Delist.ru

ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ РАСТЕНИЙ (15.09.2007)

Автор: Цуканова Елена Михайловна

Таблица 1. - Наиболее уязвимые для воздействия экологических

стрессоров фазы развития растений

Культура Возрастные

периоды Сроки повреждения

растений Фенологическая фаза

Яблоня, груша вишня плодоносящие конец мая –

начало июня цветение, образование завязей

молодые в течение всего вегетационного периода все

Древесные листопадные культуры взрослые май цветение, активный вегетативный рост

Смородина черная,

цветная молодые конец мая –

середина июня активный рост побегов

плодоносящие июнь – начало июля созревание плодов и активный рост побегов

Крыжовник плодоносящие июнь – начало июля созревание плодов и активный рост побегов

Земляника молодые

плодоносящие конец апреля - май начало отрастания листьев, выдвижение цветоносов, цветение

Лилии однолетние конец июня –

начало июля цветение, рост бульбочек

Подсолнечник однолетние конец июня –

начало июля цветение, образование семян

повреждающих факторов каждого периода в годовом цикле растений (рис.3).

Коэффициент 1 – стрессорности декабря-февраля - суммарно-усредненный коэффициент, включающий количество оттепельных (экстремально-холодных) дней, глубину оттепелей (морозов), амплитуду колебания суточных температур.

Коэффициент 2 – стрессорности апреля-июня - суммарно-усредненный коэффициент, включающий количество дней со среднесуточной температурой <+15°C, значения абсолютных минимумов в данные месяцы, амплитуду суточного перепада температур.

Коэффициент 3 – стрессорности июля-августа - суммарно-усредненный коэффициент, включающий суммарное значение количества осадков в июне- июле, величину отклонения данного показателя от среднемноголетнего значения и среднесуточную температуру воздуха.

Коэффициент 4 – стрессорности октября-ноября - суммарно-усредненный коэффициент, включающий количество дней со среднесуточной температурой < -10°C, (>10) значение абсолютных минимумов (максимумов) в данные месяцы, амплитуду суточного перепада температур.

Коэффициент 5 – влияния солнечной активности - среднегодовое значение числа Вольфа.

Усредненный коэффициент стрессорности температурно-водного режима года – суммарно-усредненное значение коэффициентов 1-4.

По нашему мнению, с помощью данных коэффициентов возможно описание условий любого года по степени его энергозатратности для растений. Месяцы годичного цикла, включенные в каждый из коэффициентов мы распределили относительно фенофаз развития плодовых растений. Коэффициент 1 соответствует периоду покоя и перехода растений из глубокого покоя в вынужденный. Коэффициент 2 соответствует периоду начала вегетации, цветению и образования завязей. Коэффициент 3 соответствует периоду формирования и созревания плода, а также периоду закладки урожая будущего года. Коэффициент 4 соответствует периоду подготовки и вхождения растений в состояние покоя.

Диагностические показатели функционального состояния растений

Воздействие на растения различных стрессовых факторов приводит к ответной реакции многих физиологических показателей. Известно, что глубинный механизм любого повреждения это разрушительное действие свободных радикалов активного кислорода или пероксида водорода. Ферменты каталаза и пероксидаза являются первым барьером на пути свободно-радикального окисления, т.к. способны инициировать процесс разложения молекул пероксида водорода на воду и молекулярный кислород и связывать молекулы активного кислорода в клетках. В связи с этим, индукция и репрессия ферментативной активности представляет значительный интерес для использования ее в качестве диагностических показателей функционального состояния растительного организма.

Измерение индукции переменной флуоресценции хлорофилла-а в ассимиляционных тканях (Fv/Fm) позволяет оценить активность работы фотосистемы-2 хлорофиллсодержащих тканей и может служить диагностическим показателем состояния фотосинтетического аппарата растений. Корректность использования методов определения интенсивности работы фотосинтетического аппарата для выявления степени стрессорности физиологического состояния растения подтверждается, в частности, тем, что фотосинтез является одним из наиболее уязвимых процессов для окислительного повреждения.

С целью выявления наиболее информативных доступных и пригодных к экспресс-анализу методов диагностики функционального состояния растений, нами была проведена серия модельных лабораторных и полевых опытов на фасоли, ели, лилии, шиповнике, облепихе, жимолости, смородине, крыжовнике, груше, вишне, яблоне. В качестве модельного стрессора использовали паракват (метилвиологен), который относится к классу дипиридиловых соединений и является одним из наиболее признанных в мире препаратов, вызывающих классический окислительный стресс.

В процессе рекогносцировочных исследований с использованием различных концентраций препарата было установлено, что концентрация 0,2Ммоль для растений плодовых и большинства ягодных культур является

Рис. 4. Симптомы повреждения листьев яблони естественными

стрессорами и при обработке паракватом.

Рис. 5. Полиномиальная аппроксимация изменения ферментативной и фотосинтетической активности листьев яблони после воздействии

модельного стрессора.

Рис. 6. Изменение показателей функционального состояния растений яблони при обработке паракватом различных по степени устойчивости сортов.

сублетальной и вызывает повреждения наиболее близко соответствующие фенотипическим проявлениям таковых, полученных при естественном стрессовом воздействии (рис. 4).

В результате комплекса исследований, проведенных на различных по устойчивости сортах яблони, груши, вишни, земляники, смородины, установлено, что динамические характеристики активности ферментов каталазы и пероксидазы и интенсивности работы фотосистемы-2 достоверно отражают изменения функционального состояния растений, причем, если динамические кривые интенсивности фотосинтеза листьев и активности каталазы были аналогичны, то активность пероксидазы изменялась несколько иначе.

загрузка...