Статья: Воздействие светодиодных и натриевых облучателей на рост и развитие растений, выращенных методом клонального микроразмножения (in vitro)

Аналогичные закономерности прослеживаются по показателям сухой массы листьев и корня, а также средней площади листа (таблица 2), что подтверждала и визуальная диагностика: растения в варианте 1 и 2 были заметно крупнее, с более развитой вегетативной массой.

При этом более четкая градация морфометрических параметров прослеживается у земляники садовой сорта Мельга. Так, сухая масса листьев, корня и, следовательно, биологическая продуктивность растения в целом первых двух вариантов превышают в 2 и более раз по сравнению с третьим вариантом опыта. Промежуточные значения были получены в контроле под светильником на основе натриевой лампы высокого давления лампы ДНаТ. Таким образом, преобладание в спектре светильников вариантов 1 и 2 красного света способствует более интенсивному вегетативному росту, о чем свидетельствует, в частности, существенное увеличение площади листьев.

Известно, что в области ФАР поглощение света весьма велико и имеет два чётких максимума в синей (400-500 нм) и красной (600-700 нм) областях. Эти максимумы обусловлены, в первую очередь, содержанием в листьях хлорофиллов а и b. В среднем в синей и красной областях спектра поглощается около 80-90 % падающего излучения [13]. Спектральный состав может оказывать сильное воздействие на оптические свойства листьев, изменяя их поглощательную способность, а также на размеры и толщину листовой пластинки [14]. Кроме того, он оказывает существенное действие на структуру фотосинтетического аппарата и его функционирование, а также влияет на метаболизм в клетке, газообмен при фотосинтезе [15-18].

Важным интегральным показателем мезоструктуры листа является удельная поверхностная плотность листьев (УПП). Это показатель отражает содержание биомассы на единицу площади листовой поверхности и косвенно может служить мерой ее толщины, чем больше величина УПП, тем эффективнее идут процессы фотосинтеза, так как в расчете на единицу поверхности листа синтезируется большая биомасса, кроме того, значение УПП листа имеет генетическую обусловленность и у различных генотипов оно различно [19, 20]. Реакция исследуемых видов растений на условия освещения достоверно различалась: наибольшие значения УПП были выявлены в вариантах 1 и 2 независимо от культуры, наименьшие значения - в варианте 3 (таблица 2).

Таблица 1 Биометрические показатели растений земляники садовой и розы почвопокровной в зависимости от способа до- свечивания, 1 месяц после начала эксперимента

Таблица 2 Морфометрические параметры растений земляники садовой и розы почвопокровной в зависимости от способа досвечивания.

Прирост сухого вещества за исследуемый период у всех вариантов опыта составлял 420-2000% от их исходного веса (рисунок 2). Максимальный прирост органического вещества наблюдался у земляники садовой сорта 'Мельга' в диапазоне от 830 до 2020%. При этом, за короткий промежуток вегетативного роста (1 месяц), растения земляники в вариантах 1 и 2 накопили сухого вещества два раза больше по сравнению с третьим и на 41% больше относительно контроля.

У растений розы почвопокровной сорта 'Фейри' динамика прироста сухого вещества была схожей, однако абсолютные значения значительно меньше от 420 до 800%.

Так же как и для прироста сухого вещества, различия между вариантами освещения по суммарной листовой поверхности были более весомыми в ва- риантах 1 и 2, независимо от вида растений.

Рис. 2. Прирост сухой биомассы растений (в %) к первоначальным показателям, через 1 месяц после начала эксперимента

Однако показатели ассимиляционной поверхности у розы почвопокровной лишь незначительно уступали таковым земляники и даже несколько превышали у контрольных растений. Вероятно, таким образом запрограммирована генетическая модель онтогенетического развития листового аппарата у опытных растений.

