Значение пигментов в жизни растений. Пигменты фотосинтезирующих растений, их физиологическая роль

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

«Буранная СОШ»

Изучение свойств растительных пигментов

Работу выполнила ученица 8 класса

Вдовкина Дарья

Руководитель

учитель экологии и биологии

Вдовкина Ольга Владимировна

Буранное

2014 г.

Содержание

Введение.

Основная часть:

Практическая часть работы.

Не обходимость кислорода для разрушения хлорофилла.

Выводы.

Список литературы и Интернет-ресурсов.

Приложения.

Введение

Природа обладает удивительным многоцветием. Мы не устаем восхищаться красотой окружающего растительного мира. Весной мы с надеждой смотрим на нежно-зеленые молодые листочки деревьев, а желто-оранжевая цветовая гамма осеннего леса навевает грусть и печаль по ушедшему лету. Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и огорода? Я думаю, что каждый ребенок, как только он начинает изучать окружающий мир, задает себе вопросы: «Почему листья зеленые? Почему они осенью желтеют или краснеют? Почему лепестки ромашки белые, а розы - красные? Почему окружающие растения окрашены именно так, а не иначе, как возникает такое богатство цветов и оттенков? Что для природы значат эти цвета?» Меня заинтересовали эти вопросы, надеюсь, что моя работа поможет на них ответить.

Цель моей работы – выяснить, от чего зависит цвет растения.

Задачи, которые я перед собой поставила:

Изучить литературу с целью выяснить, какие вещества придают органам растения различную окраску.

Провести несколько практических опытов с целью выявления особенностей этих веществ.

Что такое «пигмент»? Какие бывают пигменты?

Изучив специальную литературу, я выяснила, что окраску различным органам растений придают особые вещества – пигменты. Это органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. Многие из них важны для фотосинтеза. Расположены пигменты в пластидах клетки – хлоропластах и хромопластах, некоторые находятся в клеточном соке растений.

Существует несколько основных групп растительных пигментов:

Самыми распространенным растительным пигментом является хлорофилл. Это одно из самых важных на Земле красящих веществ. Название хлорофилла идет от греческих слов «хлорос» - зеленый и «филлон» - лист. Хлорофилловые пластиды зеленые. Зеленый цвет – цвет жизни. Зеленые «фабрики» вокруг нас поддерживают жизнь. Хлорофилл обладает жизненно важной функций: перехват солнечных лучей и преобразование полученной энергии в питательные вещества - простые сахара, которые получаются из воды и . Эти сахара являются основой питания растений - источниками углеводов, необходимых для роста и развития. Во время процесса производства питательных веществ хлорофилл разрушается, так как непрерывно используется. Несмотря на это, в течение сезона роста, растения снова и снова восстанавливают запасы хлорофилла. Большой запас хлорофилла позволяет листьям оставаться зелёными. Возрастные изменения хлоропластов сопровождаются изменением окраски – от салатно-зеленого, разной интенсивности зеленого, до желто-зеленого. Когда он в большом количестве содержится в , что происходит во время периода роста, зелёный цвет хлорофилла преобладает, затмевая цвета любых других пигментов, которые могут содержаться в листе. Поэтому листья летом имеют характерный зелёный цвет.

Флавоны и флавонолы – одни из самых распространенных растительных пигментов. Нет растения, где бы они ни были обнаружены. Долгое время считалось, что эти пигменты характерны только для растительного царства, однако в 90-х годах прошлого века некоторые флавоны были обнаружены и в грибах. На латинском языке «flavus» означает «желтый». В природе флавоны и флавонолы являются основными пигментами, обеспечивающими желтую цветовую гамму плодов и цветов. Много этих красителей и в других органах растений, хотя там желтая окраска маскируется другими пигментами. Разнообразие оттенков желтого цвета достигается как изменением концентрации флавонов и флавонолов, так и присутствием в соке растений солей кальция и магния, увеличивающих интенсивность окраски.

Близки к флавонам по строению другие красители желтого цвета – халконы и ауроны. Встречаются они значительно реже. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветах кислицы, кореопсиса и львиного зева. Как и некоторые люди, эти красители совершенно не переносят курильщиков и краснеют, если их окуривать сигаретным дымом. Отдельного упоминания заслуживают халконы еще и потому, что во многих случаях именно из них в процессе биосинтеза в растениях образуются флавоны, флавонолы и ауроны. Подражая природе, химики применяют халконы для получения разнообразных растительных и искусственных пигментов в лабораторных условиях.

Еще одна группа пигментов, родственная флавонам и флавонолам, носит название антоцианов. Антоцианы, которые ответственны за красные цвета в листьях, не присутствуют в листьях до тех пор, пока в листьях не начнёт снижаться уровень хлорофиллов. Раньше предполагали, что антоцианы просто результат разрушения зелёного хлорофилла, но эта теория уже не считается общепризнанной. Антоциановые пигменты, вызывающие розовую, красную и пурпурную осеннюю окраску листьев, связаны с веществом - углевод (или сахара, крахмала). Так накопление углеводов способствует образованию клеточного сока с пигментами антацина. Антоцианы растворимы в воде и обычно встречаются в клеточном соке.

Каротиноиды – пигменты, которые имеют преимущественно жёлтый или оранжевый цвет. Они всегда присутствуют в листьях, но перекрываются зелёным цветом хлорофилла. Название пигментам этого типа дал ученый М. С. Цвет. В честь одного из пигментов, содержащегося в оранжевых корнях моркови, он назвал весь этот класс красителей каротиноидами («carotte» – морковь). Каротиноиды придают желтый цвет цветам и листьям растений. Желтая, оранжевая и красная окраска кукурузы, тыквы, кабачков и перезрелых огурцов, баклажанов, паслена, помидора, дыни, а также многих цитрусовых обусловлена присутствием в них разнообразных каротиноидных пигментов. Рекордсменом по числу каротиноидных пигментов является стручковый красный перец.

Какие пигменты составляют окраску листа?

Первый опыт проведем с целью выяснить, какие пигменты обеспечивают листьям растения зеленую окраску. Оборудование, необходимое для проведения опыта: свежие листья комнатных растений, 95% -ый этиловый спирт, бензин, ступка фарфоровая, пробирка, воронка, ножницы, фильтровальная бумага.

Ход опыта. Прежде всего, получим вытяжку пигментов. Лучше, если вытяжка будет концентрированной, темно-зеленой. Можно использовать листья любых травянистых растений, а лучше всего теневыносливых комнатных растений - они мяче, легче растираются, содержат больше хлорофилла. К измельченным листьям добавим 5-10 мл этилового спирта, на кончике ножа мел для нейтрализации кислот клеточного сока и разотрем их в фарфоровой ступке до однородной зеленой массы. Подольем еще этилового спирта и осторожно продолжаем растирание, пока спирт не окрасится в интенсивный зеленый цвет. Полученную спиртовую вытяжку отфильтруем в чистую сухую пробирку или колбу.
Убедимся в том, что спиртовая вытяжка пигментов помимо зеленых содержит еще и желтые пигменты. Для этого на фильтровальную бумагу нанесем стеклянной палочкой каплю спиртовой вытяжки пигментов листа. Через 3-5 мин на бумаге образуются цветные концентрические круги: в центре зеленый (хлорофилл), снаружи - желтый (каротиноиды) (Приложение 1).

Вывод. Разделение пигментов обусловлено их различной адсорбцией (поглощением в поверхностном слое) на фильтровальной бумаге и неодинаковой растворимостью в растворителе, в данном случае - этиловом спирте. Каротиноиды хуже, по сравнению с хлорофиллом, адсорбируются на бумаге, больше растворимы в спирте, поэтому передвигаются по фильтровальной бумаге дольше хлорофилла.
Таким образом, в создании цвета листа участвуют две группы пигментов - зеленые и желтые. Содержание хлорофилла в сформировавшихся листьях примерно в 3 раза выше, чем каротиноидов, поэтому желтый цвет каротиноидов маскируется зеленым цветом хлорофилла. Количественное соотношение хлорофилла и каротиноидов не постоянно, оно зависит от возраста листа, физиологического состояния растения. Если содержание хлорофилла уменьшается, листья приобретают желто-зеленый или желтый цвет.

При каком освещении желтеют листья?

Различные факторы внешней среды (освещенность растений, температура воздуха, водоснабжение) оказывают влияние на окраску листьев. Например, в зависимости от погодных условий цвет листьев клена меняется от желтого до пурпурно-красного.

Цель этого опыта – установить устойчивость хлорофилла в листьях растений без освещения.

Оборудование: для опыта нужны листья любого растения, которые уже закончили рост, но еще не имеют внешних признаков старения, стакан, черный лист бумаги.

Ход опыта. Половину листовой пластинки закрываем с двух сторон черной бумагой. Лист помещаем в стакан с водой и ставим в хорошо освещенное место. Спустя 4-5 дней снимем бумагу, сравним цвет половинок листа. Хорошо заметны различия в окраске: освещенная часть зеленая, а затемненная - желтая.

Вывод: Результаты опыта свидетельствуют, что снижение интенсивности и продолжительности освещения листьев ускоряет распад молекул хлорофилла в хлоропластах. Мы сравнили устойчивость хлорофилла в листьях бадана и традесканции. Самый неустойчивый пигмент в листьях традесканции, он разрушается за 20 дней, а самый устойчивый у фикуса, разрушается через 40 - 50 дней. (Приложение 1)

Необходимость кислорода для разрушения хлорофилла.

Для разрушения хлорофилла необходимо еще одно условие – кислород. Проводимый опыт ставит своей целью доказать, что без кислорода хлорофилл не разрушается или разрушается медленнее.

Оборудование: стакан c водой, лист плотной бумаги, зеленые листья растения.

Ход опыта: Стареющий, но еще сохранивший зеленый цвет лист любого светолюбивого растения опустим в стакан с водой так, чтобы только половина листа его находилась под водой. Для этого закрепим лист в прорези укрывающей стакан плотной бумаги. Стакан поставим в темное место.

Вывод: Через 3 - 5 дней станут заметны различия в окраске листа: находившаяся в воде часть сохранит зеленый цвет, другая - пожелтеет. Уменьшение скорости распада хлорофилла в той части листа, которая находилась в воде, свидетельствует, что в разрушении хлорофилла важную роль играет процесс дыхания. Содержание кислорода в воде намного ниже, чем в воздухе. (Приложение 2)

Влияние на хлорофилл химических веществ.

Как органическое вещество, пигмент хлорофилл должен разрушаться от воздействия различных химических веществ. Цель этого опыта – проверить, как воздействует на хлорофилл соляная кислота.

Оборудование: Для опыта нужны "чернила" - 10%-ая соляная кислота, листья растений, палочка.

Ход опыта: Заостренный конец палочки смочим в соляной кислоте и нанесем на лист рисунок (в нашем случае это смайлик и звездочка). На зеленом фоне листа бегонии постепенно появляется рисунок звездочки бурого цвета. На листе монстеры был нарисован смайлик, но картинка не появилась, бурое пятно было маленьким, размером с копеечную монету. Значит, скорость изменения цвета в месте нанесения кислоты зависит от плотности покровов листа. Появление бурой окраски обусловлено проникновением кислоты внутрь клеток и образованием в них особого вещества - феофитина.

Вывод: Хлорофилл разрушается при воздействии на него соляной кислоты, а значит, и других кислот. Следовательно, газообразные выделения промышленных предприятий, которые часто содержат в себе химические вещества (например, сернистый ангидрит), которые, проникая через устьица в листья, растворяются в цитоплазме клеток и образуют кислоту. Накопление ее в больших количествах в цитоплазме вызывает разнообразные нарушения обмена веществ в клетках, в том числе и разрушение хлорофилла. Внешне такие повреждения могут выражаться в появлении на листьях бурых пятен. (Приложение 3)

Воздействие на пигмент хлорофилл высокой температуры.

