Некоторые способы увеличения устойчивости растений к повышенным температурам воздуха в условиях биолого-технических систем жизнеобеспечения на примере ценозов растений чуфы (Cyperus esculentus L.)
Автор: Шклавцова Е.С., Ушакова С.А.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Статья в выпуске: 12, 2017 года.
Бесплатный доступ
Статья является частью работы по оцен-ке устойчивости растительного звена искус-ственных экологических систем к воздей-ствию неблагоприятных факторов среды. Цель работы - определение некоторых спосо-бов повышения устойчивости растений чуфы (Cyperus esculentus L.) к повышенным темпе-ратурам воздуха. В качестве объекта иссле-дования были взяты 30-суточные ценозы рас-тений чуфы, выращенные в условиях свето-культуры с применением метода гидропоники на керамзите при интенсивности ФАР 690 μмоль·м-2·с-1, полив осуществлялся авто-матически через каждые 6 часов. Для полива использовали раствор Кнопа, температура раствора 18 ºС. В первой серии экспериментов оценивали влияние температуры корнеобитае-мого слоя на устойчивость растений чуфы к воздействию температуры воздуха 45 °С в те-чение 44 часов при освещенности 690 или 1150 μмоль·м-2·с-1. Контрольные растения поли-вали во время теплового шока (ТШ) через каж-дые 6 ч при интенсивности ФАР 690 μмоль·м-2·с-1. Опытные растения поливали через каж-дые 3 ч. Во второй серии экспериментов оце-нивали возможность повышения термоустой-чивости растений за счет предварительного закаливания путем ступенчатого повышения температуры с 25 до 40 ºС (30; 35; 40 ºС) с длительностью воздействия определенной температурой воздуха в течение одного часа. Длительность последующего ТШ составляла 20 ч при интенсивности ФАР 690 или 1150 μмоль·м-2·с-1. Термоустойчивость расте-ний чуфы оценивали по параметрам внешнего СО2 газообмена. Проведенные эксперименты показали, что устойчивость ценозов чуфы к ТШ можно увеличить как за счет снижения температуры корнеобитаемого субстрата, так и за счет предварительного закаливания растений.
Чуфа (cyperus esculentus l.), термоустойчивость, фотосинтетический аппарат, тепловая закалка, газообмен
Короткий адрес: https://sciup.org/140225753
IDR: 140225753 | УДК: 581.133.8+582.5
Some ways of raising plants resistance to increased air temperatures in the conditions of biological and technical life support systems on the example of chufa cenoses (Cyperus esculentus L.)
The study is a part of the work on the assess-ment of resistance of vegetative link of artificial eco-logical systems to influence adverse factors of the environment. The work purpose is the definition of some ways of increasing stability of plants of chufa (Cyperus esculentus L.) to raised air temperatures. As the object of the research 30-day cenosis of chufa grown in the conditions of light culture with application of hydroponics method on expanded clay at PAR intensity of 690 μmol m-2 s-1 was taken, every 6 hours watering was carried out automatical-ly. Knop's solution, the solution 18 °С was used for watering. In the first series of experiments the influ-ence of temperature of root layer on the resistance of plants of chufa to the influence of air temperature of 45 °C within 44 hours at the illumination of 690 or 1150 μmol m-2 s-1 was estimated. Control plants were watered during thermal shock (TS) every 6 hours at PAR intensity of 690 μmol m-2 s-1 was estimated. Ex-perimental plants were watered each 3 hours. In the second series of the experiments the possibility of increasing heat stability of plants at the expense of preliminary hardening by step temperature increase with 25 to 40 °С (30; 35; 40 °С) certain air tempera-ture lasting influence of 1 hour was estimated. The duration of the subsequent TS made 20 hours at PAR intensity of 690 or 1150 μmol m-2 s-1. Heat stability of plants of chufa was estimated in parameters of ex-ternal CO2 of gas exchange. Performed experi-ments showed that the resistance of chufa cenoses to TS can be increased both due to the decrease in the temperature of root substratum and at the ex-pense of preliminary plants‟ hardening.
Список литературы Некоторые способы увеличения устойчивости растений к повышенным температурам воздуха в условиях биолого-технических систем жизнеобеспечения на примере ценозов растений чуфы (Cyperus esculentus L.)
- Gitelson I.I., Lisovsky G.M., MacElroy R.D. Manmade Closed Ecological Systems. London -NY: Tailor&Franscis, 2003. -P.403.
- Fu Yu., Li L., Xie B. . How to Establish a Bioregenerative Life-Support System for Long-Term Crewed Missions to the Moon or Mars//Astrobiology. -2016. -V.16. -№ 12. -P. 925-936.
- Halvorson W.L., Guertin P. Factsheet for: Cyperus esculentus L.//USGS Weeds in the West Project: Status of Introduced Plants in Southern Arizona Parks/ed. P. Guertin; US Geological Survey Southwest Biological Sci-ence Center, Sonoran Desert Field Station, University of Arizona. -Tucson, AZ, 2003. -P. 5-28.
- Дроздов С.Н., Курец В.К., Титов А.Ф. Терморезистентность активно вегетирующих растений. -Л.: Наука, 1984. -168 с.
- Кузнецов В.В., Старостенко Н.В. Синтез белков теплового шока и их вклад в выживание интактных растений огурца при гипертермии//Физиология растений. -1994. -Т 41. -№ 3. -С. 374-380.
- Данилова М.Н., Кудрякова Н.В., Дорошенко А.С. . Молекулярные и физиологические ответы растений Arabidopsis thaliana, дефектных по генам рецепции и метаболизма АБК и цитокининов, на тепловой шок//Физиология растений. -2016. -Т. 63. -№ 3. -С. 327-338.
- Карпец Ю.В., Колупаев Ю.Е., Ястреб Т.О. . Влияние модификации NO-статуса, закаливающего прогрева и пероксида водорода на активность антиоксидантных ферментов в проростках пшеницы//Физиология растений. -2015. -Т 62. -№ 3. -С. 317-323.
- Полесская О.Г. Растительная клетка и ак-тивные формы кислорода: учеб. пособие/под ред. И.П. Ермакова. -М., 2007. -140 с.
- Tikhomirov A.A., Ushakova S.A. Manipulating light and temperature to minimize environmen-tal stress in the plant component of bioregen-erative life support systems//Adv. Space Res. -2001. -V. 27. -№ 9. -P. 1535-1539.
- Shklavtsova E.S., Ushakova S.A., Shikhov V.N. . Tolerance of chufa (Cyperus es-culentus) plants, representing the higher plant compartment in bioregenerative life support systems, to super optimal air temperatures//Adv. Space Res. -2013. -Vol. 51. -P. 124-132.
- Светокультура растений: биофизические и биотехнологические основы: учеб. пособие/А.А. Тихомиров, В.П. Шарупич, Г.М. Лисовский. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2000. -С. 15-22.
- Быков О.Д. К анализу кинетики газообмена растений на свету (теория вопроса)//Фи-зиология растений. -1962. -Т. 9. -С. 325-333.
- Семихатова О.А., Чиркова Т.В. Физиология дыхания растений: учеб. пособие. -СПб.: Изд-во С.-Петерб.ун-та, 2001. -224 с.