Биология и филиология продукционных процессов у растения огурца

Также в результате кратковременных  низкотемпературных воздействий в  условиях всех фотопериодов, отмечаем уменьшение длины черешка первого листа при ежесуточном снижении температуры на 6 ч в конце ночного периода. (таблица 4.2). Данные морфогенетический эффект представляет несомненный интерес, поскольку именно длина черешка листьев во многом определяет внешний вид надземной части растений огурца.

Таблица 4.2 – Влияние ежесуточных  кратковременных снижений температуры (на 2 и 6ч) на длину черешка (см) первого  настоящего листа растений огурца на ранних этапах онтогенеза в  условиях разных фотопериодов

Вариант опыта	Продолжительность фотопериода, ч
	8/16	12/12	16/8	24/0
Контроль	1,8	1,5	1,7	1,9
ДРОП_2	1,6	1,4	1,6	1,6
ДРОП_6	1,5	1,3	1,3	1,3

Вывод: Проведенные исследования дали возможность нам изучить продукционные процессы (рост и развитие габитуса огурца) в растениях огурца сорта Зозуля под действием различных показателей температуры. Исходя из описания вышеизложенного опыта, мы видим, что технология кратковременных снижений температуры может быть успешно использована для получения компактной рассады растений огурца независимо от длительности фотопериода.

4.4 Задачи и актуальность исследования (опыта № 2)

 

В контролируемых и естественных условиях произрастания растений постоянно меняются уровень освещенности, температура, концентрация СО2 и другие факторы. Приспособление растений при этом происходит в динамическом режиме, задаваемом периодом изменений факторов среды. Данные экспериментов Кособрюхова А.А. дали нам возможность рассмотреть закономерности длительного, в течение нескольких недель, и кратковременного, в течение нескольких часов, периодического повышения концентрации углекислоты на активность фотосинтетического аппарата и содержание углеводов в листьях 3-недельных растений огурца (Cucumis sativus L.)

 

 

 

4.5 Методика проведения опыта  № 2

 

Растения огурца (Cucumis sativus L., гибрид Московский тепличный), выращивют на питательном растворе Кнопа в вегетационных камерах КВ-1Р при естественной и повышенной концентрации углекислоты в течение 2124 дней. Подачу СО2 в камеры осуществляют в течение всего периода выращивания растений в дневное время с помощью разработанной системы, включающей баллон с СО2, редуктор, электромагнитный клапан СКН-2, игольчатый кран точной регулировки, распределительные трубки [10-11]. В ночное время растения находятся при естественной концентрации углекислоты в воздухе. Включение и выключение электромагнитного клапана осуществляется в автоматическом режиме с помощью часового механизма камеры КВ-1Р. Опыт начинают при естественной [CO2], равной 0.03%, после чего через 3 ч концентрацию СО₂ повышают до 0.1% и затем цикл повторяли (т.е. 3 ч при естественной [CO2], затем 3 ч при повышенной [CO₂]). В результате растения в течение дня находились при повышенной [CO₂] в течение 6 ч. Интенсивность света под лампами ДРЛФ-400, совместно с зеркальными лампами ЗН-8 должна составлять 105 Вт/м2, температурный режим день/ночь. СО2-газообмен измеряют с помощью дифференциального СО₂/Н₂О инфракрасного газоанализатора Ciras-2 (Великобритания), соединенного с листовой камерой-прищепкой площадью 2.5 см2 и прикрепленным к ней источником света. Для построения углекислотной зависимости с помощью микропроцессора устанавливали уровни концентрации углекислоты в воздухе от 0 до 2.4 ммоль СО₂/моль. При расчетах параметров используют уравнения, описывающие зависимости на различных участках лимитирования СО2-газообмена: для активности РБФК/О (Wc), скорости регенерации РБФ (Wj) а также скорости регенерации Pi (Wp) [17]. Во всех опытах каждый вариант включает по 3 повторности. Результаты исследований заносят в таблицу.

