клеткой и окружающей её жидкостью, а под цифрой 3 — гипотонический (с малым содержанием соли), который пересыщает клетку водой.
Поскольку осмотическое давление является основной причиной подъёма воды от корней внутри ствола и веток к листьям, цветкам и плодам, и этот подъём зачастую осуществляется на большую высоту (например, в деревьях), то мембраны растительных клеток способны выдержать внутреннее давление в десятки атмосфер, а у постоянных обитателей пустынных и засушливых регионов счёт идёт на сотни. Для справки: для мембраны клеток крови давление в одну атмосферу уже может оказаться критическим.
в 2,1% растворе поваренной соли (21 г NaCl на 1 л воды) в течение 24—48 часов, что обеспечит «стандартизацию ответного прорастания различных семян» (очевидно, имеются ввиду более дружные и обильные всходы).
Обоснование рекомендации, в целом, подтверждает уже известные процессы в семенах, проходящие «под знаменем» осмоса: Семенам создаются условия, в которых они смогут накопить в себе необходимое для прорастания количество воды, и содержатся в этих условиях до тех пор, пока они не будет достигнут «барьер», останавливающий этот процесс и обусловленный осмотическим потенциалом, в нашем случае соли. Разница между осмотическими давлениями в семени и внешнем растворе (различие основано исключительно на солёности раствора) заставит молекулы воды проникать внутрь семени, активизируя все метаболические процессы всего за несколько часов.
Поскольку весь «агроликбез» ориентирован на выращивание, в первую очередь, острого перца, а уж потом всех остальных трудновсхожих (по крайней мере у меня) культур, я разыскал отчёт об эксперименте с осмозамачиванием семян перца, который проводился в 2013 году в одном из иранских университетов (если интересно, то работу делали трое иранских и один японский учёные). Четыре партии по 60 семян параллельно выдерживались в течение 72 часов в 1% растворе поваренной соли, 1% растворе хлористого кальция, 3% растворе калийной селитры и 3% растворе железного купороса. Контрольная группа (пятая) замачивалась в дистиллированной воде.
По итогам последующего проращивания наилучший результат показали семена, которые были замочены в железном купоросе — всхожесть составила 72,01% (CaCl2 — 58,86%, NaCl — 55,45%, KNO3 — 50,61%, дистиллированная вода — 36,52%). При сопоставлении всех критериев оценки (оценивались интегральная всхожесть, длина корешка, живой вес и вес сухого остатка проросшего зерна) безусловным лидером оказался всё тот же сульфат железа (FeSO4), а поваренная соль заняла предпоследнее место, обогнав только дистиллированную воду.
Откровенно говоря, я так и не понял зачем нужен изотонический раствор для наполнения водой растительной клетки, способной выдержать давление в десятки, а то и сотню атмосфер. Более того, предпочтительное состояние ожившей и готовящейся прорастать клетки определяется наличием у неё тугора — напряжения мембраны–оболочки вследствие закритического насыщения вакуоли водой, то есть, создание внутреннего водяного избыточного давления является благом для семени.
Тем не менее, против фактов не попрёшь, поэтому приходится запихнуть свои интеллектуальные амбиции в неприятное для них место и просто использовать результаты научных экспериментов (не путать с доморощенными советами из серии «так делали деды», разумность которых может вызывать острое неприятие). В общем, буду семена замачивать в железном купоросе.
При этом, очень важно не переусердствовать со сроками: слишком длительное пребывание семян в воде без аэрации может привести к гибели семян из–за дефицита кислорода, что на начальной стадии выражается в снижении всхожести.
P.S. После дополнения материалами о замачивании семян базовая карта памяти «подросла» до версии 2.2.
Комментариев нет:
Отправить комментарий