Введение к работе
Актуальность темы. СОг-газообмен является основным внешним проявлением жизнедеятельности растений и служит показателем состояния их метаболизма. Определения зависимости фотосинтеза и дыхания от основных факторов среды позволяют вскрыть пластичность или консервативность обмена исследуемого объекта, выявить степень толерантности к стрессовым воздействиям (Заленский, 1977; Цельни-кер, 1978; Вознесенский, 1989; Criddle et al., 1995). Эколого-физиоло-гаческне исследования ССЬ-газообмена включены в программы по изучению первичной продуктивности природных фитоценозов и влияния антропогенного фактора на растительность (Моопеу, 1972; Osmond, 1987, Physiological ecology..., 1985; Lambers, Poorter, 1992). На паш взгляд, определения СОг-газообмена, позволяющие оценить возможности растений приспосабливаться к новой среде обитания, важны для характеристики видов, перспективных для привлечения в культуру (Рапонтик сафлоровидный..., 1992).
Нами проведено изучение СОг-газообмена н роста редкого лекар-, стаєнного растения Rhapanticum carthamoides (Willd.) Iljin, имеющего ограниченный природный ареал (Горный Алтай, Саяны). В Ботаническом саду Института биологии Коми научного центра УрО РАН рапонтик сафлоровидный выращивается с 60-х годов (Малораспространенные..., 1979), но какие-либо систематические физиологические исследования рапоптика сафлоровидпого пе проводились.
Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы — провести эколого-физиологическое изучение СОг-газообмена и роста Rhaponti-сит carthamoides (Willd.) Iljin, чтобы охарактеризовать адаптивный и продукционный потенциал растений при выращивании в подзоне средней тайга Европейского Северо-Востока.
В задачи работы входило:
-
Выявить особенности роста и накопления биомассы.
-
Проанализировать дыхательную и фотосннтетическую деятель-' ность, а также соотношение этих процессов на уровне листа и
целого растения.
-
Изучить закономерности изменения интенсивности фотосинтеза и дыхания под воздействием факторов внешней среды — температуры, светового режима и азотного питания.
-
Рассмотреть влияние факторов среды на взаимосвязи функциональных составляющих продукционного процесса и оценить роль основных физиологических функций в адаптивных реакциях растений.
Работа выполнялась в соответствии с планом НИР Института биологии Коми научного центра УрО РАН N Гр 01.9.20 000504.
Научная новизна. Получепные результаты дополняют и углубляют представления о регуляторних взаимосвязях между фотосинтезом, дыханием и ростом; составляют теоретическую основу оценки метаболической активности растений в различных условиях среды по показателям газообмена. Проведенные эколого-физиологические исследования СОггазообмепа и роста вскрывают адаптационные возможности растений, обеспечивающие способность произрастать за пределами природного ареала.
Подобраны математические функции для описания световой кривой фотосинтеза и расчета основных ее параметров. Предложены математические способы оценки величины видимого фотосинтеза при интенсивности радиации приспособления и доказана возможность использования этого показателя в расчетах суточного баланса СОг.
Практическая значимость. Дана эколого-физиологическая характеристика рапонтика сафлоровидногр, позволяющая вместе с анатомо-морфологическими, систематическими и генетическими данными, оценить реакцию вида на воздействие факторов окружающей среды. Это имеет важное значение для селекции и интродукции растений. Полученные данные можно использовать для разработки эмпирических моделей продукционного процесса растений и оптимизации условий выращивания рапонтика сафпоровидного в культуре.
Апробация работы. Материалы диссертации были доложены и представлены на Второй молодежной научной конференции Института биологии Коми~НЦ УрО РАН (Сыктывкар, 1993); XII Коми Республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 1994); III съезде Всероссийского общества физиологов растений (Санкт-Петербург, 1993); научном семинаре Лаборатории экологии фотосинте-
за БИН (Санкт-Петербург, 1994); заседаниях Коми отделения ВОФР (Сыктывкар, 1994, 1995); Международной конференции "Дыхание растений: физиологические и экологические аспекты" (Сыктывкар, 1995).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 145 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков и 25 таблиц. Список литературы включает 199 наименований, в том числе 94 на иностранном языке.