Образование феофитина в листьях многих растений может происходить также и при нагревании листа выше 70 - 80 С. Цель данного опыта – показать, что разрушение хлорофилла и образование феофитина в листьях растений возможно и при воздействии на клетки листьев высокой температуры.

Оборудование: Для опыта нужны зеленые листья различных растений, спиртовка, стеклянная палочка.

Ход опыта: Прикоснемся к листу концом сильно нагретой стеклянной палочки или проколем его раскаленной препаровальной иглой. Во всех случаях возникают своеобразные изменения окраски листа: зеленые круги с неровными бурыми кольцами.

Вывод: Появление бурых колец обусловлено поступлением кислот клеточного сока из вакуолей в цитоплазму, а затем в хлоропласты. Под действием температуры раскаленной стеклянной палочки происходит разрушение молекул хлорофилла, образование феофитина и появление бурого окрашивания. Поскольку химический состав листьев различных растений имеет свои особенности, можно получить различные картины колец отмирания. Желтые, коричневые пятна отмирания появляются на листьях и в природных условиях под влиянием сильного перегрева, засухи. (Приложение 5)

Выводы.

Исследовав вопрос о растительных пигментах, я узнала, что пигменты играют очень значительную роль в природе и имеют огромное значение для жизни на Земле. Многие природные пигменты принимают участие в важных метаболических или физиологических процессах. Особенно детально изучено значение хлорофилла и других пигментов в фотосинтезе. Во многих случаях, однако, единственной известной функцией пигмента является то, что он придает окраску организму или той его части, которая содержит данный пигмент. В растительном царстве ярко окрашенные цветки и плоды, контрастно выделяющиеся на общем фоне зеленой окраски листвы, привлекают внимание насекомых и других животных. Благодаря этому растения извлекают для себя пользу при опылении и распространении семян. По итогам работы были установлены следующие выводы:

В создании цвета листа участвуют различные группы пигментов.

Снижение интенсивности и продолжительности освещения листьев ускоряет распад молекул хлорофилла в хлоропластах.

Уменьшение скорости распада хлорофилла в той части листа, которая находилась в воде, свидетельствует, что в разрушении хлорофилла важную роль играет процесс дыхания.

Клематис Пиилу по декоративности лидирует среди остальных представителей. Это крупноцветковый куст, который нуждается в определенном уходе.

Рассмотрим характеристики, способы размножения, секреты посадки и ухода.

Знать описание Пиилу

Пиилу - низкорослый сорт гибридного происхождения, неприхотлив и морозоустойчив: благополучно зимует при -35 °C.

Компактность растения делает его привлекательным для владельцев небольших территорий. Выведен в Эстонии в 1984 г под названием Piilu, в переводе звучит, как «маленький утёнок».

Рост Пиилу относится к полу карликовым гибридам: высота стеблей - зависит от условий климата и качества грунта; длина побегов - в пределах 150 см, редко доходит до двух метров; в суровых условиях - вырастает до 90–100 см. Пиилу - невысокая лиана, поэтому место посадки выбирается с учётом характеристик (цветник, стены построек)

Сроки бутонизации первое цветения - проходит на прошлогодних побегах в июне, в тёплых регионах - в конце мая; в разгар цветения - куст полностью покрыт цветами, закрывающими листву; второй период бутонообразования - в августе, цветоносы появляются на побегах текущего сезона

Соцветия Пиилу привлекает внимание крупными цветоносами: раскрытый цветок - достигает в диаметре 10–12 см; яркой окраски с полоской в середине лепестка; бутон - из 5–6 лепестков, обрамлённых светлой волнистой каймой. Особенностью Пиилу считается способность менять вид соцветий: бутоны на прошлогодних побегах становятся махровыми или полумахровыми; количество лепестков - больше в 2–4 раза; на сезонных побегах появляются всегда одиночные цветы с шестью лепестками; махровые цветки - уступают в диаметре (8–10 см), но выглядят интересней

Группа обрезки Клематисы делятся по способу обрезки на 3 группы: Лёгкая - незначительное укорачивание сразу после цветения; Средняя/на треть - это двухступенчатая обрезка используется для гибридов двух разового бутонообразования (проводится после каждого цветения); Сильная - на стебле оставляют по 2–3 узла (20–50 см), применяется для долго цветущих (всё лето) и травянистых сортов. По официальным стандартам и классификации: Пиилу относится ко 2 степени обрезки; цветоводы северных регионов относят этот сорт к группам С и В, проводят обрезку согласно цветению; если бутонообразование позднее и нет повторной волны цветения, то применяется сильное купирование (группа С)

В суровом климате Пиилу не образует махровых соцветий. Часто у молодых саженцев и ослабленных растений второй раз и вовсе нет цветов

Уметь размножить: 4 метода

Как и все клематисы, клематисы можно размножать несколькими способами:

Метод 1. Черенкование выбирается сильный стебель и делится на черенки; · срез делается острым ножом/секатором по косой линии; черенок должен быть 2–3 междоузлиями; затем замачивается в стимуляторе роста (Корневин, Эпин и пр.); высаживается в грунт, полулёжа с заглублением 2–4 см; первые 2 недели черенок выдерживается под пластиковой бутылкой - это помогает сохранить влагу и быстрей укоренится; через 2 месяца - готовый саженец; на постоянное место высаживается до сентября

Метод 2. Деление куста Самый быстрый способ размножения: применяется только на взрослом, сильном растении рано весной; корневище разрезается на несколько частей ножом или острой лопатой; на 10–20 минут замачивается в бордосской жидкости или в бледно-розовом марганце; высаживается сразу на постоянное место в питательный грунт

Метод 3. Семена Проводится в домашних условиях как при выращивании обычной рассады.Для получения полноценного саженца в первый год, начало работ приходится на февраль или в начале лета.В июне росток образует корневую систему и высаживается на улицу

Метод 4. Отводки в начале лета один стебель укладывается на землю и заглубляется на 3–5 см; пришпиливается проволокой, сверху делается небольшой холмик из рыхлого грунта; верхушка побега остаётся на поверхности; место укоренения должно быть постоянно влажным, поливается 1–2 раза в неделю; в августе-сентябре укоренившийся побег высаживается в приготовленные ямки. Если нужно получить несколько саженцев - прикопайте и пришпильте отрастающий стебель через каждые 15–20 см - получите несколько саженцев

Отводы укореняются в течение 1–1,5 месяцев. Это самый продуктивный способ, дающий полноценный саженец. Высадка на новое место может проводиться в текущем сезоне или на следующий год

Вырастить клематис из семян

Размножение семенами имеет преимущество над всеми методами разведения, так как даёт возможность получить любой желаемый сорт. Опишу подробно выращивание Пиилу из семян.

Семенной способ может быть двух видов: домашний (рассада в контейнерах) и грунтовой.

Специалисты утверждают, что рассада, выращенная в комнатных условиях, плохо переносит пикировку. Лучшая приживаемость у клематисов, посеянных в открытый грунт

Посев в грунте проходит двумя способами:

Метод 1. Осенний Применяется только для крупноплодных семян: сев проходит под зиму сухими семенами; для посадки создаётся площадка из питательной земли с добавлением компоста и торфа; бороздки делаются с шагом 10 см, перед посевом проливаются; достаточное заглубление - 4–5 см; в районах с морозными зимами (от -30 °C) оборудуется укрытие из нетканки/лапника

Метод 2. Весенний Перед высеванием применяется замачивание в питательных смесях:· семена выдерживаются в контрастных температурах (2 раза на 12 часов в холодильник 0+5 °C)$ закаливание с замачиванием можно заменять трёх месячным хранением семян в холодильнике в таре с влажным песком; мелкие семена высеваются сухими; сев проходит аналогично осеннему методу; пикировка приходится на время появления второй пары листьев; после пересадки в открытый грунт избегать перегрева почвы (мульчирование щепой, картоном, покошенной травой); на 2 недели создать притенённые условия - накрыть пластиковой тарой или плёнкой; ·земля должна быть всё время влажной. После появления третьей пары листьев укрытие убирается - саженец готов к самостоятельному росту; требуется периодическое рыхление, прополка, полив

Высадить

Характеристики сорта Пиилу позволяют выращивать его в открытом грунте и в комнатных условиях (балкон/лоджия). Итак, посадка и уход:

Выращивание на балконе Клематис будет прекрасно расти на балконе: приобретите большую ёмкость, глубиной 70 см, диаметром 50–60 см; купите грунт, и посадите саженец; полноценное цветение зависит от качества земли, габаритов посадочной ёмкости и своевременных подкормок; важно правильно расположить клематис - следите, чтобы сквозняк не ломал побеги, а корни не перегревались; кашпо установите в затенённое место, в которое не попадают солнечные лучи

Выращивание в открытом грунте Для быстрого роста и обильного цветения создайте оптимальные условия: укрытая от ветра площадка; хорошее освещение - присутствие солнца не меньше 3 часов; почва - нейтральная кислотность, суглинок; лучшее место - около забора, парапета, радом со стеной постройки; расстояние от забора - не меньше 30 см, от стены дома - 40–50 см; недопустимо, чтобы на растение стекала дождевая вода с крыши или был застой воды; при близких грунтовых водах сажайте на насыпном холмике h–50 см. Посадка клематиса делается глубокой: нижняя почка/корневая шейка уходит под землю на 6–10 см; подобный способ исключает промерзание корней, улучшает приживаемость; при высадке высокорослых сортов сразу устанавливается опора; для одного куста она должна охватывать ширину не меньше 1 м, высота - от 150 см

Растение, купленное в контейнере, может высаживаться в любое время. Саженец, с открытой корневой системой, лучше сажать в первой половине осени. В групповой композиции, из нескольких клематисов, между растениями выдерживается 0,8–1 метр.

Для саженца можно использовать временную опору, например, палку около 1 м

Ухаживать после посадки

В первое время нужно обеспечить влажность грунта:

• для этого после высадки и обильного полива делается мульчирование и притенение приствольного круга;
• можно высадить декоративный мох, однолетники (календула, бархатцы и пр.);
• для активации роста боковых побегов макушку следует прищипнуть над третьим междоузлием;
• полив проводится 1 раз в неделю;
• в песчаной почве для удержания воды делается приспособление из бутылок - пластиковые бутылки закапываются вниз горлышком и заполняются водой.

Поливать саженцы нужно обильно, не меньше одного раза в 7 дней

Запомнить

1. Выбрать место. Клематис любит свет, но плохо переносит сквозняк, перегрев почвы и солнечное пекло. Сажайте в такие места, где нет полуденного солнца.
2. Провести мульчирование. Землю под саженцем мульчируйте или высаживайте под кустом однолетние растения, это удержит влагу в почве.
3. Соблюдать правила посадки. При высадке рассады/саженца междоузлия или корневая шейка должны находиться под землёй, иначе растение не приживется.

Пиилу - цветущая лиана, способная украсить городскую квартиру и загородный участок.

При правильной посадке и соответствующем уходе будет радовать обильным цветением.

клематисы для начинающих.

Источник: https://qlumba.com/sad/cvety/467-klematis-piilu

Клематис пиилу описание — Справочник дачника

• 1 Клематис Пиилу (Piilu): описание, фото, особенности выращивания
• 2 Клематис Пиилу (Piilu): описание сорта, фото, отзывы, группа обрезки, посадка и уход
• 3 Клематис Пиилу: фото, описание сорта, посадка и уход, отзывы
• 4 Клематис Пиилу: описание, группа обрезки, фото, отзывы

У ландшафтных дизайнеров есть немало ухищрений для создания эффектных композиций. Для этого они используют разные виды растений.