Заключение

Выявлена специфичность в формировании надземной и подземной частей растений в зависимости от варианта освещения. Полученные материалы позволяют считать, что оптимальным способом досветки растений земляники садовой и розы почвопокровной сорта 'Фейри' в условиях отапливаемых теплиц являются два варианта. Для земляники садовой сорта Мельга' рекомендуются преимущественно светильник VCSIN-I- 180-NW, потребляемая мощность - 180 Вт, напряжение -220 В, светодиодный модуль - Citizen CECLU048-1818C4-403M2M2-F (вариант 2) и вторым, по значимости, светильник VCSF-I-180- PW, потребляемая мощность - 180 Вт, напряжение - 220 В, светодиодный модуль - Citizen CLU04H 85/200-PW (вариант 1), при плотности потока фотонов - 200 мкмоль/м2-с.

Для розы же почвопокровной сорта 'Фейри' рекомендуется, прежде всего, светильник VCSF- I-180-PW, потребляемая мощность - 180 Вт, напряжение - 220 В, светодиодный модуль - Citizen CLU04H 85/200-PW (вариант 1) и, на втором месте, светильник VCSIN-I-180-NW, потребляемая мощность - 180 Вт, напряжение - 220 В, светодиодный модуль - Citizen CECLU048-1818C4- 403M2M2-F (вариант 2), при плотности потока фотонов - 200 мкмоль/м2-с.

Список литературы

1. Тараканов И.Г. Фоторегуляция в адаптивных стратегиях овощных растений: дис. докт. биол. наук: 03.00.12, Москва, 2007, 152 с.

2. Дорофеев В.Ю., Медведева Ю.В., Карначук Р.А. // «Оптимизация светового режима при культивировании оздоровленных растений картофеля in vitro с целью повышения продукционного процесса», материалы VI Московского международного конгресса, часть 1 (Москва, 21-25 марта, 2011 г.). Москва: ЗАО «Экспо-биохимтехнологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2011. С. 238-239.

3. Карначук P.A. Регуляторная роль света разного спектрального состава в процессах роста и фотосинтетической активности листа растений, автореф. дисс. д-ра биол. наук: 03.00.12, Москва, 1989, 42 с.

4. Протасова Н.Н., Кефели, В.И. Фотосинтез и рост высших растений, их взаимосвязь и корреляции. Физиология фотосинтеза. Москва: Наука, 1982. 251 с.

5. Тихомиров А.А., Шарупич В.П., Лисовский Г.М. Светокультура растений: Биофизиче ские и технологические основы. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2000. 213 с.

6. Беркович Ю.А., Кривобок Н.М., Смолянина С.О., Ерохин А.Н. Космические оранжереи: настоящее и будущее. Москва: Слово, 2005. 367 с.

7. Samuoleiene G., Brazaityte A., Urbonaviciute A., Saba^eviene G., Duchovskis Р // Zemdirbyste. 2010. Vol. 97, pp. 99-104.

8. Яковцева М.Н. Морфогенетическая регуляция роста и развития земляники садовой (Fragaria х ananassa Duch.) в условиях светокультуры: дис. канд. биол. наук: 03.00.12, Москва, 2017. 154 с.

9. Говоров П.П., Велит І.А., Щиренко В.В., Пилипчук Р.В. Навчальний посібник для студентів спеціальності «Світлотехніка та джерела світла». Тернопіль, 2011. 79 с.

10. Леман В.М. Курс светокультуры растений. Москва: Высшая школа, 1976. 271 с.

11. Дмитриев Н.Н., Хуснидинов Ш.К. // Вестник КрасГАУ, биологические науки. 2016. № 7. С. 88 - 93.

12. Евлаков П.М., Заплетин В.Ю., Ржевский С.Г. Организация и регуляция физиолого-биохимических процессов. Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 2019. С. 64 - 78.

13. Шульгин И.А. О световом режиме в теплицах. // Гавриш. 2001. №5. С. 27 - 29.

14. Тихомиров А.А., Лисовский Г.М., Сидько Ф.Я. Спектральный состав света и продуктивность растений. Новосибирск: Наука, 1991. 168 с.

15. Воскресенская Н.П. Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений. Москва: Наука, 1975. 36 с.

16. Белл Л.Н. Теоретические основы фотосинтетической продуктивности. Москва: Наука, 1972. 135 с.

