Условия создания моделированной невесомости и исследование пространственной ориентации, роста и развития пшеницы при наземных испытаниях прототипа космической оранжереи с выпуклой посадочной поверхностью

• Автор: Зяблова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 03.00.23
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РЕАКЦИЙ ГРАВИТРОПИЗМА РАСТЕНИЙ

1.1. Современное представление о гравитропизмс растений

1.2. Зависимость динамики гравитропичееких реакций изгиба побегов растений от приложенных сил, вида и возраста растений и условий окружающей среды
1.2.1. Зависимость динамики гравитропичееких реакций изгиба побегов растении от приложенных сил
1.2.2. Зависимость динамики гравитропичееких реакций изгиба побегов от вида и возраста растений
1.2.3. Зависимость динамики гравитропичееких реакций изгиба побегов от температуры и влажности окружающего воздуха, а также от внешней вибрации

1.3. Методы исследования гравитропизма растений

1.3.1. Методы исследования динамики реакций грааитропического изгиба осевых органов растений
1.3.2. Методика исследования реакций гравитропизма пшеницы применительно к прототипу космической оранжереи Полусфера

1.3.2.1. Описание и характеристики оранжереи Полусфера

1.3.2.2. Методика исследования гравитропичееких реакций растений на ступенчатые отклонения побегов от вертикали
1.3.2.3. Разработка методики определения предельно допустимой скорости вращения вегетационной камеры оранжереи Полусфера для посева пшеницы
1.4. Переходные процессы гравитропического изгиба побегов пшеницы сорта

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ РЕАКЦИЙ РАСТЕНИЙ ПРИ
СОВМЕСТНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ГРАВИТРОПИЧЕСКИХ И
ФОТОТРОПИЧЕСКИХ СТИМУЛОВ
2.1. Современное представление о фототропизме растений
2.2. Анализ современных данных о воздействии света на гравитропические реакции
растений
2.3. Методика исследований переходных процессов изгиба осевых органов растений
при совместном воздействии гравитационного и светового стимулов
2.4. Результаты исследования реакций пшеницы на одновременное
воздействие гравитационного и светового стимулов
2.5. Оценка минимальной допустимой скорости вращения вегетационной камеры
космической оранжереи Полусфера с выпуклой посадочной поверхностью при наземных испытаниях
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ,
ХАРАКТЕРИСТИК РОСТА И РАЗВИТИЯ ПШЕНИЦЫ, ВЫРАЩЕННОЙ В
ПРОТОТИПЕ КО СО СФЕРИЧЕСКОЙ ПОСАДОЧНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ В
УСЛОВИЯХ МОДЕЛИРОВАННОЙ НЕВЕСОМОСТИ
3.1. Методика культивирования пшеницы в прототипе КО Полусфера
3.1.1. Методика проведения экспериментов по исследованию влияния режимов вращения
и освещения посева в оранжерее Полусфера на пространственную ориентацию и характеристики роста и развития 5дневных растений карликовой пшеницы
3.1.2. Методика проведения эксперимента по исследованию влияния скорости вращения вегетационной камеры оранжереи Полусфера на пространственное положение амилонластов в клетках эндодермы колсоптилей пшеницы
3.1.3. Методика проведения эксперимента по исследованию влияния вращения вегетационной камеры оранжереи Полусфера на характеристики роста и развития карликовой пшеницы в процессе вегетации
3.2. Ориентация и характеристики роста и развития 5дневных побегов пшеницы в
посевах, выращенных при различных режимах работы оранжереи Полусфера
3.2.1. Ориентация 5дневных побегов пшеницы в посевах, выращенных при различных
режимах работы оранжереи Полусфера
3.2.2. Влияние различных режимов работы прототипа КО Полусфера на
характеристики роста и развития 5дневного посева пшеницы
3.3. Влияние скорости вращения вегетационной камеры оранжереи Полусфера на пространственное положение амилопластов в клетках эндодермы колеоптилей пшеницы
3.4. Характеристики роста и развития дневного посева пшеницы, выращенного в условиях моделирования невесомости в оранжерее Полусфера
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


