WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 8 |

100

0,58

0,08

0,09

0,15

0,29

Интенсивность света – 105 Вт м-2

30/20oC, 0,1%CO2

5,13

200,7

3,66

0,71

0,76

0,21

0,40

25/20oC, 0,1%CO2

4,02

157,2

2,86

0,46

0,70

0,25

0,41

20/20oC, 0,1%CO2

2,76

123,6

2,06

0,18

0,51

0,24

0,33

15/20oC, 0,1%CO2

2,21

80,3

1,50

0,25

0,46

0,31

0,47

25/20oC, контроль

2,56

100

1,94

0,31

0,31

0,16

0,32

Интенсивность света – 175 Вт м-2

30/20oC, 0,1%CO2

6,05

135,0

4,41

0,65

0,99

0,22

0,37

25/20oC, 0,1%CO2

6,57

146,6

4,82

0,54

1,21

0,25

0,36

20/20oC, 0,1%CO2

4,67

104,2

3,28

0,36

1,01

0,30

0,41

15/20oC, 0,1%CO2

2,13

47,5

1,57

0,18

0,47

0,31

0,40

25/20oC, контроль

4,48

100

3,45

0,31

0,61

0,18

0,27

(*Разброс данных составляет не более 5%.)

Изучение взаимодействия факторов внешней среды на растения огурца позволило получить кривые зависимости накопления сухого вещества и площади листьев от концентрации СО2 в атмосфере, интенсивности света и температуры (рис. 3). Действие повышенной [CO2] проявлялось в увеличении накопления биомассы растениями и изменении характера зависимости накопления сухого вещества от интенсивности света – от нелинейного при 20 и 25оС и естественной [CO2] к линейному при повышенной [CO2] в атмосфере и тех же температурах. Для более детальной характеристики ростовых процессов мы использовали ряд расчетных

Рис. 3. Накопление сухого вещества и площадь листьев растений огурца при естест-венной и повышенной [СО2], различных уровнях интенсивности света и температуры

показателей, позволяющих выявить характер изменения параметров роста при повышенной концентрации СО2 в атмосфере (данные приведены в диссертации). Высокая относительная скорость роста (ОСР) в начальный период роста растений при повышенной [СО2], в последующие сутки уменьшалась и ОСР в контроле была даже выше, чем в опыте. Уменьшение различий в ОСР у контрольных и опытных растений в вариантах 105 и 175 Вт м-2 было связано с некоторым снижением относительной площади листьев у растений в опыте и уменьшении их удельной плотности. При этом площадь листовой поверхности растений в опыте была больше, чем в контроле. Следовательно, при повышенной концентрации углекислоты и различных уровнях интенсивности света и температуры происходит увеличение скорости ростовых процессов по сравнению с контролем, что проявляется в изменении скорости накопления сухого вещества растениями при большем его распределении в стебли и корни, увеличении площади листьев при уменьшении их удельной плотности. В работе отмечается, что увеличение площади листьев растений при повышенной [CO2] наблюдали многие исследователи (Hofstra, Hesketh, 1975; Imai, Murata, 1977; Sionit et al., 1980). Вместе с тем, для растений огурца совместное действие факторов внешней среды на ростовые параметры в значительной степени оставалось неизученным.

