Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы, 10
1.1. Структурно-функциональная организация фотосинтетического аппарата растений 10
1.2. Что такое термолюминесценция? 14
1.3. Термолюминесценция фотосинтетического аппарата 17
1.4. Природа пиков термолюминесценции растений 21
ПикХ 22
ITUKZV 22
Пик А 22
ПикАт 24
Пик В (Bj+BJ 24
HmD(Q) 26
Пик С 26
AG пик 29
Низкотемпературная термолюминесценция 30
Высокотемпературная термолюминесценция 30
1.5. Математические модели, описывающие термолюминесценцию растений , 31
1.6. Получение кривых термолюминесценции и их обработка 34
1.7. Медленная индукция флуоресценции и спектры флуоресценции фотосинтетического аппарата 38
Медленная индукция флуоресценции 38
Спектры флуоресценции 41
Глава 2. Объекты исследований и методика экспериментов... 43
2.1. Объекты исследований 43
2.2. Методика измерения термолюминесценции и методы обработки результатов экспериментов 44
Экспериментальная установка 44
Методика измерения термолюминесценции 44
Установка по возбуждению термолюминесценции не лазерными вспышками 46
Возбуждение термолюминсценции 18 не лазерными импульсами 48
Методика обработки кривых термолюминесцещии 49
2.3. Методика измерения медленной индукции флуоресценции 51
2.4. Методика измерений спектров флуоресценции , , 52
2.5. Методика ЭПР измерений 53
2.6. Измерение содержания хлорофилла в листьях - 54
2.7. Методика выделения хлоропластов 55
Глава 3. Изменения фотосинтетического аппарата растений при обработке препаратами, повышающими устойчивость к заболеваниям 56
3.1. Люминесцентные показатели листьев растений, обработанных препаратом BION 56
Опыт с проростками пшеницы, выращенными в почвенной культуре.. Опыт с проростками пшеницы, выращенными в условиях гидропоники 65
Опыт с бобами, выращенными в почвенной культуре 73
Опыт с бобами, выращенными в условиях гидропоники 75
3.2. Термолюминесценция листьев пшеницы, обработанной салициловой кислотой 79
3.3. Изменения фотосинтетического аппарата листьев пшеницы при обработке экстрактом из Reynoutria sachalinensis 82
3.4. Действие на термолюминесценцию пероксида водорода 86
Глава 4. Изменения фотосинтетического аппарата листьев растений под действием неблагоприятных экологических факторов 88
4.1. Биофизические показатели листьев древесных пород вблизи транспортных магистралей 88
4.2. ТЛ листьев пшеницы при добавлении в почву солевых антифризов и хитозана 90
Выводы 95
Список сокращен и 91
Благодарности».*.. , 98
Список литературы ...» 99
- Структурно-функциональная организация фотосинтетического аппарата растений
- Методика измерения термолюминесценции и методы обработки результатов экспериментов
- Опыт с проростками пшеницы, выращенными в почвенной культуре.. Опыт с проростками пшеницы, выращенными в условиях гидропоники
- ТЛ листьев пшеницы при добавлении в почву солевых антифризов и хитозана
Введение к работе
Постановка проблемы, ее актуальность
Фотосинтез - это процесс преобразования солнечной энергии в энергию химических связей. Если бы не было фотосинтеза, то жизнь на Земле в ее сегодняшнем многообразии была бы невозможна, от его эффективности напрямую зависит урожайность различных сельскохозяйственных культур. Особый интерес представляют первичные процессы фотосинтеза, в которых происходит поглощение квантов света, миграция энергии возбуждения на реакционный центр, первичное разделение зарядов, разложение молекул воды с выделением Ог и перенос электронов по цепи электронного транспорта.
Освещая фотосинтетические объекты при пониженной температуре, а затем нагревая их в темноте, можно наблюдать явление термолюминесценции, связанное с рекомбинацией положительных и отрицательных зарядов, образовавшихся на донорной и акцепторной стороне второй фотосистемы. Изучение термолюминесценции предоставляет важную информацию о механизмах трансформации энергии света и эффективности ее запасания в процессе фотосинтеза, позволяет контролировать протекание in situ тех физико-химических реакций, которые связаны с работой второй фотосистемы высших растений - комплекса, наиболее чувствительного к факторам внешней среды.