Для вертикального озеленения, которое из года в год не утрачивает своей популярности, можно выделить растение Клематис Пиилу. Он считается компактным сортом, что может расти и полноценно развиваться и в маленьком саду, и на балконе, и на террасе.

Описание

Клематис был выведен в Эстонии. Он довольно компактный, его рост не высокий. Максимум он вырастает до 1,5 м. При правильном уходе клематис будет обильно цвести.

Цветки у растения большие, 10-12 см в диаметре. Их цвет – розовый разных оттенков с темной полоской в середине лепестка. В центре – ярко-желтые тычинки.

Цветут молодые клематисы с июня по сентябрь. Посаженные в прошлом году растения начинают цвести раньше, примерно в мае, и цветут до осени. Особенностью растения считается зависимость формы от возраста. То есть у молодых клематисов побеги простые, а у годовалых уже полумахровые. Растет клематис Пиилу умеренными темпами.

Ему нужна дополнительная опора, чтобы цепляться за нее всеми черешками и создавать густую форму зарослей, образовывая живую изгородь. Это будет выигрышно смотреться в небольших приусадебных участках и садах.

Почва для клематиса Пиилу должна быть плодородной, суглинистой или супесчаной. В ней должно быть много перегноя, а ее структура рыхлая.

Особенности посадки и выращивания

Почти для всех клематисов особенности выращивания одинаковые. Вот на что стоит обращать внимание цветовод, решивший выращивать клематис Пиилу:

• Это светолюбивое растение, которое боится прямых солнечных лучей. Оптимальным будет место с рассеянным светом с небольшим затенением.
• Клематис боится ветров и сквозняков, поэтому место должно быть защищено от ветров;
• Почва подойдет плодородная, суглинистая, нейтральная или слабощелочная.
• Обязательно на дно выкладывать дренаж из керамзита, гравия или песка.
• Рядом с местом посадки не должно быть грунтовых вод. Они могут стать причиной гниения корней.
• Для высадки в открытый грунт подойдет весна или осень. Посадку в контейнеры проводит летом.

Для полноценного развития Пиилу нужен регулярный полив, своевременная обрезка и подкормка удобрениями.

Клематис любит увлажненную почву, но не переувлажненную. Полив должен быть с постоянной периодичностью, примерно 1 раз в неделю. В сухую засушливую погоду объем полива можно увеличить.

В течение периода вегетации нужно 2 раза проводить подкормку комплексными минеральными удобрениями. В первый год растение может вообще обойтись без удобрений. В последующие годы можно также использовать органическую подкормку. Опытные садоводы рекомендуют поливать водой, где мыли мясо или рыбу, а также водой с раствором мела или меди.

Помимо полива и подкормки растение нужно:

• Постоянно пропалывать, удалять сорняки;
• Проводить обрезку;
• Защищать от вредителей и болезней;
• Мульчировать почву.

Процесс обрезки

Для всех клематисов особенно важна обрезка, в частности для клематиса Пиилу. По способу обрезки все клематисы можно поделить на группы:

• Первая группа обрезки – в обрезке почти не нуждаются. У них обрезают только увядшие цветочки и засохшие стебли. Периодически, а именно 1 раз в несколько лет, проводят «омолаживающую» обрезку, то есть очень низкую обрезку. Этой группе относятся сорта Атрагена и Монтана, у которых цветут соцветия только на прошлогодних побегах.
• Вторая группа обрезки – ранней весной клематисы обрезаются на 1,5 м от земли до сильных почек. Это сорта, у которых цветут и новые, и прошлогодние побеги. Это Джипси Квин, Кримсон Стар, Президент, Ашва и Пиилу.
• Третья группа обрезки – уход за ними самый простой. Обрезаются ранней весной до начала активного цветения. Обрезают на 30-40 см от земли до сильных почек. Это сорта Джекмани и Ректа. У них цветут только новые побеги.

Клематис Пиилу относится ко второй группе обрезки. Чтобы процесс обрезки прошел в более щадящих условиях, совершать эту процедуру лучше всего осенью.

Определенной высоты обрезки не существует. Некоторые говорят о 0,5-1 м, другие о 1-1,5 м. Однозначного значения нет. У каждого Пиилу может быть своя высота обрезки. Если его нужно омолодить, то следует обрезать по максимуму, а слабые и пораженные побеги можно вообще удалить.

Для клематиса также важна прищипка. Первую прищипку можно сделать, когда растение выросло до 10-20 см. Вторая при достижении побегами 50-70 см, третья – 1-1,5 м.

Зимовка Клематиса Пиилу

На зимний период растение рекомендуют укрывать. Сначала само растение и почву вокруг него обрабатываются раствором фундазола (на 10 л воды развести 20 гр препарата). Благодаря этому снижается риск грибковых заболеваний. После обработки присыпать землю и куст древесной золой.

Далее окучивается Пиилу торфом, перегноем или компостом. С наступлением холодов, только в сухую погоду, укрыть растение сухим материалом, например, сухой листвой, хвойным лапником или даже поломанным пенопластом.

Размножение

Размножение клематисов Пиилу проходит несколькими способами.

Семенами

• Непосредственно перед посевом подержать семена в морозилке 1-1,5 часа;
• После вымочить в течение 2-х часов в растворе стимулятора роста;
• По истечению времени семена промыть и просушить;
• Сложить в емкость, прикрыть пленкой, убрать в темное место;
• Через каждые 3-4 дня проветривать семена, снимать пленку и дать им подышать;
• Когда они начнут прорастать, высадить в грунт.

Деление куста

Это из всех самый простой способ. Для этого выкопать взрослое растение и поделить его на несколько частей. Далее каждую часть рассадить. Важно следить за каждым рассаженным кустом, потому что процесс адаптации может проходить тяжело.

Черенкование

• Черенок срезать с растения по косой;
• Посадить его в небольшой контейнер с землей и хорошо полить;
• Поставить емкость в теплое место;
• Через каждые 2 дня опрыскивать водой.

Клематис Пиилу будет прекрасным оформлением сада и впишется в любой дизайн. Это компактное и невысокое растение лучше всего украсит небольшой сад или участок.

Самым главным его плюсом является обильное цветение с приятным ароматом.

Источник: https://agro-akcent.com/klematis-piilu-opisanie/

Клематис Пиилу, посадка и уход

Из огромного числа видов и сортов клематисов большой популярностью среди садоводов пользуется клематис Пиилу. Он компактен и привлекателен, его бутоны имеют яркий, выразительный вид, прекрасно смотрятся в маленьких садах, около террас, беседок и балконов.

Описание сорта клематис Пиилу

Клематис Пиилу – относительно низкорослый сорт клематисов, высота которого доходит максимум до 1,5 м. Среди других видов этой культуры есть такие, которые вырастают и до 3 м в высоту. Растение требует обрезки, но нечастой.

Декоративные свойства клематису придают его бутоны. Цветы у сорта крупные, по 10-12 см в диаметре, они обильно покрывают куст. Один экземпляр может насчитывать до 600 бутонов. Окрашены они в розово-лиловую гамму. Особенность клематиса сорта Пиилу в том, что в первый год цветения куст покрывается простыми цветками, а в последующие сезоны его уже украшают махровые пышные бутоны.

Цветение крупноцветкового клематиса Пиилу длится с июня по сентябрь, то есть, практически все лето. Растения, которые живут не первый год, могут зацветать чуть раньше молодых экземпляров, примерно в мае. Культура не только красиво выглядит, но еще и приятно пахнет. Листва у нее ярко-зеленая. Кусты клематиса способны оплести любую опору, цепляясь за нее листовыми черешками, поэтому часто их используют для декорирования заборов и создания живых изгородей.

Посадка клематиса Пиилу

Необычайно красивое растение клематис требует соблюдение некоторых тонкостей в посадке:

1. Оно капризно в выборе почвы. Лучше всего культуре подходят питательные суглинки или супесчаники. Земля должна быть легкой, пористой, рыхлой и хорошо удобренной, к примеру, перегноем. Любит клематис слабощелочной или нейтральный грунт.
2. Культуре необходимы свет и тепло, сажать ее в тени не рекомендуют. Желательно выбрать участок открытый, солнечный, без сквозняков, на крайний случай подойдут зоны с небольшой затененностью. При нехватке ультрафиолета клематис цветет очень плохо.
3. При посадке клематиса Пиилу почвосмесь желательно подготовить заранее. Вот приблизительный рецепт: смешайте садовую землю с песком и компостом, добавьте торф и немного минеральных удобрений. Удобрения можно заменить костной мукой. В посадочной яме необходимо обустроить дренаж из колотых кирпичей или щебня. Толщина дренажного слоя – 10-15 см. На месте посадки не забудьте сразу поставить опоры, по которым будут виться побеги.
4. В открытую почву клематис Пиилу садят весной либо осенью. Саженцы вкапывают достаточно глубоко, причем чем старше растение, тем большей должна быть глубина. Если кустику 1-2 года, выкапывайте для него яму в 10-12 см, для более старых экземпляров надо делать углубление в 18-20 см. Такая глубина обусловлена тем, что растению проще перенести заморозки.

Семенной способ посадки клематиса Пиилу

Разведение клематиса Пиилу семенами можно представить в виде небольшой инструкции:

1. Для закаливания семян перед посадкой их желательно подержать в холоде, а именно положить в морозильную камеру часа на полтора.
2. Затем зерна достают и выдерживают при комнатной температуре еще 2 часа. Такие манипуляции проводят еще дважды, но не более.
3. После закаливания семена кладут в раствор стимулятора роста также на пару часов. Затем их достают, промывают чистой водой и раскладывают для просыхания.
4. Зерна складывают в удобную емкость и накрывают полиэтиленом, после чего прячут в темное помещение. Через каждые 2-3 дня полиэтилен на некоторое время убирают в сторону и дают семенам доступ воздуха. В таком режиме дожидаются появления росточков.
5. Как только зернышки прорастут, приходит время переносить их на клумбу.

Размножение клематиса Пиилу делением куста

По многочисленным отзывам садоводов, клематис Пиилу лучше, проще и удобнее рассаживать делением куста. Для этого крупный и здоровый куст выкапывают из земли и делят ножом на несколько частей. Затем фрагменты рассаживают в почву. Такой способ позволяет сохранить все видовые признаки, к тому же, зацветают пересаженные клематисы намного быстрее, чем в случае с семенным размножением.

Важно выбрать именно здоровое растение, поскольку все заболевания от материнского куста могут передаться дочерним экземплярам. Иногда клематис может плохо адаптироваться на новой клумбе.

Пересадка клематиса Пиилу черенками

Черенкование также считается несложным способом размножения культуры, проводится оно так:

1. С кустика клематиса нарезают черенки – небольшие побеги.
2. Для посадки готовят плодородный земляной субстрат. Черенки срезают под углом 45° и вкапывают в почву.
3. Землю тщательно увлажняют и переносят в теплое помещение. Для быстроты роста корешков можно несколько часов подержать черенки в растворе корневина.
4. Каждые 2 дня побеги орошают водой. Когда они примутся и образуют корни, их можно переносить на участок.

