Физиология растений, биологическая наука, изучающая общие закономерности жизнедеятельности растительных организмов. Физиология растений. изучает процессы поглощения растительными организмами минеральных веществ и воды, процессы роста и развития, цветения и плодоношения, корневого (минерального) и воздушного (фотосинтез) питания, дыхания, биосинтеза и накопления различных веществ, совокупность которых обеспечивает способность растения строить своё тело и воспроизводить себя в потомстве. Раскрывая зависимость жизненных процессов от внешних условий, Физиология растений создаёт теоретическую основу приёмов и методов повышения общей продуктивности растительных организмов, питательной ценности, технологического качества их тканей и органов. Физиологические исследования служат научной основой рационального размещения растений в почвенно-климатических условиях, наиболее полно соответствующих их потребностям.

РОЛЬ ФИЗИОЛОГИИ РАСТЕНИЙ

Основная задача физиологии растений - объяснить, как растут растения и как физиологические процессы и внутренняя среда реагируют на окружающие условия и антропогенные воздействия. Исследования таких процессов, как фотосинтез, передвижение веществ, ассимиляция, дыхание и транспирация, могут показаться далёким от практических задач лесоводства и садоводства. Однако, рост - это результат взаимодействия физиологических процессов, и чтобы понять, почему деревья растут неодинаково в разных окружающих условиях и при различных агротехнических воздействиях, необходимо знать природу этих физиологических процессов и как на них влияют окружающие условия.

Неблагоприятные окружающие условия, влияющие на существенные физиологические процессы, снижают рост дерева. Например, водный дефицит тормозит рост, так как при этом закрываются устьица, снижается интенсивность фотосинтеза, уменьшается тургесцентность, прекращается рост клеток и возникают другие неблагоприятные условия внутри дерева. Снижает рост дерева и недостаток азота, который является существенной составной частью белков, необходимых для формирования новой протоплазмы, ферментов и других необходимых веществ. Очень важны для роста дерева фосфор, калий, кальций, сера и другие минеральные элементы, входящие в состав коферментов, буферных и других биохимических систем, необходимых для осуществления различных биохимических процессов.

Насекомые и грибы, поражая дерево, тормозят его рост или вызывают заболевание, если повреждение достаточно глубоко нарушает один или несколько физиологических процессов. Дефолиация дерева непосредственно не снижает ростовые процессы, а косвенно влияет на скорость фотосинтеза и синтез регуляторов роста в кроне. При повреждении флоэмы уменьшается перемещение питательных веществ и регуляторов роста к корням, а при повреждении корневой системы сокращается поглощение воды и питательных веществ из почвы. Фитопатологи и энтомологи иногда слишком увлекаются описанием и классификацией болезнетворных организмов и не учитывают тот факт, что в действительности они имеют дело с физиологическими проблемами. Устойчивость к поражению насекомыми и грибами в значительной мере является биохимической проблемой, и повреждение является результатом нарушения биохимических и физиологических процессов. Борьбе с заболеваниями человека способствует использование биохимических и физиологических подходов. Борьба с древесными заболеваниями станет также более эффективной, если энтомологи и фитопатологи станут больше уделять внимания физиологическим аспектам проблемы вместо простого описания болезнетворных организмов и использования химических средств.

Единственный способ, которым генетические различия, внешние факторы, агротехнические воздействия, а также болезни и насекомые могут влиять на рост, - это их влияние на внутренние условия и физиологические процессы дерева. Усилия лесоводов-озеленителей, лесоводов и садоводов должны быть направлены на создание подходящих генотипов и факторов окружающей среды для того, чтобы управлять физиологическими механизмами, которые действительно регулируют ростовые процессы. Для результативного и умелого подхода они должны понять природу основных физиологических процессов, их роль в ростовых процессах и реакцию на действие различных факторов внешней среды.

Фитостерины

Фитостерины – растительные стерины, структурно подобные холестерину, обладают антиатеросклеротической, онкопрофилактической, антиоксидантной и иммуностимулирующей активностью. В организм человека фитостерины попадают с растительной пищей. Доказано, что потребление фитостеринов с пищей снижает риск ишемической болезни сердца на 20-25%; в связи с этим, с начала 1990-х годов в развитых странах широко применяются продукты функционального питания, обогащенные фитостеринами. Механизмы антиатеросклеротического действия фитостеринов связаны с их способностью тормозить всасывание холестерина в кишечнике, снижать в крови уровень холестерина и липопротеидов низкой плотности – «плохих липидов». Повышенное потребление фитостеринов снижает риск рака толстой кишки, простаты, молочной железы, желудка, легких. Механизмы онкопрофилактического действия фитостеринов связаны с их влиянием на структуру клеточных мембран и регуляцию клеточных сигналов, способностью тормозить опухолевый рост и вызывать самопроизвольную гибель раковых клеток, стимулировать реакции иммунитета. Пищевыми источниками фитостеринов являются соя, фасоль и другие бобовые, морковь, томаты, цитрусовые, инжир и другие овощи и фрукты. В России широко распространен хронический дефицит фитостеринов в питании.

Во всем мире насчитывается не одна тысяча сторонников функционального питания. Создание функциональных молочных напитков с растительными добавками открывает новое направление в сфере производства продуктов питания нового поколения. Эти молочные напитки получили название «фитомолоко» и могут содержать добавки различных питательных веществ, выделенных из растений – чаще всего калий, магний, витамины С и Е, полиненасыщенные жирные кислоты и антиоксиданты.

Среди добавок растительного происхождения выделяются фитостеролы (в русскоязычном варианте – фитостерины – от фито . и стерины). Это та группа веществ, которую часто путают с холестерином – стерином животного происхождения. Фитостерины – растительные стерины, выделяемые из неомыляемой части липидов растений. В отличие от стеринов животных (например, холестерина), боковая цепь в молекулах фитостеринов ненасыщена и содержит не 8, а 9 или 10 атомов углерода.

Растительные стеролы приобрели значительную популярность среди производителей и потребителей. Так, компания Unilever Becel/Flora использует их для производства широкого спектра продуктов Pro-Activ, включающих снятое молоко и пасты. А известная Coca-Cola стала добавлять фитостерины в напитки и фруктовые соки. Американская фирма Bravo! производит обогащенные витаминами молочные напитки. Большим спросом пользуется молочная сыворотка, содержащая большое количество питательных веществ, в том числе кальций и водорастворимые витамины. Поскольку этот продукт беден на вкус, в него добавляют сок и получают новый функциональный напиток.