В последние годы предпринимаются попытки использовать термолюминесценцию в качестве одного из методов при решении целого ряда прикладных задач: исследовании влияния различных химических агентов на фотосинтетический аппарат, сравнительном анализе гербицидной активности, выяснении механизмов устойчивости растений к заболеваниям и т.д. Осложняющими обстоятельствами на этом пути являются, во-первых, отсутствие однозначной интерпретации кривых термолюминесценции и во-вторых, -значительная вариабельность биологических объектов. В этой связи необходимы систематические исследования термолюминесценции в комплексе с другими биофизическими методами, такими, как методы медленной индукции флуоресценции и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), в том числе при обработке растений биологически активными веществами с широким спектром действия, как ингибирующими, так и активирующими фотосинтез. Результаты таких исследований важны для понимания природы термолюминесценции и могут быть использованы при проведении экологического мониторинга растительных объектов биофизическими методами. Особенно важным для экологических исследований может оказаться изучение природы полосы С, происхождение которой в последнее время изучается особенно активно. Одно из предположений о происхождении пика С заключается в том, что он связан с разрушением мембран, и по его величине можно оценивать влияние неблагоприятных факторов на растения.
Цель работы
Целью данной работы является изучение влияния антропогенных экологических факторов на фотосинтетический аппарат растений люминесцентными методами.
Задачи исследования
Исследовать действие на фотосинтетический аппарат веществ, повышающих устойчивость растений к заболеваниям, методами термолюминесценции и медленной индукции флуоресценции.
Изучить действие препарата BION на термолюминесценцию листьев растений в области пика С в зависимости от концентраций препарата, способов и сроков обработки.
Методом медленной индукции флуоресценции провести исследование влияния крупных транспортных магистралей на функционирование фотосинтетического аппарата растений.
Исследовать действие солевого антифриза ХКМ (хлористый кальций модифицированный), используемого для борьбы с гололедом, на фотосинтетический аппарат растений методами термолюминесценции и медленной индукции флуоресценции.
Люминесцентными методами изучить совместное действие солевого антифриза ХКМ и природного полисахарида хитозана.
Научная новизна работы
Научная новизна работы заключается в систематическом изучении влияния на фотосинтетический аппарат препаратов, повышающих устойчи-
(1
вость растений к заболеваниям. Впервые изучено действие препарата BION в зависимости от концентрации, сроков и способов обработки, а также водного экстракта из горца гигантского Reynoutria sachalinensis на люминесцентные показатели листьев растений. Такое исследование, проведенное с использованием ряда биофизических методов, позволило установить характер воздействия этих препаратов на фотосинтетический аппарат растений и дать рекомендации по их практическому применению.
В опытах с хитозаном и солевым антифризом ХКМ биофизическими методами впервые было показано, что при их совместном внесении в почву хитозан полностью нейтрализует негативное действие антифриза. При этом внесение одного только хитозана не вызывает негативного воздействия на растения. Эти данные, совместно с данными об увеличении хитозаном скорости фиторемедиации, позволяют дать рекомендацию по его использованию для улучшения состояния зеленых насаждений и почв в городах.
Для анализа полученных данных была разработана новая методика обработки кривых термолюминесценции, написана программа анализа данных по новой методике.
Практическое значение работы
Разработана новая методика обработки кривых термолюминесценции, позволяющая получать достоверную информацию об изменении термолюминесценции при обработке растений биологически активными веществами, используемыми на практике.
Изучение действия на растения хитозана позволяет предложить его использование для компенсации вредного воздействия антифризов и ускорения процесса фиторемедиации. Опыты с веществами, повышающими устойчи-вость растений к заболеваниям (препарат BION , экстракт из Reynoutria sa-chalinensis), позволили выявить их влияние на фотосинтетический аппарат и дать рекомендации по их практическому использованию.