4.6 Результаты исследования опыта № 2

 

Таким образом скорость фотосинтетического поглощения углекислоты растениями огурца, определяется работой самого фотосинтетического аппарата, а также степенью открытости устьиц. В условиях периодического повышения [CO₂] в утренние часы наблюдали высокую скорость фотосинтеза, несмотря на то, что растения в этот период находились при естественном уровне (0.03%) углекислоты. В середине дня скорость фотосинтеза снижалась по сравнению с утренними значениями, как в период с естественной, так и при повышенной [CO₂]. Однако при 0.1% [CO₂] фотосинтез был несколько выше по сравнению с периодом, когда растения находились при естественной [CO₂] 

В зависимости от времени проведения исследований – начале, середине или конце дня, а также начале или конце периодов с естественной или повышенной [CO₂] – лимитирующими были разные компоненты фотосинтетического аппарата растворимые сахара. Поскольку накопление углеводов в листьях определяется не только скоростью их синтеза в листьях, но и скоростью оттока в другие органы растений, в [15,19]последующем определили содержание неструктурных углеводов в разных органах. Важная роль в регуляции фотосинтеза принадлежит пулу крахмал-Снижение положительного эффекта CO₂ на активность фотосинтетического аппарата в условиях кратковременного и длительного действия углекислоты на растения могло быть обусловлено изменением содержания неструктурных углеводов. (таблица 4.3)

Таблица 4.3 - Параметры аппроксимации углекислотных  кривых СО₂-газообмена листьев растений, выращенных в условиях периодического 3-часового повышения [СО₂]

Параметр	0.03%		0.1%
	14:30	16:30	13:30	17:30
Скорость темнового  выделения СО2, мкмоль/(м2 с)	2.39	1.62	4.89	1.62
Эффективность карбоксилирования, мкмоль СО2/(м2 с Пa)	0.80	2.08	1.92	0.34
Максимальная скорость карбоксилирования, мкмоль/(м2 с)	28.50	20.80	48.80	22.70
Скорость утилизации триозофосфатов, мкмоль/(м2 с)	3.69	4.08	4.65	10.87
Максимальная  скорость поглощения СО2, мкмоль/(м2 с)	18.70	23.70	24.96	26.87

 

Вывод: Данные исследований позволяют считать, что у растений развиваются адаптивные процессы, ведущие к изменению активности световых и темновых реакций фотосинтеза. Изменение скорости реакции карбоксилирования при кратковременном повышении [CO2] связано с изменением активности самого фермента РБФК/О, скорости реакции регенерации РБФ. Последовательное включение и длительность сохранения преобладающей роли каждого из этих процессов различались в зависимости от предшествующего периода с естественной или повышенной концентрацией углекислоты, а также от времени суток. Согласование работы всех систем регуляции обеспечивает эффективное использование растениями повышенной [CO₂], что в итоге выражается в более высокой продуктивности растений.

 

ВЫВОДЫ

 

1. На морфологическое строение и биологию культуры огурца, в частности длину стебля и побегов существенно влияют условия выращивания.

2. Для огурцов выделили детерминантные  формы и «кустовые».

3. Огурцы по типу опыления  можно разделить на пчелоопыляемые  и партенокарпические (бессемейные).

4. На скорость развития растений огурца влияет интенсивность света.

5. Поддержание оптимального водного режима почвы и воздуха при выращивании огурца - одно из важных условий для нормального развития растений и получения высоких урожаев качественной продукции.

6. Многочисленные исследования культуры огурца показали, что наиболее балгоприятная температура почвы для выращивания огурцов находится в пределах  в пределах 24-26 ⁰С.

7. Важнейшими элементами питания являются макроэлементы (N, Р, К, Са, Mg) и микроэлементы (В, Мn, Сu, Zn, Mo и др.).

8. Воздействие на растения огурца углекислого газа способствует обильному образованию женских цветков, повышению урожайности.

9. Технология кратковременных снижений  температуры может быть успешно  использована для получения компактной рассады растений огурца независимо от длительности фотопериода.

10. Скорость фотосинтетического поглощения углекислоты растениями огурца, определяется работой самого фотосинтетического аппарата, а также степенью открытости устьиц.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Марковская Е.Ф. Адаптация  Cucucmis sativus L. К температурному фактору  в онтогенезе // Физиология растений. – 1994. Т. 41, № 4. С. 589-594

2.  Марковская Е.Ф., Сысоева М.И. Роль суточного  температурного градиента в онтогенезе  растений. М.: Наука, 2004. 119 с.

3. Moe R., Heins R.D. Thermo- and photomorphogenesis in plants // Adv. Floriculture Res. Agric. Univ. of Norway. 2000. Rep. № 6. P. 52-64.