Уход за культурой включает такие мероприятия:

1. Растение нужно регулярно и обильно поливать. При не сильно жаркой погоде достаточно будет увлажнять кустики раз в неделю, а в засушливые периоды лучше делать это в 2-3 раза чаще. Воды при поливе клематиса жалеть не нужно, особенно в жару.
2. Клематисы могут расти на одном и том же месте много лет, но растения семилетнего возраста и старше перестают давать такие большие и красивые бутоны, как прежде. Это происходит потому, что корневая система сильно разрастается и не получает желаемого количества влаги. Решить проблему несложно, надо лишь вырыть рядом с клематисом яму, поставить в нее ведро с отверстиями на дне, а потом наполнить его водой.
3. Уход за культурой подразумевает и ее периодическое удобрение. Молодым однолетним экземплярам подкормки не нужны, а вот более взрослые кусты лучше дополнительно снабжать питательными веществами. Подкормки вносят в течение всего вегетационного периода, делают это после поливов. Клематисам нужны минеральные и органические составы. Хорошим удобрением считается меловой раствор и раствор меди.
4. Уход за клематисом Пиилу включает прополку сорняков, профилактику болезней, борьбу с вредителями, мульчирование и обрезку.

Правила обрезки клематиса Пиилу

Клематис Пиилу относится к сортам, требующим второго типа обрезки. К этому типу принадлежат виды культуры, у которых новые бутоны зацветают и на старых, и на молодых ветвях. Обрезку клематиса Пиилу проводят в 2 этапа:

1. Первый этап подразумевает удаление части лианы с увядшими цветами. Делают это летом. Если побег слишком пышный, его срезают полностью.
2. Второй этап обрезки проводят поздней осенью до заморозков. В это время удаляют свежие побеги.

Степень обрезки зависит от того, насколько густой и пышный куст, а также от желания получить более раннее цветение. Тем, кто хочет, чтоб клематис покрылся бутонами раньше положенного срока, нужно обрезать только цветущие фрагменты лиан.

А вот регулировать загущенность растения и количество побегов можно умеренной или глубокой обрезкой. При таком способе культура будет зацветать равномерно.

Глубокая степень обрезки подразумевает срезание всей ветви, умеренная – это удаление лианы до первого листочка.

Подготовка клематиса Пиилу к зиме

Клематисы зимуют на клумбе, но для защиты от холода их лучше обрезать и накрыть. Сорт Пиилу, как и все растения второй группы обрезки, подрезают на уровне 1 м от крупных почек. Почки, впрочем, могут не появиться, если летом стояла холодная погода. В этом случае лианы обрезают полностью до самой почвы или же оставляют около 20-30 см сверху. После обрезки клематисы надо обязательно укрыть. Это можно сделать так:

1. С оставшихся побегов удалите листья. Ветки пригните к земле, предварительно постелив под них еловый лапник.
2. Присыпьте растение сверху листьями, а по бокам от куста установите кирпичи.
3. Кирпичи прикройте досками и всю конструкцию обмотайте полиэтиленом.

Клематис хорошо переносит зимовку, если в этот период не подвергается воздействию влаги. Чтоб не погубить растение, накрывать его надо сухим, иначе на ветвях образуется лед, и культура замерзнет. Учтите, что слишком сильно укрывать клематис Пиилу тоже нельзя, иначе под пленкой он запреет и может начать загнивать.

По той же причине укрытие важно вовремя убрать с наступлением весеннего тепла. Прятать растение под слой опилок садоводы не рекомендуют. Стружка впитывает влагу и смерзается, а весной она долго оттаивает. Снять такое укрытие с цветов вовремя не получится, и они могут успеть запреть.

Клематис Пиилу, фото:

Как размножить клематис.

Источник: http://dachnaya-zhizn.ru/klematis-piilu-posadka-i-ukhod

Посадка и правильный уход за клематисом Пиилу

Клематис Пиилу — это эстонский сорт, растение компактное, обильноцветущее. Окраска цветков лилово-розовая, с темно-розовой полоской посередине, ближе к основанию. Очень красивые пушистые желтые тычинки. Цветки среднего размера — 10-12 см в диаметре. Само растение достигает полутора метров в высоту, не очень высокое. Другие виды клематиса намного выше.

Период цветения начинается на старых побегах в конце мая, продолжается до начала июля. Цветы крупные махровые. На новых побегах цветение начинается с конца июля, продолжается до осени. Цветы обычные, тоже крупные.

Это отличительная особенность растения. Хорошо высаживать его у небольших решеток, невысоких садовых опор, где, по мере роста, он будет цепляться своими черенками, создавая густые заросли.

Можно выращивать и в больших горшках на верандах, балконах, лоджиях, террасах. Растет умеренно.

Если высаживать в открытый грунт, то следует учитывать следующие особенности. Место должно быть защищенным от ветра, тем более сквозняков. Клематис — светолюбивое растение, но сажать под прямые солнечные лучи не стоит, полезнее будет рассеянный свет. Легкое затенение.

Не любят сильного нагрева грунта, поэтому лучше закрывать землю вокруг мхом, перегноем. Или высаживать низкорослые растения, цветы, траву для газона, чтобы они создавали тень и прохладу.

Почва подойдет рыхлая, плодородная, с хорошим дренажем. На дно ямы или контейнера необходимо засыпать достаточное количество гравия, песка, керамзита. Другим вариантом могут быть глинистые или суглинистые почвы с нейтральным рН. Корни не должны достигать грунтовых вод. Иначе быстро начнут гнить. Растение погибнет.

Саженцы, которые имеют открытую корневую систему, пересаживают весной либо осенью. Когда корни находятся в емкости, то возможна пересадка в летний период.

Как ухаживать за растением?

Качественный уход за клематисами заключается в правильном поливе и подкормке. Полив должен быть постоянным, глубоким, минимум раз в неделю. В жаркую, сухую погоду полив нужно увеличить до 2-3 раз в неделю, должен быть большой объем воды.

После наступления семилетнего возраста растение начинает цвести более мелкими цветами. Это связано с развитием большого корневища и недостаточным доступом воды. Поэтому рекомендовано вкопать вокруг клематиса ведерки с отверстием в дне. При поливе они будут наполняться, вода не будет никуда растекаться, а потом постепенно распространяться вглубь грунта.

В первый год жизни клематис Piilu можно не удобрять. Подкормку осуществляют на протяжении вегетационного периода около 4 раз за лето. Делают это после полива. Лучше всего использовать органические удобрения. Хорошо будет удобрить водой после мытья мяса или рыбы.

Весной неплохо подкармливать мелом, разведенным водой, раствором с медью. Кроме того:

1. 1Необходимо удаление сорняков.
2. 2Периодическое рыхление почвы, если она не замульчирована. Необходимо насыщать землю кислородом.
3. 3Корни желательно разместить в полутень.
4. 4Чтобы весной растение не перегрелось, их нужно мульчировать.
5. 5Лиана устойчива ко многим заболеваниям.

Способы обрезки

Вариантов обрезки клематисов существует 3. Для каждого сорта растения свой.

Группа А — первый тип обрезки. Применяется для растений, у которых зацветают прошлогодние побеги. На свежих побегах цветы появляются редко. Перед зимовкой срезают область побега с цветами, больные удаляют полностью.

Группа В — второй тип обрезки. К ней относится клематис Пиилу. Сорта растений, у которых образование цветков происходит на старых и на новых побегах.

Чтобы цветение было длительным и обильным, обрезку этого сорта производят в 2 приема. Первый этап — летом срезают часть побега с уже засыхающими цветами. Когда лиана очень пышная, то срезают весь побег.

Второй этап — свежие побеги срезают осенью перед морозами.

Степень обрезки используют различную, это зависит от густоты куста, или чтобы получить раннее цветение. Чтобы растение зацвело пораньше, срезают только цветущую часть ветки. Для регулировки пышности куста, количества ветвей, для того чтобы цветение происходило равномерно, применяют умеренную степень обрезки и глубокую. Глубокая — удаление всего побега. Умеренная — срезание ветки до первого настоящего листа.

Группа С — третий тип обрезки. Это клематисы, у которых основное цветение образуется на новых побегах. Цветут с конца июля до сентября. Обрезку проводят среднюю или сильную.

Зимовка клематиса

Перед укрытием на зимовку у клематисов Групп А и В можно оставить участок лозы, обрезая их до 70-100 см от первых крупных почек, если такие есть. Они могут не образоваться, если лето было коротким и холодным. При отсутствии почек побеги срезают до уровня земли или оставляют надземную часть высотой 20-30 см. Если растение не укрыть, то все почки замерзнут.

У клематисов Групп В и С на оставшихся ветках необходимо срезать листву и уложить их на землю. Лучше, конечно, на еловую ветку или собачью мяту. Вот эти побеги можно весной использовать для размножения отводками.

Затем лозу нужно засыпать листвой. Поставить по бокам кирпичи, сверху положить доски. Все это тщательно замотать цельным большим куском полиэтиленовой пленки.

Есть другой вариант. Можно листья насыпать на деревянный щит, но так они под тяжестью снега могут слеживаться, не будет той воздушной подушки, которая сохраняет тепло. Но при таком способе в листве не будут появляться мышиные гнезда. А водяная крыса не сможет грызть внутреннюю часть веточек.

Растение морозоустойчивое, а боится оно лишней влаги в зимний период. Так что перед зимой необходимо сохранить клематис сухим. Обледенение погубит Пиилу. Но при слишком сильном покрытии клематис может выпреть и подгнить.

Не менее важно вовремя открыть защиту с растения с наступлением весенней погоды.

Не рекомендовано применять для накрытия клематиса опилки. Они промокают, а при морозе смерзаются. С наступлением весны очень долго оттаивают, это задерживает снятие укрытия с растения, что часто приводит к выпреванию.

Размножение цветка

Размножение клематиса пила проводят несколькими способами:

1. 1Деление кустов.
2. 2Прищипывание побегов весной.
3. 3Размножение отводками летом и осенью.

Деление кустов проводится у растений не старше 6-7 лет. Старшие растения уже развили достаточно крепкую и большую корневую систему, поэтому делить будет очень трудно, корневища сильно обрываются.

Прищипывание. Это лучший вариант размножения. Делается это весной в емкости с землей. Заранее вкапывают емкости с очень пористым грунтом и торфом. Он должны быть вкопаны ниже уровня земли, чтобы во время полива вода оставалась в контейнере, а не растекалась. Старые ветки в месте узла прищипывают в эти горшки. Пока саженец развивается, в емкость необходимо периодически досыпать грунт бугорком. К наступлению осени уже должны быть сформировавшиеся, крепкие высадки клематиса Пиилу.

Летние отводки. Ими удобно разводить растение вертикальным образом. С наступлением весны клематис помещается в ящик без днища. За время роста и развития растения нужно досыпать в ящик легкую, пористую почву до полного заполнения емкости.

Но важно всегда оставлять верхнюю часть лозы с парой развитых почек. Иначе растение перестанет расти. Почву нужно глубоко и нередко увлажнять. Если заботы было достаточно, то осенью большая доля клематисов будет годна к высадке в землю.

Остальные, с недоразвитой корневой системой, останутся в подвале на зиму для дальнейшего роста.

Осенние отводки. Для отводки в осеннее время нужно срезать все листья и отцветшую часть до достаточно развитой почки. Лозу нужно собрать в пучок или завернуть кольцом и зафиксировать в предварительно выкопанных канавках. В канавку и сверху лозы нужно насыпать торф. Он является влажным материалом. Хорошо вентилируется, длительное время сохраняет влажность. Все растение нужно тщательно укутать.

На протяжении будущего года нужно обильно и часто поливать. Когда появятся ростки, необходимо накрыть почву мхом, перегноем либо торфом. На осень уже большая часть новеньких побегов будет готова к пересадке в грунт. Побеги развиваются только из достаточно сформированных почек. Корни развиваются по всему побегу, но самое большее количество их находится под почками.

