Зроблено стислий огляд історії математичного моделювання продукційного процесу рослин, подані загальна блок-схема моделей та основні функціональні залежності, які застосовуються в них. Розглянуто моделі останніх років, що базуються на даних дистанційних зондувань посівів, а також їх параметри (надземна маса, листковий індекс, концентрація хлорофілу), які можуть використовуватись в якості вхідних величин у математичних моделях для уточнення прогнозів. За літературними джерелами представлені схеми інтеграції математичних моделей з дистанційними.

Ключ. слова: Zea mays L., фотосинтетический потенциал, чистая продуктивность фотосинтеза, листовой индекс посева, прогноз урожайности
Індекс рубрикатора НБУВ: П212.2-314.8-47

Рубрики:

Кукурудза

Шифр НБУВ: Ж61831 Пошук видання у каталогах НБУВ 

По материалам литературных источников изложены современные представления о возможных механизмах фотопротекторного действия каротиноидов и функционировании виолаксантинового цикла в мембранах хлоропластов. Обсуждена роль зеаксантина в диссипации излишков поглощенного света в зависимости от условий выращивания и вида растений.

Исследовано нефотохимическое тушение флуоресценции хлорофилла (НФТ ФХ) в связи с изменениями состава пигментов виолаксантинового цикла (ВЦ) на свету в листьях растений яровой пшеницы, выращенной в контрастных условиях азотного питания или засоления почвы. Обнаружена тесная положительная корреляция между НФТ ФХ, с одной стороны, и состоянием деэпоксидации пигментов ВЦ, содержанием зеаксантина в светоадаптированных листьях, а также отношением количества виолаксантина в темноадаптированных листьях к его содержанию в светоадаптированных - с другой. Полученные результаты свидетельствуют об увеличении в условиях данных стрессов нефотохимических потерь поглощенной фотосинтетическим аппаратом энергии, причем реализация этого процесса тесно связана с образованием зеаксантина в ВЦ.

В вегетационном опыте исследована динамика содержания хлорофиллов, каротиноидов и ксантофиллов в верхнем полностью развитом листе растений яровой пшеницы в период от фазы кущения до фазы молочной спелости зерна в зависимости от содержания азота в почве. Показана зависимость изменения содержания изученных пигментов от уровня азотного питания и периода вегетации. Установлено достоверное возрастание относительного содержания каротиноидов и ксантофиллов в репродуктивный период в варианте без внесения азота. Стабильность доли каждого из ксантофиллов в их общем пуле свидетельствует о малой изменчивости соотношения между ними в онтогенезе и под влиянием недостаточного азотного питания.

Предложена методика количественного определения содержания ксантофиллов в растительных образцах на жидкостном хроматографе высокого давления в изократическом режиме. Метод основан на идентификации ксантофиллов, выделенных с помощью тонкослойной хроматографии, и последующем их количественном определении на жидкостном хроматографе.

Исследованы корреляционные связи мжду показателями мощности развития фотосинтетического аппарата и параметрами зерновой продуктивности растений пяти отличающихся по урожайности генотипов озимой пшеницы в контрастные по количеству осадков, температурному режиму и длительности солнечного сияния годы. Количество зерен в колосе тесно коррелировало с хлорофилльным индексом листьев в фазу цветения как в пределах каждого года, так и в целом за 2 года. Корреляционное отношение между количеством зерен в колосе и листовым индексом в эту фазу было меньше и сильнее колебалось по годам. Зерновая продуктивность тесно коррелировала с фотосинтетическими потенциалами. Сделан вывод, что хлорофилльный индекс в фазу цветения, а также фотосинтетические потенциалы листьев растений озимой пшеницы являются информативными показателями фотосинтеза и продукционного процесса и их можно использовать для ранжирования по урожайности посевов, выращенных в одинаковых погодных условиях.