4. Деева В.П. Ретарданты - регуляторы роста растений. Минск:  Наука и техника, 1980. 173 с. 

5. Erwin J. E., Heins R. D., Karlsson M. G. Thermomorphogenesis in Lilium longiflorum // Am. J. Bot. 1989. V. 76. P. 47-52. 

6. Heins R. D., Erwin J. E. Understanding and applying DIF // Greenhouse Grower. - 1990. V. 8. P. 73-78.

7. Мое R., Mortensen L.M., Grimstad S.O. Control of plant morphogenesis without growth retardants // Acta Hortic. 1992. V. 319. P. 323-328.

8. Mortensen L.M., Moe R. Effects of various day and night temperature treatments on the morphogenesis and growth of some  greenhouse and bedding plant species // Acta Hortic. 1992. V. 327. P. 77-86

9. Спиридонова Е.А., Шерудило Е.Г., Шибаева Т.Г., Сысоева М.И. Влияние ежесуточных кратковременных снижений температуры на формирование габитуса растений огурца в условиях разных фотопериодов // Фундаментальные и прикладные проблемы ботаники в начале XXI века: Материалы всеросс. конф. (22–27 сентября 2008 г.). Часть 6: Экологическая физиология и биохимия растений. Интродукция растений. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2008. C. 125-127.

10.  Гродзинский Д.М. Биофизика растений. Киев: Наук. думка, 1972. 256 с. 
    11. Мокроносов А.Т. Онтогенетический аспект фотосинтеза. М.: Наука, 1981. 194 с. 
     12. Цельникер Ю.Л., Осипова О.П., Николаева М.К. Физиологические аспекты адаптации листьев к условиям освещения // Физиология фотосинтеза / Под ред. Ничипоровича А.А. М.: Наука, 1982. С. 187-203. 
     13. Бухов Н.Г. Динамическая световая регуляция фотосинтеза // Физиология растений. 2004. Т. 51. С. 825-837. 
     14. Курец В.К. Системный подход к исследованию СО2-газообмена и терморезистентности растений: Автореф. дис. … докт. биол. наук. М.: ТСХА, 1990. 40 с. 
     15. Дроздов С.Н., Курец В.К. Последействие ночных температур на нетто-фотосинтез интактных растений огурца // Докл. РАН. 1999. Т. 368. С. 423-425. 
     16. Безденежных В.А. К вопросу о формализации процесса адаптации растений // Влияние факторов внешней среды и физиологически активных веществ на терморезистентность и продуктивность растений / Под ред. Дроздова С.Н., Титова А.Ф. Петрозаводск: изд-во Карельского ф-ла АН СССР, 1982. С. 94-103. 
     17. Гуляев Б.И., Рожко И.И., Рогаченко А.Д., Голик К.Н., Митрофанов Б.А., Борисюк В.А. Фотосинтез, продукционный процесс и продуктивность растений. Киев: Наук. думка, 1989. 152 с. 
     18. Лайск А.Х. Кинетика фотосинтеза и фотодыхания С3 растений. М.: Наука, 1977. 195 с. 
     19. DeLucia E.H., Sasek T.W., Strain B.R. Photosynthesis Inhibition after Long-Term Exposure to Elevated Levels of Atmospheric Carbon Dioxide // Photosynth. Res. 1985. V. 7. P. 175-184.

20. А.Е. Портянкин. Современные гибриды огурца для открытого грунта // Вестник овощевода № 1, 2009 г.

21. Ващенко С.Ф., Чекунова З.И., Савинова И.И., и др. Овощеводство защищенного грунта. – М.: Колос, 1984. –272 с.

22. Лебедева А.Т., Огурец. М.: Росагропромиздат, 1988 – 48 с.

23. Болотских А.С. Огурцы. Харьков. «Фолио», 2002. –287 с.

24. Советкина В.Е., и др. Овощеводство защищенного грунта. – М.: Колос,

25. Глунцов Н.М., Штефан В.К. Удобрения овощных культур. - М.: Московский рабочий, 1975. – с.67-117.

26. Журбицкий З.И. Физиологические и агрохимические основы применения удобрений. М.: АН СССР, 1963. – 294 с.

27. Магницкий К.П. Диагностика потребности растений в удобрениях. М.: Московский рабочий., 1972. – с.216-231. –271 с.