Апробация работы
Основные результаты диссертации были доложены на III Всероссийской научной конференции «Физические проблемы экологии (экологическая физика)» (Москва, 2001), международной конференции «Актуальные вопросы экологической физиологии растений в XXI веке» (Сыктывкар, 2001), VI конференции Европейского общества фитопатологов (Прага, 2002), V международном симпозиуме «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования» (Пущино, 2003), III съезде биофизиков (Воронеж, 2004), международной конференции «Экология и биология почв» (Ростов-на-Дону, 2005), международных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов - 2005» и «Ломоносов - 2006» (Москва, 2005, 2006).
Основные результаты диссертации изложены в 13 публикациях, в том числе 5 статьях.
Структура и объем работы
Структурно-функциональная организация фотосинтетического аппарата растений
Фотосинтез - это процесс, в котором происходит преобразование световой энергии в энергию химических связей и фиксация углерода (Волькея-штейн, 1988). Общее уравнение фотосинтеза имеет вид: CO2+H2O+hv= (CH2O)+O2+470 кДж/моль.
Фотосинтез высших растений можно разделить на световую и темно-вую стадии. В ходе световой стадии происходит поглощение световой энергии пигментами, ее передача на реакционные центры (РЦ), в которых происходит разделение зарядов, и перенос электрона по электрон-транспортной цепи (ЭТЦ). При движении электрона по электрон-транспортной цепи происходит восстановление НАДФ+ (окисленный никотинамидадениндинуклео-тидфосфат) до НАДФН (восстановленный никотинамидадениндинуклеотид-фосфат), и создание градиента протонов, который в дальнейшем используется для синтеза АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты) из АДФ (аденозинди-фосфорной кислоты) и Ф0 (ортофосфата). В ходе темновых реакций, протекающих с использованием АТФ и НАДФН, происходит ассимиляция СО2 и образование конечных продуктов цикла Кальвина.
Фотосинтез растений происходит в особых органеллах растительной клетки - хлоропластах (рис.1 цит. по Тихонов, 1996). Хлоропласт имеет внешнюю и внутреннюю мембраны, а также сложную ламеллярную систему, образующую тилакоиды - замкнутые дискообразные структуры. Тилакоиды образуют граны и соединены межгранными тилакоидами. Пространство внутри хлоропласта называют стромой. Световые стадии фотосинтеза протекают в тилакоидах, мембраны которых содержат основные компоненты фотосинтетического аппарата растений. Ферменты, катализирующие темновые реакции фотосинтеза (цикл Кальвина - Бенсона), находятся в строме хлоро-пластов. Рассмотрим кратко работу фотосинтетического аппарата (рис.2, по данным работ (Твердислов и др., 1987: Орт, 1987: Тихонов , 1997)). Свет, попадающий на лист растения, поглощается светособирающими пигментами: хлорофиллами различных видов и каротиноидами. Эти пигменты расположены преимущественно в ССК (светособирающих комплексах). Часть ССК, связанная с ФС 1 (ССК 1), находится в тилакоидах стромы, а другая часть, связанная с ФС 2 (ССК 2), в тилакоидах гран. Определенная часть комплек
сов ССК2 является подвижной. При их обратимом фосфорилировании они диффундируют из гранальной области (от ФС 2) в стромальную (к ФС 1). Так осуществляется перераспределение световой энергии между комплексами ФС 1 и ФС 2, что связано с возможностью изменять соотношение между циклическим и нециклическим транспортом электронов, обеспечивая изменение соотношения в синтезе НАДФН и АТФ. Энергия, поглощенная пигментами светособирающего комплекса, передается на реакционный центр (РЦ) какой-либо фотосистемы. Возбужденный РЦ отдает свой электрон на первичный акцептор электронов. Так, с РЦ ФС 2 через ряд акцепторов электрон попадает на пластохинон. Получив два электрона и забрав с внешней стороны мембраны два протона, полностью восстановленный пластохинон приобретает способность передвигаться в ли-пидной мембране. Он покидает ФС 2, а его место занимает окисленный пластохинон. Окисленный РЦ ФС 2 получает электроны от кислород-выделяющей системы (КВС), которая осуществляет реакцию расщепления воды:
Н2"= "2 "4Є +4Н внутри тилакоида
Таким образом, при использовании энергии четырех фотонов ФС 2 происходит захват четырех протонов на пластохинон из стромы, и выброс четырех протонов, полученных от воды, внутрь тилакоида. В липидной мембране пластохинон присоединяется к b&/f комплексу. Этот комплекс имеет два участка связывания пластохинонов: Qa связывающий полностью восстановленный пластохинон, и Qc, к которому присоединяется окисленный пластохинон. При присоединении восстановленного пластохинона происходит выброс двух протонов внутрь тилакоида. Один из электронов идет далее на пластоцианин, а другой - на восстановление окисленного пластохинона. Электроны, идущие на восстановление пластохинона, участвуют в следующей реакции (Q цикле): 2"yri2+"v+2rl вне тилакоида = 2PQ+PQH2+4H+nHFpH тиимжда+ге (на пла-стоцианин).
