Динамика изменения оптимумов нетто-фотосинтеза, транспирации, температуры листа и факторов внешней среды в течение периода вегетации Viburnum tinus L. в условиях ЮБК

Ильницкий О.А.; Корсакова С.П.; Плугатарь Ю.В.; Паштецкий А.В.

гибридный фонд культуры, для дальнейшей регистрации отечественных сортов с целью импортозамещения и совершенствования декоративного садоводства РФ; организовано производство посадочного материала клематисов; подготовлена к изданию и издана литература по культуре клематис.

УДК 582.9374:581.08.132

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИМУМОВ НЕТТО-ФОТОСИНТЕЗА, ТРАНСПИРАЦИИ, ТЕМПЕРАТУРЫ ЛИСТА И ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРИОДА ВЕГЕТАЦИИ VIBURNUM TINUS L. В

УСЛОВИЯХ ЮБК

Ильницкий О.А., Корсакова С.П., Плугатарь Ю.В., Паштецкий А.В. ФГБУН «Никитский ботанический сад - Национальный научный центр РАН»,

e-mail: [email protected]

Сохранение естественной растительности, закладка новых и реконструкция существующих зеленых насаждений в условиях Южного берега Крыма (ЮБК) предполагает уделение особого внимания растениям различных видов, находятся в условиях микроклимата, формируемого окружающей средой. При подборе таких растений необходимо изучение различных процессов их жизнедеятельности в условиях их произрастания.

Целью работы было исследование зависимостей интенсивности фотосинтеза от факторов внешней среды - температуры и дефицита влажности воздуха, фотосинтетически активной солнечной радиации, а также интенсивности транспирации и температуры листьев, позволяющих определить оптимальные и ограничивающие условия их произрастания в различных регионах ЮБК и в разные периоды их вегетации (июнь, сентябрь - октябрь).

Объект исследований Viburnum tinus L., произрастающий в различных регионах ЮБК, являющихся сухими субтропиками. Для выявления зависимостей интенсивности фотосинтеза (Tn, мкмоль/(м2с) растений от основных факторов внешней среды (Тв.,°С; Тл.,°С - температура соответственно воздуха и листа; I-ФАР, мкмоль/(м с) -фотосинтетически активная радиация; Бв, кПа - дефицит влажности воздуха), а также интенсивности транспирации - E мг/(м2с) была проведена серия опытов в тепличных условиях. Исследования проводились на территории центрального отделения ФГБУН «НБС-ННЦ», участок «Лавровое». Интенсивность СО2-газообмена листьев с 3-кратной повторностью определяли на сформированных молодых интактных листьях верхней части побега каждые 15-20 мин с помощью автоматической 4-канальной системы открытого типа для мониторинга CO2 обмена и транспирации листьев «Монитор фотосинтеза РТМ-48А» (Bioinstruments S.R.L., Молдова) при естественной концентрации СО2 в воздухе около 0,04%. Фотосинтетически активную радиацию (ФАР) и другие параметры окружающей среды: температуру (°С) и влажность воздуха (%) - измеряли датчиками Метео-модуля RTH-48, подключенными к цифровому входу системы РТМ-48А; температуру листа (°С) - датчиком LT-1P, влажность почвы (%) -датчиком SMS-5P, относительную скорость сокодвижения в стебле (от.ед.) - датчиком сокодвижения SF-5P, подключенными к аналоговым входам РТМ-48А.

Статистическую обработку полученных данных выполняли с использованием прикладных компьютерных программ Statistica 10 ("Statsoft Inc.", США) и Microsoft Excel 2010. Для моделирования и сглаживания двумерных данных использованы

методы наименьших квадратов и робастной локально-взвешенной регрессии (Statistica

10). Все расчеты осуществляли при заданном уровне значимости P<0,05. Отображение

функции отклика фотосинтеза на факторы внешней среды в трехмерной системе

координат имеет форму выпуклой поверхности с максимумом в верхней точке, что

позволило для Viburnum tinus L. получить численные коэффициенты нелинейных

регрессионных уравнений (моделей) взаимосвязей величины нетто-фотосинтеза с

основными факторами внешней среды, а также температурой и транспирацией листа.

Из проведенных исследований видно, что температурный оптимум фотосинтеза

в июне Pn=f(I,T) находится при температуре воздуха Тв=28-32°С, 1=600-1600

мкмоль/(м2с). Максимальная скорость фотосинтеза достигает Pn=8,0-12,5 2 2 мкмоль/(м с); в сентябре-октябре Тв=22-27°С, 1=400-1050 мкмоль/(м2с), Pn=7-11

мкмоль/(м2с). Оптимум зависимости Pn=f(I, D) от дефицита влажности воздуха в июне

2

находится при Dв=0,5-3,5 кПа, 1=600-1600 мкмоль/(м2с) и составляет 8,0-12,5

мкмоль/(м2с); в сентябре-октябре Dв=0,5-2кПа, I=400-1050 мкмоль/(м2с)., Pn=7-11

мкмоль/(м с, ). Определены условия потенциальных максимумов и границ оптимумов

фотосинтеза Рп=Щ,Тл). В июне они находится при температуре листа 25,0-32,0°С,

I=600-1600 мкмоль/(м с). Максимальная скорость фотосинтеза достигала Pn=8-12,5

мкмоль/(м2с).; в сентябре-октябре Тл=22-29°С, I=400-1050 мкмоль/(м2с), Pn= 7,0-11,0

мкмоль/(м с). Определены также зависимости между различными факторами внешней

среды и транспирацией Рп=Щ,Ел), а также найдены оптимумы этого параметра на

протяжении периода вегетации. В июне оптимум равен Ел=75,0-110 мг/(м с), I=600-

1600 мкмоль/(м2с), максимальная скорость фотосинтеза достигала Pn=8,0-12,5 2 2 2 мкмоль/(м с); в сентябре-октябре Ел=30-40 мг/(м с), I=400-1050 мкмоль/(м с), Pn=7-

11 мкмоль/(м2с).

Результаты исследований показывают, что оптимальное значение Pn за июнь -сентябрь-октябрь уменьшилось на 12,0%, интенсивности транспирации - на 63,64%, температуры воздуха (Тв) - на 15,7%, дефицита влажности воздуха (DB) - на 42,86%, температуры листа (Тл) - на 9,4% , освещенности ФАР-I - на 34,38%.

Причинами этих изменений являются: изменение фаз вегетации растения (прекращение активного роста), погодных условий, а также старения листьев, которые приводят к изменению температурно-световых оптимумов интенсивности фотосинтеза. Полученные данные дают возможность интерпретировать скорость фотосинтеза как потенциальную эколого-физиологическую характеристику данного вида, что позволяет сравнивать различные виды растений, произрастающих в сходных условиях, по показателям, измеренным с использованием одинаковой методики.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 14-50-00079.

УДК 581.522.4:582.662

ПРОГНОЗ ИНТРОДУКЦИОННОЙ ЦЕННОСТИ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ПРОГРАММЫ «DINCER» В АРИДНЫХ УСЛОВИЯХ ПУСТЫННОЙ ЗОНЫ МАНГИСТАУ

Иманбаева А.А., Белозеров И.Ф.

РГП «Мангышлакский экспериментальный ботанический сад» Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан, e-mail: imangarden@mail. ru, bif17@mail. ru

Суровые природно-климатические условия пустынной зоны Мангистау, отличающиеся экстрааридностью климата, засоленностью, мелкопрофильностью и