Для выкапывания растения лучше применять вилы, они меньше травмируют корневища.

Источник: https://moimirdizaina.ru/klematis-piilu.html

Клематис пиилу уход, посадка, описание и обрезка растения

Вертикальное озеленение в дизайнерском ландшафте – это проекция давно известная всем и очень популярна до сих пор. Главным моментом считается грамотный выбор растений для создания композиций.

Следует обратить особое внимание на растение Клематис Piilu, который можно отнести к группе компактных сортов, именно поэтому он сможет поместиться в маленьком саду либо даже на балконе в квартире, на лоджии либо на террасе.

Если цветовод установит для лианы крепкую опору, он сразу сможет заметить, как изменится вокруг пространство. Яркая зелень и приятный аромат, исходящий от декоративных цветков – это идеальный вариант для любого цветовода.

Это растение было выходцем из Эстонии, именно здесь его селекционировали. В отличие от большого количества сородичей оно не обладает таким высоким ростом (способен доходить максимум до 1, 5 метра), весьма компактен.

Чаще всего при должном уходе растение цветёт обильно. Цветение проходит у растения с мая по июль, при правильном выращивании происходит повтор в сентябре.

Цветки у культуры большие (10–12 сантиметров) лилово-розового цвета с темно-розовой полоской, обладают ярко-жёлтыми тычинками посередине.

черта растения заключается в том, что их форма напрямую зависит от возраста побегов у культуры. К примеру, у молодых цветов развиваются простые побеги , а на прошлогодних – полумахровые. Это сорт с умеренным ростом, если имеется дополнительная опора, то цветок цепляется за неё посредством всех черешков и создаёт при этом густую форму зарослей.

Клематис: особенности посадки и выращивания

Правила выращивания для этой культуры точно такие же, как и для других разновидностей клематисов. Нужно отметить несколько особенных черт, на которые должен обратить своё внимание любой цветовод:

1. Это растение, которое предпочитает произрастать на свету, но при этом прямых лучей солнца оно не переносит, лучшим вариантом будет выбрать для растения рассеянный свет, при этом можно создать небольшое притенение.
2. Выбирайте участок для культуры, который будет хорошо защищён от ветра, а также окружающих сквозняков.
3. Любит высаживаться на плодородных суглинистых смесях со слабощелочной либо нейтральной реакцией окружающей среды.
4. На самое дно посадочной ямы стоит в обязательном порядке уложить дренажный слой из керамзита, песка или же гравия.
5. Не располагайте растение рядом с грунтовыми водами, в противном случае его корневая система быстро загниёт.
6. В случае когда саженцы обладают открытой разновидностью корневой системы, то высадку стоит производить в весенний либо осенний период, если же растения произрастают в контейнере, то можно осуществить посадку в летний сезон.

В остальном процесс ухода за культурой включает в себя регулярный полив, подкормку органическими удобрениями и своевременную обрезку. Влажность в почве клематис очень даже любит. Полив растени я должен проходить регулярно – один раз в семь дней, если лето жаркое и засушливое, то количество поливов стоит увеличить в два раза. В процессе вегетационного периода следует совершать двухразовую подкормку удобрениями, содержащими комплекс минеральных веществ.

Как происходит обрезка клематиса?

Как и все остальные разновидности этой культуры, для клематиса важно осуществлять регулярный процесс обрезки.

Все, кто когда-либо выращивал это растение, знают о том, что подстригать его возможно сразу несколькими способами на выбор, при этом каждый из методов обреки включает свои особенности.

Так вот, для этой культуры следует применять второй тип обрезки, характерный для сортов, у которых соцветия расцветают не только на свежих побегах, но и на старых. Обрезка считается довольно щадящей, осуществлять её лучше всего будет в осеннее время.

О том какой высоты следует оставлять побеги, однозначного ответа не существует, некоторые садоводы сообщают, что оптимальны для этого растения будет 50–100 сантиметров, а другие считают 100–150 сантиметров. Наилучший вариант придётся получать при помощи многоразовых проб и ошибок. Если вашему клематису жизненообходима терапия омоложения, то следует использовать максимальный способ обрезки веток, слабые либо поражённые побеги стоит и вовсе устранять из клумбы.

Также стоит помнить о процессе прищипки. Самая первая происходит при достижении культурой высоты в 10–20 сантиметров, после при отрастании всех побегов растения до отметки в 50–70 градусов, а последняя прищипка совершается после достижения растения 100–150 сантиметров.

Если цветовод планирует высадку культуры в открытый грунт, то стоит учесть следующие необычные факты о клематисе. Участок произрастания растения должен быть хорошо защищённым от ветра, а также от различных сквозняков. Клематис – это светолюбивая культура , при этом посадка под прямыми лучами солнца категорически запрещена, лучше всего подойдёт в этом деле рассеянный свет. Поэтому для растения можно создавать лёгкое затенение на участке произрастания.

Также цветки не переносят сильно нагретой почвы, поэтому стоит покрывать землю вокруг растения слоем мха либо перегноя. Ещё можно высаживать вокруг культуры низкорослые растения, траву для создания газон, другие цветы, чтобы они смогли создать особую прохладу и тень.

Грунт для растения хорошо подойдёт рыхлый и плодородный, с хорошим слоем дренажа. На дно ямы либо контейнера стоит расположить некоторое количество песка, керамзита, а также гравия.

Ещё одним вариантом могут стать глинистые либо суглинистые почвы с нейтральным показателем кислотности.

Корневища растения не должны ни в коем случае достигать до грунтовых вод, в противном случае на них будет активно распространяться гниль. В результате этого растение погибнет в скором времени.

Саженцы, которые обладают открытым видом корневой системы, следует пересаживать в весеннее время либо осенью. Если корни находятся в определённой ёмкости, то пересадку растения можно провести и в летний сезон.

Как происходит процесс выращивания культуры?

Качественный и бережный уход за клематисами включает в себя регулярный полив и подкормку. Полив должен происходить постоянно и глубоко, минимум один раз в семь дней. В жаркую, сухую погоду полив стоит увеличить до 2 либо 3 раз, при этом следует использовать большое количество воды.

После того как растение достигнет возраста семи лет оно начинает цвести уже более мелкими цветками. Это происходит по причине развития большой корневой системы и плохого доступа воды. Именно поэтому цветоводы советуют вкопать вокруг клематиса ведёрки с дополнительным отверстием в дне. В процессе полива они начнут наполняться, вода не будет никуда уходить, а потом распространится с течением времени в глубину почвы.

В первый год произрастания клематис можно не прикармливать удобрениями. Подкормку стоит проводить на протяжении всего периода вегетации – 4 раза за летний сезон.

Производят её после полива . Лучше чего будет применять удобрения на органической основе. Хорошо будет удобрить растение водой после мытья в ней рыбы либо другого мяса.

В весенне время будет хорошо подкормить растение мелом, который будет разведён в воде совместно с медью. Кроме всего этого:

1. Стоит вовремя удалять лишние сорняки.
2. Со временем рыхлить почву, если она замульчирована. Следует в обязательном порядке давать почве насытиться кислородом.
3. Корни стоит поместить в полутень.
4. Чтобы в весеннее время цветок не перегрелся, его следует мульчировать.
5. Лиана растения способна вынести большое количество болезней.

Как осуществлять обрезку культуры?

Существует сразу три способа осуществить обрезку клематиса. Для каждой разновидности растения он индивидуален.

1. Группа А – первый способ обрезки. Используется для культур, у которых начинают зацветать прошлогодние побеги. На свежих побегах цветы развиваются крайне редко. Перед наступлением зимы следует срезать область побега совместно с цветами, больные побеги стоит полностью устранить.
2. Группа В – второй способ совершения обрезки. К этой обрезке можно отнести климатис Пиилу. Сорта клематисов, у которых цветки развиваются как на старых, так и на новых побегах.

Чтобы цветение стало наиболее обильными, продолжалось длительное время, обрезку этого растения стоит проводить два раза. Первый раз – в летнее время срезается часть побега, на которой имеются уже засохшие цветки. Если лиана очень пышного строения, то срезается весь побег.

Второй этап обрезки – свежие побеги срезаются в осеннее время перед наступлением сильных холодов.

При этом применяют разную степень обрезки, всё будет зависеть от густоты соцветий на кусте либо от получения более раннее цветение. Чтобы культура расцвела раньше, следует срезать лишь цветущую область.

Для регулировок пышности растения и количества веток, а также чтобы цветение проходило более равномерно , следует использовать умеренную степень обрезки растения, а также глубокую. Глубокая обрезка подразумевает в себе удаление всего побега целиком.

Умеренная – это срезание ветки до первого настоящего листочка.

Группа С – это третий способ осуществления обрезки клематиса. Сюда включены клематисы piilu, у которых основной процесс цветения происходит преимущественно на новых побегах. Цветение происходит с июля и по конец сентября. Обрезка должна проходить средней либо сильной.

Как происходит зимовка растения?

Перед укрытием растения на зимовку у группы А и В следует оставить участок лозы, обрезая растение до 70–100 сантиметров от первых больших почек, если такие имеются. Они могут не возникать, если лето было холодным либо слишком коротким. Если на побегах нету ни одной почки, то побеги стоит срезать до уровня грунта либо оставлять надземную часть с высотой 20–30 сантиметров. Если же растение не укрыть на зимний период, то все почки могут замёрзнуть и погибнуть.

У клематисов группы В и С на оставшихся ветка стоит срезать лишнюю листву и уложить её на грунт. Лучше использовать при этом еловую ветку или же собачью мяту. Именно эти побеги и можно применять в весеннее время для процесса размножения отводками.

После лозу нужно засыпать листвой. По бокам стоит расположить кирпичи, сверху уложить доски. Всё этом стоит крепко замотать при помощи цельного и большого куска полиэтиленовой плёнки.

Существует и другой способ. Можно насыпать листки на деревянный щит, но под тяжестью снега они способны слёживаться, поэтому не будет той воздушной подушки , которая способна сохранить достаточно тепла. Зато при таком способе внутри листвы не будут образовываться мышиные гнёзда. А водяная крыса не будет грызть внутреннюю часть веток.

Растение считается морозоустойчивым, а в зимний период оно боится сильной влаги. Именно поэтому перед наступлением зимы стоит сохранять растение сухим. Обледенение способно погубить Пиилу. Но при слишком сильном покрытии клематис способен выпереть, а после подгнить.

Не менее важным осуществлять открытие защиты растения с приходом весны.

Не следует использовать для укрытия культуры опилки. Они способны быстро промокнуть, а при морозе активно замерзают. С наступлением весенней погоды они продолжительное время оттаивают, это способно задержать процесс снятия укрытия с цветка, что в большинстве случаев приводит к вызреванию.

Размножение растения

Размножение клематиса можно осуществлять тремя способами:

1. Деление кустов.
2. Прощипывание частей побегов в весеннее время.
3. Размножение посредством отводков в летнее и осеннее время.

Деление кустарников происходит у культур возраста не старше 6–7 лет. Старшие растения уже обладают довольно хрупкой и разросшейся корневой системой, поэтому делить её станет очень трудно, в результате чего корневища сильно оборвутся.

Пигментная система живых существ - звено, связывающее световые условия окружающей среды и обмен веществ организма. Биологические пигменты играют важную роль в жизнедеятельности живых существ.

Группы биологических пигментов

Биологические пигменты подразделяются на несколько классов в зависимости от своего строения.