3.2. Фотосинтез и дыхание при повышенной концентрации СО2

Имеющиеся в литературе данные свидетельствуют, что при длительном действии повышенной [CO2] увеличение накопления сухой биомассы растениями часто сопровождается снижением фотосинтетической активности единицы листовой поверхности (Fridrych, 1976; Kramer, 1981) и интенсивности дыхания (Bunce, 1990; Wullshleger et al., 1994). В наших опытах чистая продуктивность фотосинтеза (ФЧП) растений при повышенной [CO2] была выше по сравнению с контролем при всех уровнях интенсивности света. Повышение [CO2] приводило к увеличению интенсивности фотосинтеза целого растения в течение фотопериода и относительному уменьшению дыхания в ночной период. В зависимости от интенсивности света, температурного режима, а также стадии онтогенеза, имело место уменьшение или увеличение дыхательного газообмена по сравнению с контролем. Снижение фотосинтетической активности единицы листовой поверхности в онтогенезе, наряду с изменениями дыхательного газообмена, приводило к уменьшению соотношения дыхание/фотосинтез в расчете на целое растение. Так, при низкой интенсивности света – 50 Вт м-2 отношение дыхание/фотосинтез (Д/Ф) снижалось от 0,70-0,76 до 0,20-0,30 в течение первых 3-х недель выращивания растений, в зависимости от температурного режима. При 105 Вт м-2 отношение Д/Ф менялось от 0,50-0,70 до 0,20-0,30, а при 175 Вт м-2 - от 0,28-0,40 до 0,20-0,22. Повышение [CO2] приводило к уменьшению величин отношения по сравнению с контролем в первые сроки определения при 50 и 105 Вт м-2 и относительно более высоким значениям отношения Д/Ф в последние сроки определения. При высокой интенсивности света (175 Вт м-2) отношение Д/Ф при повышенной [СО2] было ниже в течение всего времени эксперимента по сравнению с контролем при одной и той же температуре. Относительно высокие значения отношения Д/Ф при 50 Вт м-2 во многом связаны с низкой интенсивностью фотосинтеза. С увеличением интенсивности света и, соответственно, увеличением фотосинтеза, отношение Д/Ф снижалось. Полученные данные частично объясняют различия в реакции растений на повышение [CO2] и наблюдаемые в ряде работ изменения дыхательного газообмена в ту или иную сторону по сравнению с естественной концентрацией углекислоты в атмосфере (Reuveni and Gale, 1985; Zizka and Bunce, 1993; Bunce, 1994). Следует, однако, отметить, что в нашем случае растения находились при повышенной [CO2] в дневное время и влияние СО2 на дыхательный газообмен было опосредованным, через синтез, накопление и распределение ассимилятов. С другой стороны, накопление углеводов в листьях растений могло оказывать прямое действие на скорость фотосинтеза (Sasek et al, 1985; Sawada et al, 2001; Lewis et al., 2002; Bunce, 2003).

3.3. Углеводный обмен растений при повышенной [CO2]

Повышение содержания неструктурных углеводов в листьях при повышенной [СО2] отмечалось во многих работах (Mauney et al., 1979; Vong, 1990; Korner and Miglietta, 1994). По мнению ряда авторов (Madsen, 1976; Nafziger and Koller, 1976; Cave et al., 1981; Peet et al., 1986), снижение скорости фотосинтеза связано с увеличением содержания крахмала. В литературе имеются и противоположные данные, свидетельствующие о высокой скорости фотосинтеза в присутствии значительного количества крахмала в хлоропластах (Курсанов и др., 1979). В наших опытах повышение [СО2] в дневное время на протяжении всего времени выращивания растений при низкой интенсивности света и одной и той же температуре не приводило к увеличению накопления углеводов в листьях по сравнению с контролем (табл. 2).

При высокой интенсивности света (175 Вт м-2) наблюдалось увеличение накопления крахмала и сахаров по сравнению с контролем. В работе предполагается, что увеличение содержания углеводов в условиях длительного периодического действия углекислоты на растения при высокой интенсивности света могло быть причиной снижения скорости фотосинтеза (по принципу обратной связи). О такой возможности свидетельствуют и данные работ (Goldschmidt, Huber, 1992; Bunce, Sicher, 2003).

Таблица 2. Содержание крахмала и растворимых сахаров в листьях огурцов при повышенной (0,1%) концентрации СО2 в дневной период, различных уровнях интенсивности света и температуры

Вариант

Листья, мг/г сухого вещества

Крахмал

Фруктоза

Глюкоза

Дисахара

Сумма сахаров

Интенсивность света – 50 Вт м-2

15оС +СО2

2,4±0,1

7,8±0,3

20,0±0,9

39,4±1,2

67,2

20оС +СО2

2,4±0,1

5,7±0,2

11,0±0,5

22,5±0,9

39,2

25оС +СО2

3,1±0,2

6,5±0,2

14,0±0,6

25,2±1,0

45,7

30оС +СО2

2,1±0,1

11,1±0,5

15,9±0,5

31,2±1,2

58,2

20оС, контроль

2,0±0,1

4,6±0,2

10,4±0,4

24,7±1,1

39,7

Интенсивность света – 175 Вт м-2

15оС +СО2

3,4±0,3

10,6±0,4

14,0±0,6

19,8±0,6

44,4

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 8 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»