17. Карначук Р.А., Головацкая И.Ф. // Физиология растений. 1998. Т. 45. № 6. С. 92 - 934.

18. Чайка М.Т., Савченко Г.Е. Биосинтез хлорофилла в процессе развития пластид. Минск: Наука и техника, 1981. 168 с.

19. Абдуллаев Х.А., Каримов Х.Х. Индексы фотосинтеза в селекции хлопчатника. Душанбе: Дониш, 2001. 267 с.

20. Evlakov P.M., Tsarev A.P., Tsareva R.P., Rzhevsky S.G., Zapletin V. // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 226 012018.

References

1. Tarakanov I.G. Diss. doct. biol. nauk. Moscow, 2007, 152 p.

2. Dorofeev V.Yu., Medvedeva Yu.V., Karnachuk R. A., Proceedings of the VI Moscow International Congress, part 1, March 21-25, 2011, Moscow, 2011, pp. 238-239.

3. Karnachuk PA. Avtoref. Diss. doct. boil. nauk, Moscow, 1989, 42 p.

4. Protasova N.N., Kefeli V.I. Fotosintez i rost vysshikh rasteniy, ikh vzaimosvyaz' i korrelyatsii. Fiziologiya fotosinteza. Moscow, Nauka, 1982, 251 p.

5. Tikhomirov A.A., Sharupich V.P., Lisovskiy M. Svetokul'tura rasteniy: Biofizicheskiye i tekhnologicheskiye osnovy. Novosibirsk, Izd. SO RAN, 2000, 213 p.

6. Berkovich YU.A., Krivobok N.M., Smolyanina S. O., Yerokhin A.N. Kosmicheskiye oranzherei: nastoyashcheye i budushcheye. Moscow, Slovo, 2005, 367 p.

7. Samuoleiene G., Brazaityte A., Urbonaviciute A., Saba^eviene G., Duchovskis P., Zemdirbyste-Ag- ricultur, 2010, Vol. 97, pp. 99-104.

8. Yakovtseva M.N. Diss. kand. biol. nauk, Moscow, 2017, 154 p.

9. Govorov P. P., Velit І. A., Schirenko V. V., Pilipchuk R. V. Navchal'nij posibnik dlya studentiv special'nosti «Svitlotekhnika ta dzherela svitla», Ter- nopil', 2011, 79 p.

10. Leman V.M., Kurs svetokul'tury rastenij. Moscow, Vysshaya shkola, 1976, 271 p.

11. Dmitriev N.N., Khusnidinov Sh.K., The Bulletin of KrasGAU, 2016, No. 7, pp. 88-93.

12. Evlakov P.M., Zapletin V.Yu., Rzhevskij S.G., Organizaciya i regulyaciya fiziologo-biohimicheskih processov. Voronezh, 2019, pp. 64 - 78.

13. Shulgin I.A., Gavrish, 2001, No.5, pp. 27-29

14. Tihomirov A.A., Lisovskij, G.M., Sid'ko, Ya. Spektral'nyj sostav sveta i produktivnost' rastenij. Novosibirsk, Nauka, 1991, 168 p.

15. Voskresenskaya N.P., Fotoregulyaciya metabolizma i morfogeneza rastenij, Moscow, Nauka, 1975, 36 p.

16. Bell L.N., Teoreticheskie osnovy fotosinteticheskoj produktivnosti. Moscow, Nauka, 1972, 135 p.

17. Karnachuk R.A., Golovackaya I.F., Plant physiology, 1998, V. 45, No. 6, pp. 92 - 934.

18. Chajka M.T., Savchenko G.E., Biosintez hlorofilla v processe razvitiya plastid. Minsk, Nauka i tekhnika, 1981, 168 p.

19. Abdullaev H.A., Karimov H.H., Indeksy fotosinteza v selekcii hlopchatnika. Dushanbe, Donish, 2001, 267 p.

20. Evlakov P.M., Tsarev A.P., Tsareva R.P., Rzhevsky S.G., Zapletin V. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 226 012018.