Каротиноиды

Каротиноиды - наиболее распространённый класс биологических пигментов. Они обнаружены у большинства живых существ, в том числе у всех без исключений растений , многих микроорганизмов . Каротиноиды обуславливают окраску многих животных, особенно насекомых , птиц и рыб . Каротиноиды и их производные, помимо прочего, являются основой зрительных пигментов, отвечающих за восприятие света и цвета у животных .

К каротиноидам относятся такие пигменты, как каротин , гематохром , ксантофилл , ликопин , лютеин , родопсин (зрительный пурпур) и другие.

Хиноны

Хиноны - химические соединения, производные моноциклических или полициклических ароматических углеводородов , в составе которых присутствует ненасыщеный циклический дикетон . Их окраска варьирует от бледно-жёлтой до оранжевой, красной, пурпурной, коричневой и почти чёрной. Обнаружены у многих грибов , лишайников и в некоторых группах беспозвоночных. Широко используемый краситель ализарин относится к группе хинонов .

Флавоноиды

Пигменты на основе порфирина

Другие

Биологическая роль

Природные пигменты выполняют множество функций. Они определяют окраску организмов, важную для их приспособления к внешней среде. Окраска отдельных частей растений служит для привлечения насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена, окраска тела у животных способствует защите от врагов, маскирует их при выслеживании добычи или предупреждает врагов о ядовитости. Также эти пигменты могут осуществлять защиту организма от ультрафиолетового излучения солнца. Многие природные пигменты принимают участие в фотохимических процессах, в частности, хлорофилл ,

· Хлорофилл – это зелёный пигмент, обуславливающий окраску зелёного цвета растению, при его участии обусловлен процесс фотосинтеза. По химическому строению это Mg-комплекс различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение, структурно близки к гему.

В пиррольных группировках хлорофилла имеются системы, чередующихся двойных и простых связей. Это и есть хромофорная группа хлорофилла, обуславливающиеся поглощение определённых лучей солнечного спектра и его окраску. D порфировые ядра составляют 10 нм, а длина фитольного остатка 2 нм.

Молекулы хлорофилла полярно, её порфириновое ядро обладает гидрофильными свойствами, а фитольный конец гидрофобными. Это свойство молекулы хлорофилла обуславливают определённое расположение её в мембранах хлоропласта.

Порфириновая часть молекулы связана с белком, а фитольная часть погружена в липидный слой.

Хлорофилл живой интактной клетки обладает способностью к обратимому фотоокислению и фотовосстановлению. Способность к окислительно-восстановительным реакциям связано с наличием в молекуле хлорофилла сопряжённых двойных связей с подвижными п-элктронами и атомами N с неопределёнными электронами.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

1) избирательно поглощать энергию света,

2) запасать ее в виде энергии электронного возбуждения,

3) фотохимически преобразовывать энергию возбужденного состояния в химическую энергию первичных фотовосстановленных и фотоокисленных соединений.

· Каротиноиды- это жирорастворимые пигменты желтого, оранжевого, красного цвета - присутствуют в хлоропластах всех растений. Каротиноиды содержатся во всех высших растениях и у многих микроорганизмов. Это самые распространенные пигменты с разнообразными функциями. Каротиноиды имеют максимальное поглощение в фиолетово-синей и синей частях спектра света. Они не способны к флуоресценции в отличие от хлорофилла.

К каротиноидам относятся 3 группы соединения:

Оранжевые, или красные каротины;

Жёлтые ксантофиллы;

Каротиноидные кислоты.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

1) Поглощение света в качестве дополнительных пигментов;

2) Защита молекул хлорофилла от необратимого фотоокисления;

3) Тушение активных радикалов;

4) Участвуют в фототропизме, т.к. способствуют направлению роста побега.

· Фикобилины – это красные и синие пигменты, содержащиеся у цианобактерий и некоторых водорослей. Фикобилины состоят из 4-х последовательных пиррольных колец. Фикобилины являются хромофорными группами глобулиновых белков, который называется фикобилинпротеинами. Он делятся на:

- фикоэритрины – белки красного цвета;

- фикоцианин – синеголубые белки;

- алофикоцианин – синие белки.

Все они обладают флуоресценирущей способностью. Фикобилины имею максимальное поглощение в оранжевых, жёлтых и зелёных частях спектра света и позволяют водорослям полнее использовать свет, проникающий в воду.

На глубине 30 м полностью исчезают красные лучи

На глубине 180 м – жёлтые

На глубине 320 м – зелёные

На глубине более 500 м не проникают синие и фиолетовые лучи.

Фикобилины – это дополнительные пигменты примерно 90% энергии света, поглощающего фикобилинами передаётся на хлорофилл.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ

1) Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектр.

2) Фикобилины выполняют у водорослей функции светособирающего комплекса.

3) У растений имеется фикобилин-фитохрм, он не участвет в фотосинтезе, но является фоторецептором красного света и выполняет регуляторную функцию в клетках растений.

Сущность фотофизического этапа. Фотохимический этап. Циклический и нециклический транспорт электронов.

Сущность фотофизического этапа

Фотофизический этап наиболее важный, т.к. осуществляет переход и преобразование энергии одной системы в другую (в живую из неживой).

Фотофизический этап входит в световую фазу фотосинтеза.

Фотофизический этап начинается с поглощения квантов света, электроны атомов входящих в состав пигментов. В первую очередь кванты света будут поглощаться наиболее подвижными электронами в молекуле хлорофилла, т.е. теми, которые слабее удерживаются ядром. Такими подвижными электронами в молекуле хлорофилла являются делокализованные p-электроны двойных связей, орбитали которых обобщены между двумя ядрами и неспаренными электронами атомов N2 и О2 в порфириновом ядре. Именно с этим связано то, что молекулы хлорофилла – две основные линии поглощения (в красной и сине-фиолетовой). Из возбужденного первого синглетного и триплетного состояния, молекула хлорофилла так же может переходить в основное состояние, при этом ее дезактивация (потеря энергии) может проходить:

1) Путем выделения энергии в виде света или тепла

2) Путем переноса энергии на другую молекулу пигмента

3) Путем затрачивания энергии на фотохимические процессы (потеря электрона и присоединение его к акцептору, с образованием АТФ и НАДФН2)

В любом из указанных случаев молекула пигмента дезактивируется и переходит на основной энергетический уровень.

Рассмотрение энергетических сотояний молекулы хлорофилла и различных путей использования энергии электронного возбуждения, указывает, что магнийпорфирин одновременно обладает способностью поглощать и сохранять энергию в виде энергии электронного возбуждения и способностью к окислительно-восстановительным изменениям. Возбужденная молекула хлорофилла – мощный восстановительный агент, играющий решающую роль в образовании высоковосстановленных кофакторов в реакциях фотосинтеза. Хлорофилл имеет две функции: поглощение и передача энергии. Основная часть молекул хлорофилла (свето-собирающий комплекс) только поглощает свет и переносит энергию возбуждения на особые молекулы хлорофилла которые непосредственно учувствуют в фото-химическом процессе. Энергия квантов света улавливается от 200 до 400 молекул антенного хлорофилла свето-собирающего комплекса и как-бы стекается к одной молекуле – ловушке, входящая в реакционный центр.

В улавливании и передачи энергии на молекулу хлорофилла-ловушки могут участвовать не только молекулы хлорофилла но и каратиноиды и фикобилины. Передача энергии между молекулами пигментов идет главным образом резонансным путем без разделения зарядов с большой скоростью, передача энергии происходит от пигментов поглощающих свет с меньшей длинной волны, к пигментам поглощающим свет с большей длинной волны. Потеря энергии приводит к превращению квантов более мелкие с большей длинной волны, поэтому основные формы хлорофилла к которым стекается энергия, является более длинноволновые, обратный перенос энергии невозможен.

Фотофизический этап заключается в том , что кванты света поглощаются и переводят молекулы пигмента в возбужденное состояние, затем эта энергия приносится на хлорофилл-ловушку входящую в реакционный центр, осуществляющий первичные фото-химические реакции – разделение зарядов.

Фотохимический этап

Фото-химически реакции фотосинтеза – это реакции в которых энергия света преобразуется в энергию химических связей в первую очередь в энергию фосфорных связей АТФ . Именно АТФ обеспечивает течение всех процессов, одновременно под действием света происходит разложение воды, образуется восстановленный НАДФ и выделяется О2 .

Энергия поглощенных квантов света стекается от сотен молекул пигментов свето-собирающего комплекса к одной молекула-хлорофилла-ловушке отдавая электрон акцептору – окисляется. Электрон поступает в электронно-транспортную цепь, предполагается, что свето-собирающий комплекс состоит из 3-х частей:

· главного антенного компонента

· двух фото фиксирующих систем.

Комплекс антенного хлорофилла погружен в толщу мембраны тилакоидов хлоропластов совокупность антенных молекул пигментов и реакционного центра составляет фотосистему в процессе фотосинтеза принимает участие 2 фотосистемы:

· установленно, что фотосистема 1 включает светофокусирующие пигменты и реакционный центр 1 ,

· фотосистема 2 включает светофокусирующие пигменты и реакционный центр 2 .

Хлорофилл-ловушка фотосистемы 1 поглощает свет с длинной волны700нм . Во второй системе 680нм . Свет поглащается рздельно этими двумя фотосистемами и нормальное осуществление фотосинтеза требует их одновременного участия. Перенос по цепи переносчиков включает ряд окислительно-восстновительных реакций при которых происходит перенос либо атома водорода, либо электронов.

Различают два типа потока электронов:

· циклический

· нециклический.

При циклическом потоке электроны от молекулы хлорофилла передаются к акцептору от молекулы хлорофилла и возвращаются к ней обратно , при нециклическом потоке происходит фотоокисление воды и передача электрона от воды к НАДФ , выделяемая в ходе окислительно-восстановительных реакций энергия частично используется на синтез АТФ.

Фотосистема I

Светособирающий комплекс I содержит примерно 200 молекул хлорофилла.

В реакционном центре первой фотосистемы находится димер хлорофилла a с максимумом поглощения при 700 нм (П700). После возбуждения квантом света он восстанавливает первичный акцептор - хлорофилл a, тот - вторичный (витамин K 1 или филлохинон), после чего электрон передаётся на ферредоксин, который и восстанавливает НАДФ с помощью фермента ферредоксин-НАДФ-редуктазы.

Белок пластоцианин, восстановленный в b 6 f комплексе, транспортируется к реакционному центру первой фотосистемы со стороны внутритилакоидного пространства и передаёт электрон на окисленный П700.

Фотосистема II

Фотосистема - совокупность ССК, фотохимического реакционного центра и переносчиков электрона. Светособирающий комплекс II содержит 200 молекул хлорофилла a, 100 молекул хлорофилла b, 50 молекул каротиноидов и 2 молекулы феофитина. Реакционный центр фотосистемы II представляет собой пигмент-белковый комплекс, расположенный в тилакоидных мембранах и окружённый ССК. В нём находится димер хлорофилла a с максимумом поглощения при 680 нм (П680). На него в конечном счёте передаётся энергия кванта света из ССК, в результате чего один из электронов переходит на более высокое энергетическое состояние, связь его с ядром ослабляется и возбуждённая молекула П680 становится сильным восстановителем (E0=-0,7 В).

П680 восстанавливает феофитин, в дальнейшем электрон переносится на хиноны, входящие в состав ФС II и далее на пластохиноны, транспортируемые в восстановленной форме к b6f комплексу. Одна молекула пластохинона переносит 2 электрона и 2 протона, которые берутся из стромы.

Заполнение электронной вакансии в молекуле П680 происходит за счёт воды. В состав ФС II входит водоокисляющий комплекс, содержащий в активном центре ионы марганца в количестве 4 штук. Для образования одной молекулы кислорода требуется две молекулы воды, дающие 4 электрона. Поэтому процесс проводится в 4 такта и для его полного осуществления требуется 4 кванта света. Комплекс находится со стороны внутритилакоидного пространства и полученные 4 протона выбрасываются в него.