В ходе работы Q - цикла происходит перенос протонов внутрь тилакоида (Мокроносов, Гавриленко, 1992).
Электрон с пластоцианина передается на окисленный РЦ ФС 1. В свою очередь, при возбуждении РЦ ФС 1 электрон с него попадает на ферредок-син, который отдает его на ФНР. Этот фермент катализирует следующую реакцию: АДФ++2е +Н+ = НАДФН.
Описанный выше процесс переноса электрона называют нециклическим транспортом. В отличие от него, при циклическом транспорте электрон с ФНР идет на bfi/f комплекс. Распределение потоков между циклическим и нециклическим транспортом позволяет регулировать восстановление НАДФ+.
При продвижении электрона по ЭТЦ на тилакоидной мембране возникает градиент протонов и создается трансмембранная разность потенциалов. Впоследствии энергия, запасенная в виде трансмембранной разности потенциалов, расходуется АТФ-синтазой на синтез АТФ из АДФ и неорганического фосфата (цит. по Тихонов , 1997).
Методика измерения термолюминесценции и методы обработки результатов экспериментов
Экспериментальная установка
Внешний вид установки показан на рис.10. Там же приведена и схема установки. При измерении ТЛ ФЭУ (в установке используется ФЭУ-79) работает в режиме счета фотонов. В блоке предварительной оцифровки сигнала происходит выделение моментов срабатывания ФЭУ и подача выходного сигнала в блок цифровой обработки сигнала. В блоке цифровой обработки сигнала происходит счет числа срабатываний ФЭУ за 1,25 с, оцифровка сигнала от термодиода и выдача этой информации в компьютер.
Водяной светофильтр использовали для подавления инфракрасного излучения от лампы накаливания, которое могло бы привести к нагреванию образца.
Охлаждающий кожух требовался для уменьшения фона и шумов ФЭУ, вызванных нагревом. Схема и фотография держателя образца приведены на рис. 11.
Методика измерения термолюминесценции
Для измерения ТЛ образец (высечка из листа бобового растения или несколько вырезок из листьев проростков пшеницы) помещали в держатель и подвергали предварительному освещению. Сначала образец освещали при 20С светом от лампы накаливания, пропущенным через водяной (тепловой) и интерференционный светофильтр с А тах-735 нм, в течение 1 минуты (для окисления переносчиков электронов между ФС), потом в течение 3 минут при -30 С светом от лампы накаливания, пропущенным только через водяной светофильтр. Далее образец охлаждали до -80 С, вставляли нагреватель в держатель образца и производили нагрев со скоростью 30С/мин. до 80 С с одновременной записью ТЛ.
Установка по возбуждению термолюминесценции 18 не лазерными вспышками
В работе была предпринята попытка получения кривых ТЛ листьев при предварительном освещении 18 не лазерными импульсами. С этой целью была изменена оптическая часть установки (рис. 12). Остальные узлы остались без изменений.
