Морфо-физиологические реакции растений на кратковременные снижения температуры в условиях разных фотопериодов

• Автор: Спиридонова, Евгения Анатольевна
• Шифр специальности: 03.01.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Флуктуации суточных температур воздуха в природе

1.2. Флуктуации суточных температур воздуха в условиях защищенного грунта

1.3. Влияние переменных суточных температур на морфофизиологические показатели растений

1.3.1. Суточный температурный градиент (DIF)

1.3.2. Ежесуточные кратковременные снижения температуры

(ДРОП)

1.4. Механизмы влияния переменных суточных температур на рост

и развитие растений
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Краткая характеристика объектов исследования
2.1.1. Chrysanthemum carinatum Schoubs. - хризантема килеватая .
2.1.2. Cucumis sativus L. - огурец посевной
2.1.3. Tagetes erectah. - бархатцы прямостоячие
2.1.4. Petunia х hybrida Vilm. - петуния гибридная
2.2. Методы исследований
2.2.1. Биометрический метод
2.2.2. Спектрофотометрический метод определения пигментов
2.2.3. Флуориметрический метод
2.3. Схемы постановки экспериментов
2.4. Математическая обработка данных
ГЛАВА 3. МОРФО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ РАСТЕНИЙ НА
КРАТКОВРЕМЕННЫЕ ЕЖЕСУТОЧНЫЕ СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАННИХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА
3.1. Морфологические показатели
3.2. Накопление и распределение по органам растений сухой массы
3.3. Состояние фотосинтетического аппарата и содержание
пигментов

ГЛАВА 4. ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ КРАТКОВРЕМЕННЫХ ЕЖЕСУТОЧНЫХ СНИЖЕНИЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ
РАСТЕНИЙ В ГЕНЕРАТИВНЫЙ ПЕРИОД ОНТОГЕНЕЗА
4Л. Морфологические показатели
4.2, Накопление и распределение по органам растений сухой массы
4.3. Развитие и продуктивность растений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Растения в процессе онтогенеза произрастают в переменных условиях среды и постоянно подвергаются действию широкого круга факторов среды - абиотических и биотических, среди которых важнейшими выступают температура и фотопериод. Фотопериод является одним из наиболее эволюционно стабильных факторов (Шилов, 2001; Gamer, Allard, 1920), в то время как изменение температуры гораздо более лабильно. Растения воспринимают различные температурные параметры, такие как абсолютное значение, градиент, сумму эффективных температур. Причем, отклик растений на температуру может быть отмечен как непосредственно в момент ее действия, так и в последействии на более поздних этапах развития (Ниа, 2009).
Большинство исследований сфокусировано на изучении реакции растений на действие низких положительных и отрицательных температур с экспозицией в минутах и сутках (Александров, 1975; Удовенко, Гончарова, 1982; Кислюк, 1985; Титов, 1989; Кузнецов, 1992; Войников и др., 2004; Трунова, 2007; Guy, 1990; Thomashow, 1999; и др.), и гораздо меньше внимания уделяется влиянию переменных температурных условий (Радченко, 1966; Went, 1944; Samach, Wigge, 2005), в то время как даже небольшие варьирования в суточной температуре могут оказать драматическое влияние на рост и развитие растений (Kumar, Wigge, 2010). В последнее время эта проблема становится все более актуальной в связи с глобальными изменениями климата, которые в XXI веке могут существенно изменить условия произрастания растений (Lee et al., 2008). Так, недавнее значительное увеличение температуры весной в умеренных широтах вызвало ускорение цветения у многих видов растений (Sparks et al., 2000; Menzel et al., 2001), а некоторые исследователи полагают, что влияние только температуры может привести даже к исчезновению трети всех европейских видов растений (Thuiller et al., 2005). В соответствии с одним из сценариев изменения климата на ближайшие десятилетия нестабильность суточной температуры, проявляющаяся в резких переходах от оптимальных к субоптимальным значениям, особенно в ранневесенний период на северо-западе России, будет усиливаться (Филатов и др., 2003), в связи с чем изучение влияния флуктуирующих температур становится еще более актуальным.
Разработка новых энергосберегающих экологически чистых технологий выращивания растений в условиях защищенного грунта также требует получения новых знаний о действии переменных суточных температур на растения. В литературе

Петуния. Бархатцы. Семена петунии (Petunia х hybrida, сорт Стелярис) и бархатцев (Tagetes erecta, сорт Купидон) высеивали в почвенно-песчаный грунт (2:1). Пикировку проводили на стадии первой пары настоящих листьев у бархатцев и третьей пары листьев у петунии. Опыты проводили при фотопериодах (день/ночь 8/16, 12/12, 16/8 и 24/0 ч) с выдерживанием одинакового суточного интеграла света 5,3 моль/сут. Интенсивность света (лампы ДРЛ-400) составляла 150, 100, 75 и 50 Вт/м2 при фотопериодах 8/16, 12/12, 16/8 и 24/0 ч, соответственно, относительная влажность воздуха - 60-70%, концентрация СОг -0,03%. До начала низкотемпературных обработок в течение одного месяца растения выращивали при оптимальной температуре 22°С. По достижении фазы 3-4-х листьев у бархатцев и 9-10 листьев у петунии растения контрольного варианта оставляли при 22°С, а опытные растения подвергали в течение 6 сут ежесуточным снижениям до субоптималь-ной температуры 12°С (Adams et al., 1999; Горбаченков, 2005; Moccaldi, Runkle, 2007) в конце ночного периода или до завершения 24 ч цикла при круглосуточном освещении на 2 или 6 ч (варианты «ДРОП_2» и «ДРОП_6»), либо выращивали при постоянной низкой температуре 12°С (вариант «ПНТ»). Среднесуточная температура в вариантах ДРОП_2, ДРОП6 и контроль составляла 21±1°С. По окончании температурных обработок определяли число листьев (или их пар) на главном побеге, высоту растения, число боковых побегов, сухую массу растения и его органов, содержание пигментов в листьях, показатели флуоресценции. Повторность опыта при проведении биометрических измерений в пределах температурного варианта 10-ти кратная, для определения пигментов в листьях - 4-кратная, параметров флуоресценции — 10-кратная. Каждый опыт проводили 2-3 раза.
Для изучения последействия экспериментальных температурных обработок на процессы генеративного развития и хозяйственную продуктивность в середине июня по 9 растений каждого вида на температурный вариант в 3-х повторностях были высажены в открытый грунт на экспериментальные клумбы с культуроземом темноцветным маломощным (Почва .., 1997), общей площадью 20 м2. Полив растений выполняли регулярно. За растениями вели регулярные наблюдения - в каждом варианте опыта фиксировали даты начала фазы бутонизации и фазы цветения (10% от общего числа растений), а также наступление массового (100% цветущих растений) цветения. Два-три раза в неделю отмечали число раскрытых цветков у петуний и полностью открытых соцветий у бархатцев, окрашенных бутонов у петунии и бутонов размером более 5 мм в диаметре у бархатцев.