Таким образом, суммарный результат работы ФС II - это окисление 2 молекул воды с помощью 4 квантов света с образованием 4 протонов во внутритилакоидном пространстве и 2 восстановленных пластохинонов в мембране.

Фотосинтетическое фосфорилирование. Механизм сопряжения электронного транспорта с формированием трансмембранного градиента электрохимического потенциала. Структурно-функциональная организация и механизм работы АТФ-синтетазного комплекса.

Фотосинтетическое фосфорилирование - синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфора в хлоропластах, сопряженный с транспортом электронов, индуцируемым светом.

Соответственно двум типам потока электронов различают циклическое и нециклическое фотофосфорилирование.

Перенос электронов по цепи циклического потока сопряжен с синтезом двух макроэргичесих связей АТФ. Вся энергия света, поглощенная пигментом реакционного центра фотосистемы I, расходуется только на синтез АТФ. При циклическом Ф. ф. не образуются восстановительные эквиваленты для углеродного цикла и не выделяется O2. Циклическое Ф. ф. описывается уравнением:

Нециклическое Ф. ф. сопряжено с потоком электронов от воды через переносчики фотосистем I и II НАДФ +. Энергия света в этом процессе запасается в макроэргических связях АТФ, восстановленной форме НАДФН2 и молекулярном кислороде. Суммарное уравнение нециклического Ф. ф. следующее:

Механизм сопряжения электронного транспорта с формированием трансмембранного градиента электрохимического потенциала

Хемиосмотическая теория. Переносчики электронов локализованы в мембранах асимметрично. При этом последовательно чередуются переносчики электронов (цитохромы) с переносчиками электрона и протона (пластохиноны). Молекула пластохинона сначала принимает два электрона: ПХ + 2е - -> ПХ -2 .

Пластохинон - производное хинона, в полностью окисленном состоянии содержит два атома кислорода, соединенных с углеродным кольцом двойными связями. В полностью восстановленном состоянии атомы кислорода в бензольном кольце соединяются с протонами: с образованием электрически нейтральной формы: ПХ -2 + 2Н + -> ПХН 2 . Протоны выделяются в пространство внутри тилакоида. Таким образом, при переносе пары электронов от Хл 680 на Хл 700 во внутреннем пространстве тилакоидов накапливаются протоны. В результате активного переноса протонов из стромы во внутритилакоидное пространство на мембране создается электрохимический потенциал водорода (ΔμН +), имеющий две составляющие: химическую ΔμН (концентрационную), возникающую в результате неравномерного распределения ионов Н + по разным сторонам мембраны, и электрическую, обусловленную противоположным зарядом разных сторон мембраны (благодаря накоплению протонов с внутренней стороны мембраны).

__________________________________________________________________________

Структурно-функциональная организация и механизм работы АТФ-синтетазного комплекса

Структурно-функциональная организация. Сопряжение диффузии протонов через мембрану осуществляется макромолекулярным ферментным комплексом, называемым АТФ-синтазой или сопрягающим фактором . Этот комплекс по форме напоминает гриб и состоит из двух частей - факторов сопряжения: круглой шляпки F 1 , выступающей с наружной стороны мембраны (в ней располагается каталитический центр фермента), и ножки погруженной в мембрану. Мембранная часть состоит из полипептидных субъединиц и формирует в мембране протонный канал, по которому ионы водорода попадают к фактору сопряжения F 1 . Белок F 1 представляет белковый комплекс, который состоит из мембраны, при этом он сохраняет способность катализировать гидролиз АТФ. Изолированный F 1 не способен синтезировать АТФ. Способность синтезировать АТФ - это свойство единого комплекса F 0 -F 1 , встроенного в мембрану. Связано это с тем, что работа АТФ-синтазы при синтезе АТФ сопряжена с переносом через нее протонов. Направленный транспорт протонов возможен только в том случае, если АТФ-синтаза встроена в мембрану.

Механизм работы. Существуют две гипотезы относительно механизма фосфорилирования (прямой механизм и косвенный). Согласно первой гипотезе фосфатная группа и АДФ связываются с ферментом в активном участке комплекса F1. Два протона перемещаются через канал по градиенту концентрации и соединяются с кислородом фосфата, образуя воду. Согласно второй гипотезе, (косвенный механизм), АДФ и неорганический фосфор соединяются в активном центре фермента спонтанно. Однако образовавшаяся АТФ прочно связана с ферментом, и для ее освобождения требуется энергия. Энергия доставляется протонами, которые, связываясь с ферментом, изменяют его конформацию, после чего АТФ высвобождается.

Весь процесс, обеспечивающий создание в растениях различных цветов, на первый взгляд может представиться весьма простым. Однако существующие в природе многочисленные расцветки и тона являются результатом сложного взаимодействия основных пигментов в различных сочетаниях со средой. Зависят они и от порядка размещения естественных красителей в растительных тканях. Современными исследованиями установлено, что естественные красители (в основном из группы фенолов), содержащиеся в различных частях растений, играют большую роль в их жизни.

Наличие в клетках растений красящих веществ помогает им наиболее эффективно поглощать и использовать солнечные лучи. Все пигменты растений представляют собой избирательно работающие физико-химические фильтры - ловушки солнечного света. Если хлорофилл листьев поглощает только красные и сине-фиолетовые лучи, используемые в процессе фотосинтеза для образования сложных органических соединений из простых минеральных веществ почвы и воздуха, то ярко-окрашенные цветки, благодаря содержанию в них разнообразных пигментов, улавливают лучи иной длины волны и превращают их в другие формы энергии. Эти формы энергии используются растениями для созревания пыльцы и яйцеклеток, синтеза ароматических веществ, повышения температуры в органах размножения, что ускоряет течение обменных процессов.

Хлорофиллы

Важную роль в процессе фотосинтеза играет зеленый пигмент - хлорофилл. Французские ученые Пелетье и Кавенту (1818) выделили из листьев зеленое вещество и назвали его хлорофиллом (от греч. «хлорос» - зеленый и «филлон» - лист).

Хлорофилл (от греч. chloros - зеленый и phyllon - лист), зеленый пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез, т. е. превращают солнечную энергию в энергию химических связей органических соединений. Содержится и в фотосинтезирующих организмах других видов - водорослях и бактериях. С точки зрения химического строения хлорофилл неоднороден. Существуют различные типы хлорофиллов. Основой химического строения всех хлорофиллов является сложное циклическое соединение - порфирин, содержащий центральный атом Mg и многоатомный гидрофобный спиртовый остаток.

Физико-химические свойства хлорофилла. Mолекулярный вес хлорофилла a 893,52. В изолированном состоянии хлорофилл образует черно-голубые микрокристаллы, которые плавятся с образованием жидкости при 117-120°С. Хлорофилл а легко растворяется в диэтиловом эфире, этаноле, ацетоне, хлороформе, бензоле, пиридине. Растворы хлорофилла а имеют сине-зеленую окраску и обладают сильной красной флуоресценцией. Главные максимумы спектра поглощения разбавленных растворов хлорофилла а в диэтиловом эфире - 429 и 660 нм. По химической струкутре хлорофилл а относится к хлоринам (дигидропорфиринам), так как одно из его пиррольных колец (кольцо IV) гидрировано по С17-С18 связи. В IV пиррольном кольце к остатку пропионовой кислоты присоединен высокомолекулярный спирт фитол. Некоторые растения, вместо или наряду с хлорофиллом a, синтезируют его аналог, в котором этильная группа (-CH2-CH3) во II пиррольном кольце замещена винильной группой (-CH=CH2). Молекула такого хлорофилла имеет две винильных группы, одну в кольце I, другую - в кольце II.

Рис.1. Структурная формула хлорофилла

Хлорофилл b отличается от хлорофилла a тем, что боковым заместителем у углеродного атома C3 во II пиррольном кольце вместо метильной является альдегидная группа -Н-С=О. В молекуле хлорофилла с пиррольные кольца не гидрированы, т. е. этот пигмент является классическим порфирином. Хлорофилл d и бактериохлорофиллы c, d, e и g также относятся к группе хлоринов, а бактериохлорофиллы а и b-группе бактериохлоринов (тетрагидропорфиринам), так как в их молекулах II и IV пиррольные кольца гидрированы по С7-С8 и С17-С18 связям. Указанные хлорофиллы различаются также структурой боковых заместителей и высокоатомного спирта, присоединенного к тетрапиррольному макроциклу. По химической структуре хлорофиллы родственны природным комплексам порфиринов, содержащим железо цитохромам, красящему веществу крови - гему, а также простетическим группам некоторых ферментов - пероксидаз и каталазы.

Состояние и функция хлорофилла в хлоропластах. Общее содержание хлорофилла в хлоропластах обычно составляет около5% на сухую массу. Более 99% хлорофилла находится в составе светособирающих пигмент-белковых комплексов, которые выполняют функцию антенны, т. е. поглощают солнечную энергию или акцептируют ее от вспомогательных пигментов - каротиноидов или фикобилинов, а затем транспортируют к реакционным центрам (см. Фотосинтез). Менее 1% хлорофилла находится в составе реакционных центров, которые осуществляют запуск цепи фотосинтетического транспорта электронов. У высших растений и водорослей существуют два типа реакционных центров, соответствующих двум фотосистемам хлоропластов (фотосистемы I и фотосистемы II).

Реакционные центры ФС I содержат только хлорофилл а, реакционные центры ФС II - хлорофилл а и его безмагниевый аналог - феофитин. Хлорофиллы в и с не входят в состав реакционных центров, выполняя функцию светособирающих антенн. Спектральный анализ показывает, что состояние хлорофилла в фотосинтетическом аппарате существенно отличается от состояния изолированного хлорофилла в растворах из-за пигмент-пигментных и пигмент-белковых взаимодействий. Например, хлорофилл a образует в фотосинтетическом аппарате не менее 10 различных спектральных форм.

Поглощая квант света, изолированная молекула хлорофилла переходит в возбужденное синглетное состояние (время жизни около 5 нс) и затем дезактивируется с испусканием кванта флуоресценции (квантовый выход - 20-40%) или заселением долгоживущего (время жизни 1-3 мс) триплетного состояния (квантовый выход - 40-60%). Возбужденные светом молекулы хлорофилла способны переносить электрон от молекулы донора на молекулу акцептора. В растворах хлорофилла этот процесс происходит, главным образом, за счет активности триплетного состояния, так как время жизни и концентрация триплетных молекул в растворах значительно больше, чем синглетных. В фотосинтетическом аппарате за счет наличия организованной структуры энергия возбуждения хлорофилла антенны эффективно захватывается хлорофиллом реакционных центров.

Первичными акцепторами возбуждения служат пигменты P680 в реакционных центрах ФС II и P700 - в реакционных центрах ФС I, которые, по-видимому, являются специально организованными димерами хлорофилла. Возбужденные молекулы этих димеров отдают электрон соответствующим акцепторам, включенным в структуру реакционных центров, и тем самым запускают процесс фотосинтетического транспорта электрона. Скорость захвата энергии возбуждения хлорофиллом реакционных центров и ее трансформации в энергию разделенных зарядов очень велика, и поэтому завершается за очень короткое время - 10-50 пс. Вследствие этого разделение зарядов осуществляется синглетно-возбужденными молекулами хлорофилла, а образование триплетных состояний, как значительно более медленный процесс, подавлено примерно на 2 порядка величины.