Функционально ОКГ ЛТИПЧ-8 состоит из: излучателя ИЗ-10, модулятора МИЛ-31, генератора импульсов напряжения МГИН-5, блока охлаждения БО-1. Активным элементом ОКГ является монокристалл алюмоиттрие-вого граната, легированный неодимом (1 на рис.12). Его накачка осуществляется с помощью лампы ИФП-800 (2 на рис.12), свет от которой фокусируется на кристалле с помощью отражателя (3 на рис.12). Модуляция добротности осуществляется электрооптическим затвором моноблочного типа, изготовленного из кристалла ДКДП (4 на рис.12). Кроме того, на рис.12 показаны зеркала - 5 и 6. Для охлаждения активного элемента используется раствор хромовокислого калия.
Модулятор МИЛ-31, предназначенный для электропитания твердотельных ОКГ, осуществляет питание лампы накачки и следование разрядных импульсов через нее. МИЛ-31 состоит из блока системы управления модулятором СУМ-7, блока заряда БЗ-1, блока разряда БР-1. Блок МГИН-5 предназначен для подачи управляющего напряжения на электрооптический затвор.
Длина волны излучения ЛТИПЧ-8 - 1064 нм. Для ее преобразования во вторую гармонику - 532 нм, используют кристалл ниобата лития. Фильтры СЗС-8 и СЗС-20 использовали для подавления первой гармоники и света от лампы накачки.
Для возбуждения ТЛ короткими вспышками была использована установка, представленная на рисунке 12. При этом использовали следующую методику. Сначала высечку из листа китайской розы адаптировали к темноте в течение 30 мин, затем охлаждали до -10С и при этой температуре подвергали освещению 2 вспышками с интервалом 10 с, затем охлаждали до -20 С и нагревали до 80С со скоростью 30С/мин.
Такая методика была выбрана из следующих соображений. 30 мин. адаптацию проводили для погашения ТЛ в области пика С (рис. 13). Наличие ТЛ в области пика С обусловлено тем, что до темновой адаптации растения находились на солнечном свету. Температура -10 С была выбрана для того, чтобы блокировать работу КВС и получить наилучшее возбуждение ТЛ. Для возбуждения ТЛ использовали 2 вспышки, так как на такое число вспьппек приходится максимум пика В. Полученные результаты приведены на рис. 14.
Путем изменения напряжения на лампе накачки было установлено, что при напряжении 850 В лазерный импульс является насыщающим. Таким образом, в работе была показана возможность возбуждения термолюминесценции 18 не насыщающими лазерными вспышками. Но из-за большой вариабельности кривых ТЛ, полученных на разных листьях (сильно изменялась интенсивность ТЛ), использование данной методики для систематических исследований оказалось затруднительным. В связи с этим в основной части работы использовали только возбуждение ТЛ непрерывным светом.
Опыт с проростками пшеницы, выращенными в почвенной культуре.. Опыт с проростками пшеницы, выращенными в условиях гидропоники
Усредненные кривые ТЛ листьев проростков пшеницы, выращенных из семян с 11 летним сроком хранения, приведены на рис. 23 и 24, а температуры максимумов пиков - в таблице 5. Достоверные отличия ТЛ для однократно и двукратно обработанных растений наблюдали только в области пика С: -30-ь80С. Статистическая оценка этих отличий дала следующие результаты: SP(3Q С,80 С)=45,4±5,3 усл.ед. - для однократно обработанных растений и Sp(30 С, 80 С)=28,1+4,8 усл.ед. - для двукратно обработанных растений.
Таким образом, можно сделать вывод, что в данном случае обработка препаратом BION вызвала изменение в ТЛ уже после 1-ой обработки, а после второй произошло усиление разницы в ТЛ обработанных и контрольных растений в области 30+80С приблизительно в 2 раза. Еще одно отличие от опыта с пшеницей «Любава» с 1 - летним сроком хранения семян состоит в том, что не было обнаружено отличия ТЛ в области пика А после второй обработки.
В работах (Golovina, Tikhonov, 1994; Golovina et aL, 1997) приведены данные, что длительное хранение семян вызывает нарушение в структуре ци-топлазматических мембран. Повышенную чувствительность ТЛ в области полосы С при обработке растений препаратом BIQN с длительным сроком хранении семян можно объяснить тем, что пик С связан с процессом деструкции мембран. И при воздействии на мембраны с нарушенной структурой активных форм кислорода пик С проявляется сильнее, чем у проростков пшеницы с небольшим сроком хранения еемян.