В4, направлен от центра посадочной поверхности вдоль радиусов, и во всех квадрантах поперечного сечения вегетационной камеры гравигроп и чески й и фототропически й стимулы действуют на побеги в противоположных направлениях. Тем не менее, при переходе побега из II квадранта в III, а затем из IV кв. I кв. При медленной скорости вращения вегетационной камеры оранжереи вокруг горизонтальной оси в гравитационном поле растения будут успевать изгибать свои осевые органы при переходе из квадранта в квадрант поперечного сечения. В этом случае, по крайней мере, дважды за каждый оборот побеги в посеве будут изменять направления отклонений, искажая при этом свою ориентацию вдоль радиальных направлений и нарушая самораздвигающуюся структуру посева. При этом вышеупомянутые преимущества посева на выпуклой посадочной поверхности будут приуменьшены или вовсе не смогут проявиться. В лабораторных прототипах цилиндрических вегетационных установок под названиями Фитоцикл и Фитоцикл СД было экспериментально обнаружено, что листовые салатные культуры китайская и пекинская капуста, листовая горчица образуют самораздвигающиеся посевы при вращении вегетационной камеры со скоростью в пределах от 3 до обчас vi . Тем не менее, до настоящего времени не существовало теоретического обоснования нижнего допустимого предела скорости вращения растений в таких установках. При вращении оранжереи с выпуклой посадочной поверхностью вокруг горизон тальной оси на растения оказывается такое же воздействие, как в вертикальном клиностатс. В многочисленных работах по клиностатированию растений приводится ряд конструкций клиностатов и параметров их вращения в экспериментах с растениями. Например, в работе . В обзоре V , приведен широкий диапазон скоростей вращения вертикальных клиностатов, используемых различными исследователями гравитропизма растений от 0,5 обчас до обмин. II. Автор обнаружил, что при скорости вращения контрольных растений пшеницы, равной 6 обчас, это условие выполнялось, и рекомендовал в качестве допустимого для моделирования эффектов невесомости на растениях диапазон скоростей от до обчас, как наиболее приемлемый для большинства растений в наземных условиях. В случае использования в качестве объектов исследования проростков, по замечанию автора, эта скорость должна быть существенно уменьшена, однако, не указана насколько. В ряде работ использовали для моделирования невесомости для проростков нескольких видов растений вращение на клиностате со скоростью 1 обчас, однако, без какоголибо обоснования , , , , i, , , . Указанный чисто эмпирический критерий для определения допустимой скорости вращения клиностатов для моделирования эффектов невесомости требует большого количества космических экспериментов и трудозатрат, в частности, вследствие зависимости этого параметра от вида и возраста растений. Между тем, этот параметр является важным техническим показателем, поскольку при увеличении скорости вращения повышается энергопотребление и, соответственно, эквивалентная масса оборудования для наземных испытаний и доводки КО, а также снижается ресурс привода вращения. В данной работе предложен метод определения ПДС скорости вращения по динамическим характеристикам грави и фоготропических реакций выращиваемых растений при совместном воздействии соответствующих стимулов. Поскольку в настоящее время динамические характеристики тропических реакций растений изучены явно недостаточно, в рамках нашего исследования необходимо было получить экспериментальные данные о процессах изгиба побегов растений, перспективных для выращивания в проектируемых космических оранжереях, под воздействием упомянутых стимулов. В качестве объекта исследования мы использовали карликовую мягкую пшеницу , специально выведенную в Университете штата Юта, США, для космических исследований . Такой выбор был обусловлен двумя причинами. Вопервых, в большинстве известных моделей биояоготехнических систем жизнеобеспечения или искусственных экологических систем, включающих человека, культура пшеницы занимала существенный процент от до посевной площади, в зависимости от доли рациона питания, воспроизводимой с помощью культивирования растений i .