Однако триплетные молекулы хлорофилла образуются в результате обратной рекомбинации разделенных зарядов в реакционных центрах при их перегрузке, т. е. при отсутствии достаточно быстрого оттока электронов из реакционных центров в электрон-транспортную цепь. Кроме хлорофилла антенны и реакционных центров, существует также свободный хлорофилл, который не включен в процессы фотосинтетического транспорта энергии и заряда и эффективно образует триплетное состояние при фотовозбуждении. Концентрация этого хлорофилла составляет несколько десятых долей процента.

В результате запускаемого хлорофиллом электронного транспорта высшие растения, водоросли, цианобактерии и прохлорофитные бактерии осуществляют фоторазложение воды с выделением в атмосферу газообразного кислорода, образование АТФ и фиксацию СО2 с образованием углеводов. Таким образом свет, поглощенный хлорофиллом, преобразуется в потенциальную химическую энергию органических продуктов фотосинтеза и молекулярного кислорода.

Фикобилины

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии), красные морские водоросли и некоторые морские криптомонады помимо хлорофилла а и каротиноидов содержат пигменты фикобилины. Наиболее известные представители фикобилинов - фикоэритробилины и фикоцианобилины. Первые преобладают у красных водорослей, вторые - у сине-зеленых.

Структура и свойства фикобилинов. По структуре фикобилины. (от греч. «phycos» - водоросль и лат. bilis - желчь) относятся к группе желчных пигментов - билинов (у животных представитель этой группы - билирубин). Это тетрапирролы с открытой цепью, имеющие систему конъюгированных двойных и одинарных связей. В своем составе они не содержат атомов магния или других металлов, а также фитола.У фикоцианобилина пиррольные кольца соединены между собой метиновыми мостиками. I и IV пирролы имеют по одной карбонильной группе. Пиррольные кольца содержат следующие боковые радикалы: четыре метильных (у C1,3,6,7), винильную (у С2), этильную (у С8) и два остатка пропионовой кислоты (у С4 и С5).

Фикобилины являются хромофорными группами фикобилипротеинов - глобулиновых белков, с которыми в отличие от хлорофиллов они связаны прочными ковалентными связями. Фикобилипротеины делятся на три основные группы; 1) фикоэритрины - белки красного цвета с максимумом поглощения от 498 до 568 нм, 2) фикоцианины - сине-голубые белки с максимумами поглощения от 585 до 630 нм, 3) аллофикоцианины - синие белки с максимумами поглощения от 585 до 650 нм. Все эти хромопротеины обладают флуоресценцией с максимумами 575 - 578, 635 - 647 и 660 нм соответственно. Фикобилипротеины водорастворимы, в клетках водорослей они локализованы в фшобилисомах - гранулах, расположенных на наружной поверхности фотосинтетических ламелл.

Значение фикобилинов. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра (см. рис. 4.3). Значение такого распределения максимумов поглощения становится понятным, если вспомнить оптические свойства воды, которая поглощает прежде всего длинноволновые лучи. На глубине 34 м в морях и океанах полностью исчезают красные лучи, на глубине 177 м - желтые, на глубине 322 м - зеленые и, наконец, на глубину свыше 500 м не проникают даже синие и фиолетовые лучи. В связи с таким изменением качественного состава света в верхних слоях морей и океанов обитают преимущественно зеленые водоросли, глубже - сине-зеленые и еще глубже - водоросли с красной окраской. В. Т. Энгельман назвал это явление хроматической комплементарной адаптацией
водорослей. По его наблюдениям (1881 - 1884), наиболее интенсивная ассимиляция С02 у водорослей с различной окраской соответствует максимумам поглощения света пигментными системами этих водорослей.

Русский исследователь Н. М. Гайдуков (1903) экспериментально показал, что если культуру синезеленой водоросли Oscillaria sancta выращивать на свету разного спектрального состава, то у нее развивается дополнительная (комплементарная) окраска. При освещении зеленым светом водоросли становятся оранжево-красными, а при дейтвии красных лучей - зелеными. В настоящее время известно, что эти изменения цвета клеток связаны с изменениями в синтезе фикобилинов, принимающих участие в процессе фотосинтеза. Таким образом, у водорослей фикобилины - дополнительные пигменты, выполняющие вместо хлорофилла b функции светособирающего комплекса. Около 90% энергии света, поглощенного фикобилинами, передается на хлорофиллы а. Явление хроматической комплементарной адаптации обнаружено далеко не у всех видов синезеленых и красных водорослей. У многих из них адаптация к изменяющемуся спектральному составу света обеспечивается изменением количества и состава хлорофиллов а.

Экологическое значение спектрально-различных форм пигментов у фотосинтезирующих организмов .Пигментные наборы фотосинтезирующих организмов позволяют им использовать весь диапазон длин волн падающей на Землю солнечной энергии. Обращает внимание большое различие в спектрах поглощения у представителей разных групп фотосинтезирующих организмов и прежде всего существенные сдвиги в максимумах поглощения хлорофиллов в красной области спектра. Несомненно экологическое значение этого явления, позволяющего избегать конкуренции за свет между разными группами фотосинтезирующих организмов. Что же касается эволюции спектров поглощения хлорофиллов, то очевидна тенденция к перемещению в более коротковолновую часть спектра с более высоким энергетическим уровнем.

Значение фикобилинов - поглощать лучи определенного участка спектра. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра. Значение такого распределения максимумов поглощения становится понятным, если вспомнить оптические свойства воды, которая поглощает прежде всего длинноволновые лучи. На глубине 34 м в морях и океанах полностью исчезают красные лучи, на глубине 177 м - желтые, на глубине 322 м - зеленые и, наконец, на глубине свыше 500 м не проникают даже синие и фиолетовые лучи. В связи с этим изменением качественного состава света в верхних слоях морей и океанов обитают преимущественно зеленые водоросли, глубже сине-зеленые и еще глубже водоросли с красной окраской. Такое явление В. Т. Энгельман назвал хроматической комплементарной адаптацией водорослей.

У водорослей фикобилины - дополнительные пигменты, выполняющие вместо хлорофилла б функции светособирающего комплекса. Около 90% энергии света, поглощенного фикобилинами, передается на хлорофилл а. Кроме фикобилинов, участвующих в фотосинтезе у водорослей, у всех растений имеется другой фикобилин - фитохром, являющийся фиторецептором для восприятия красного и дальнего красного света и выполняющий регуляторные функции.

Каротиноиды

Это большая группа пигментов желтого, оранжевого и красного цвета. Каротиноиды широко распространены в природе: их обнаружено больше трехсот. Однако в фотосинтезе участвуют лишь некоторые из них. Имеют в своей структуре изопреновую цепь из четырех метилбутадиеновых остатков, разделенных в середине CH=CH-группой, и одно или два циклогексеновых β-иононовых кольца на концах цепи. Каротиноиды делятся на каротины - ненасыщенные углеводороды и ксантофиллы - кислородсодержащие каротиноиды, имеющие гидрокси-, метокси-, карбокси-, кето-и эпоксигруппы. Синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями; животные их не образуют, а используют для синтеза витамина А. Широко распространены в растениях α-, β- и γ-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин, флавоксантин и др. В значительных количествах каротиноиды накапливаются в корнеплодах моркови, плодах шиповника, рябины обыкновенной, смородины, облепихи, томатов, абрикоса, тыквы, цветках календулы, листьях шпината, салата, крапивы. Наибольшую биол. активность проявляет β-каротин, в результате гидролитического расщепления которого в животном организме вырабатываются две молекулы витамина А, из остальных - одна молекула.

Поглощение света каротиноидами, а следовательно, их окраска обусловлены наличием конъюгированных двойных связей. β-каротин имеет два максимума поглощения, соответствующие длинам волн 482 и 452 нм. Красные лучи, поглощаемые хлорофиллами, каротиноидами не поглощаются. Каротиноиды в отличие их от хлорофилла не обладают способностью к флюоресценции. Подобно хлорофиллу, каротиноиды в хлоропластах вступают во взаимодействие с белками.

Каротиноиды играют существенную роль в процессе фотосинтеза, участвуя в реакциях эпоксидации и образуя многочисленные кислородные производные. Они также участвуют в процессах дыхания и роста растений, переноса активного кислорода, фиксации света, стимулируют окислительно-восстановительные и генеративные процессы. В растениях они находятся в хромо- и хлоропластах в жирорастворимом состоянии или в виде водорастворимых белковых комплексов.

Они поглощают определенные участки спектра света и передают энергию на хлорофилл, одновременно защищая молекулу хлорофилла от необратимого фотоокисления. Возможно, каротиноиды принимают участие в кислородном обмене при фотосинтезе. У высших растений, мхов, зеленых и бурых водорослей осуществляется светозависимое взаимопревращение ксантофиллов. Примером может служить виолаксантиновый цикл.

Рис.2. Виолаксантиновый цикл

Значение виолаксантинового цикла остается невыясненным. Возможно, он служит для устранения излишков кислорода. Производные каротиноидов - витамин А, ксантоксин, действующий подобно АБК. Хромопротеин родопсин, обнаруженный у некоторых галофитных бактерий, поглощая свет, функционирует в качестве Н + -помпы. Хромофорной группой бактериородопсина является ретиональ-альдегидная форма витамина А.

Физиологическая роль каротиноидов. Уже тот факт, что каротиноиды всегда присутствуют в хлоропластах, позволяет считать, что они принимают участие в процессе фотосинтеза. Однако не отмечено ни одного случая, когда в отсутствие хлорофилла этот процесс осуществляется. В настоящее время установлено, что каротиноиды, поглощая определенные участки солнечного спектра, передают энергию этих лучей на молекулы хлорофилла. Тем самым они способствуют использованию лучей, которые хлорофиллом не поглощаются. Физиологическая роль каротиноидов не ограничивается их участием в передаче энергии на молекулы хлорофилла. По данным русского исследователя Д.И. Сапожникова, на свету происходит взаимопревращение ксантофиллов (виолаксантин превращается в зеаксантин), что сопровождается выделением кислорода. Спектр действия этой реакции совпадает со спектром поглощения хлорофилла, что позволило высказать предположение об ее участии в процессе разложения воды и выделения кислорода при фотосинтезе.

Имеются данные, что каротиноиды выполняют защитную функцию, предохраняя различные органические вещества, в первую очередь молекулы хлорофилла, от разрушения на свету в процессе фотоокисления. Опыты, проведенные на мутантах кукурузы и подсолнечника, показали, что они содержат протохлорофиллид (темновой предшественник хлорофилла), который на свету переходит в хлорофилл а, но разрушается. Последнее связано с отсутствием способности исследованных мутантов к образованию каротиноидов. Ряд исследователей указывают, что каротиноиды играют определенную роль в половом процессе у растений. Известно, что в период цветения высших растений содержание каротиноидов в листьях уменьшается. Одновременно оно заметно растет в пыльниках, а также в лепестках цветков.

По мнению П. М. Жуковского, микроспорогенез тесно связан с метаболизмом каротиноидов. Незрелые пыльцевые зерна имеют белую окраску, а созревшая пыльца - желто-оранжевую. В половых клетках водорослей наблюдается дифференцированное распределение пигментов. Мужские гаметы имеют желтую окраску и содержат каротиноиды. Женские гаметы содержат хлорофилл. Высказывается мнение, что именно каротин обусловливает подвижность сперматозоидов. По данным В. Мевиуса, мате­ринские клетки водоросли хламидомонады образуют половые клетки (гаметы) первоначально без жгутиков, в этот период они еще не могут передвигаться в воде. Жгутики образуются только после освещения гамет длинноволновыми лучами, которые улавливаются особым каротиноидом - кроцетином.