Опыт с проростками пшеницы, выращенными в условиях гидропоники
Для выращивания пшеницы «Лгобава» в условиях гидропоники использовали конструкцию, приведенную на рис. 25. В плошку наливали водопроводную воду или раствор препарата, затем на нее помещали конструкцию из фильтровальной бумаги и проволоки, содержащую семена. Семена располагали между двумя листами фильтровальной бумаги. Вода или раствор по фильтровальной бумаге поступали к семенам (проросткам). По мере уменьшения уровня воды (раствора) в плошки долизали водопроводную воду. Измерения проводили один раз, спустя три недели после посадки. Опыты про водили с пшеницей «Любава» с 1 - летним и 11 - летним сроком хранения семян
Термолюминесценция проростков пшеницы со сроком хранения семян 1 год, выращенных в условиях гидропонике
Температуры максимумов пиков приведены в таблице 6. В результате опытов было получено, что усредненные кривые ТЛ растений, выращенных на воде и на растворе препарата, отличались друг от друга более, чем на величину шума, в областях: -15-И0С, 1(Н370С и 37ч-80С. Оценка параметра SP(T],T2) приведена на рис.26. На диаграмме (рис.26) видно, что с указанным уровнем значимости отличия есть для всех концентраций в области пика С (37- 80 С). При концентрации препарата 4 мг на 30 мл воды проявилось различие в области пика A (-15-fl0C) и В (10-f37C), а для концентрации 5 мг на 30 мл в области пика В.
Основным результатом данного эксперимента следует считать то, что препарат BION вызывает появление пика С.
Термолюминесценция проростков пшеницы урожая с 11-летним сроком хранения семян, выращенных в условиях гидропоники.
Температуры максимумов пиков приведены в таблице 7. Различия в ТЛ контрольных и выращенных на растворе препарата BION проростков пшеницы, превышающие тепловой шум ФЭУ, наблюдали в областях: -15-=-10С, 10-г35С и 35 -80С (рис.27). В результате эксперимента было выявлено появление пика С (35-Т-80 С) при обработке препаратом. При концентрациях препарата 2 и 4 мг на 30 мл воды наблюдали увеличение ТЛ в области пика А (-15-Й0 С), достоверное даже с уровнем значимости 0,05. Подобный эффект наблюдали и для пшеницы «Любава» с 1 - летним сроком хранения семян, Зависимость параметра SpfTuTj) от концентрации препарата BIONa Пшеница «Любава» с 11 - летним сроком хранения семян. 5/30 выращенной в горшках с землей. Возможно, при обработке препаратом BION происходит слабое усиление ТЛ в области пика А, которое однако не всегда заметно из-за больших шумов.
ТЛ листьев пшеницы при добавлении в почву солевых антифризов и хитозана
Одним из негативных факторов, влияющих на состояние зеленых насаждений в городе, является попадание в почву после обработки дорог солевых антифризов. Причина негативного воздействия антифризов на растения заключается в труднодоступности почвенной влаги (Азовцева Н.А., 2004). Цель исследований, проведенных в данной работе, - изучить влияние солевых антифризов на работу фотосинтетического аппарата с помощью люминесцентных методов.
Одновременно с исследованием действия солевого антифриза ХКМ (хлористый кальций модифицированный) было проведено исследование действия хитозана на растения. Хитозан - природный полисахарид (рис.39) был выбран по двум причинам: из-за его элиситорных свойств (Кривцов ТТ., 1996) и возможности его использования для фиторемедиации - очистки почв
Элиситорное действие хитозана основано на том, что его структурным Рис. 39. Природный полисахарид хитозан. Данные по ЭПР листьев клена получены Птушенко В.В. элементом является глюкозоамин, который входит в состав клеточных стенок грибов, и при его попадании в растения включаются защитные реакции. Поэтому было интересно сравнить кривые ТЛ растений, обработанных хитоза-ном и препаратом BION .
В работе (Азовцева, 2004) было обнаружено, что внесение хитозана ускоряет процесс очистки почв от ионов Си2+с помощью растений. В этой связи был сделан вывод о перспективности использования хитозана для улучшения состояния зеленых насаждений города. Особо актуально эта проблема стоит для растений вблизи транспортных магистралей, так как они наиболее подвержены вредному влиянию. Как было выявлено в работе (Азовцева, 2004), одним из самых сильных негативных факторов, оказывающих воздействие на зеленые насаждения вдоль транспортных магистралей, является засоление почв, вызванное частым применением солевых антифризов. В связи с этим в модельном опыте представляло интерес исследовать не только действие хитозана на фотосинтетический аппарат растений, но и его совместное действие с одним из солевых антифризов.
В работе (Екобена, 1996) было исследовано действие хитозана как протравителя семян на ТЛ проростков пшеницы. Было показано, что хитозан действует не хуже Других протравителей: витавакса и байтана.
В данной работе исследовали действие хитозана и ХКМ на растения при раздельном и совместном внесении их в почву.
Измерения МИФ и ТЛ проводили на трехнедельных проростках пшеницы, выращенных в следующих условиях. В смешанные образцы городской почвы, классифицированной как урбанозём - реплантозём (по Строгановой М.Н., 1997) массой по 200 г было посеяно по 20 зерен пшеницы сорта «Лю-бава». В первом варианте опыта в почвенный образец был внесен водный раствор солевого антифриза ХКМ в количестве 0,4% антифриза от массы почвы. Во втором варианте в почву было внесено 10 мл 0,05% раствора хитозана. В третьем варианте в почву были внесены одновременно ХКМ и хитозан в указанных количествах. В качестве контроля использовали почву в ес тественном состоянии. Хитозан и антифриз вносили в почву три раза с недельным интервалом. Первый раз эти вещества вносили непосредственно перед посадкой семян.
Результаты измерений МИФ листьев растений, обработанных ХКМ и хитозаном, представлены на рис. 40 (уровень значимости 0,2). При внесение в почву солевого антифриза ХКМ произошло уменьшение параметра (FM - FT)/FT МИФ, что свидетельствует об ингибировании фотосинтеза. Внесение в почву хитозана вызвало увеличение значения (FM- FT)/FT (повышению фотосинтетической активности). При одновременном внесении в почву ХКМ и хитозана значения (FM - FT)/FT были понижены по сравнению с фоном, но выше, чем при внесении в почву только антифриза.
Изменение параметра (FM- FT)/FT медленной индукции флуоресценции при внесении в почву антифриза и хитозана.
Данные по ТЛ приведены в таблице 16 и на рисунке 41. Внесение в почву солевого антифриза привело к уменьшению ТЛ в области полосы A (Sp(-30;-5)=-l,0±0,9 усл.ед.) и сильному росту пика В (Sp(10;60)=12±4 усл.ед.). При этом произошло смещение температуры максимума пика В в область более высоких температур (таблца 18). Для контроля пик В был представлен в виде широкой полосы ТЛ (от 20С до 42С). В таком случае температуру максимума интенсивности определяли как среднее температур крайних точек плато. Смеще ние температуры максимума пика В обусловлено его составной природой (он состоит из пиков В] (низкотемпературный компонент) и В2 (высокотемпературный компонент)). Под действием ХКМ произошло усиление пик В2 и ос лабление В] (рис.41). Можно предположить, что это было вызвано блокированием перехода КВС из состояния $2 в состояние 8з- В пользу этого предположения говорит и уменьшение ТЛ в области полосы А, источником которой является рекаомбинация пары зарядов QA S/. Приведенные данные свидетельствуют о том, что солевой антифриз оказал угнетающее воздействие на функционирование ФС 2.
Внесение в почву хитозана привело к общему уменьшению интенсивности ТЛ как в области пика A (Sp(-30;-3)=-3,7±l,0 усл.ед.), так и в области пика В (Sp(10;60)=-4,0±1,5 усл. ед.) (рис.41). Можно предположить, что хито-зан увеличивает скорость безизлучательной дезактивации энергии, что и приводит к общему уменьшению ТЛ.