Исследованы корреляционные связи между зерновой продуктивностью и хлорофилльным фотосинтетическим потенциалом листьев у растений 5 генотипов озимой пшеницы в контрастные по погодным условиям годы и в целом за весь трехлетний период исследований. Корреляционные отношения между хлорофилльным фотосинтетическим потенциалом листьев и урожаем зерна в отдельные годы исследований были выше, чем в общем за три года. Это связано с различиями, вносимыми погодными условиями в характер взаимосвязи этих параметров. Отклонения урожайности, определенные по уравнению регрессии, от фактических колебались в пределах 1 - 18 ц/га и в среднем составляли около 7 ц/га. Сделан вывод об удовлетворительной точности оценки зерновой продуктивности по уравнению регрессии на основе хлорофилльного фотосинтетического потенциала листьев, полученному по многолетним данным, и возможности его использования в годы, отличающиеся по погодным условиям.

Исследована реакция величины пула виолаксантинового цикла (ВЦ) и показателя его деэпоксидации на нарушение донорно-акцепторного баланса (ДАБ) у растений трех сортов озимой пшеницы. Установлено, что удаление колоса достоверно не влияет на величину пула ВЦ на единицу площади флагового листа и на единицу массы хлорофилла у сортов озимой пшеницы Фаворитка и Володарка. В листьях сорта Смуглянка пул ВЦ на единицу хлорофилла в контрольном варианте в полуденные и вечерние часы был соответственно на 24 и 17 % ниже, чем в опытном варианте. У всех трех сортов в результате декапитации увеличивалась доля деэпоксидированных пигментов: в утренние и вечерние часы - на 12 - 20 % по сравнению с контролем, в полдень - на 26 - 28 % (максимальная разница). Сделан вывод, что деэпоксидация пигментов цикла зависит от состояния донорно-акдепторных отношений в большей степени, чем размер его пула. При этом сортовые особенности, наблюдающиеся в благоприятных условиях, сохранялись и при нарушении ДАБ растения.

Індекс рубрикатора НБУВ: Е50*723.115.1 + П212.103-317

Рубрики:

Загальна ботаніка

Озима пшениця

Шифр НБУВ: Ж61831 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Рассмотрены вопросы повышения продуктивности пшеницы в аспекте улучшения характеристик фотосинтетического аппарата. Обсуждены современное состояние исследований, перспективы и стратегии, направленные на дальнейшее повышение урожайности этой важной культуры в связи с оптимизацией физиологических процессов. На основании литературных данных и результатов собственных экспериментов проанализированы закономерности формирования агроценозов с повышенной фотосинтетической продуктивностью, выделены физиологические признаки, связанные с высокой продуктивностью. Сравнительная оценка параметров фотосинтетического аппарата современных высокоинтенсивных сортов озимой пшеницы селекции Института физиологии растений и генетики НАН Украины и широко распространенного в 1970-х гг. известного сорта Мироновская 808 позволила определить тесно связанный с урожайностью этой культуры показатель - хлорофилльный фотосинтетический потенциал листьев за период цветение - молочно-восковая спелость.

Індекс рубрикатора НБУВ: П212.103-264.1

Рубрики:

Озима пшениця

Шифр НБУВ: Ж21341/а Пошук видання у каталогах НБУВ 

Обобщен большой фактический материал по изучению связей параметров фотосинтетического аппарата с продуктивностью растительного организма и агроценоза. Рассмотрены проблемы поиска фотосинтетических показателей, наиболее тесно связанных с продуктивностью, освещены соответствующие им физиологические процессы и определены возможные пути их улучшения для оптимизации продукционного процесса растений в целом. Выяснены возможности современных спектрофотометрических методов дистанционного определения содержания хлорофилла и азота в листьях. Проанализирована связь вегетационных индексов, рассчитанных на основе спектральных показателей листьев, с урожайностью посевов.

Обобщены результаты исследований, проведенных в отделе физиологии и экологии фотосинтеза ИФРГ НАН Украины, в глобальном контексте изучения роли фотосинтеза в продукционном процессе растений. Проанализированы перспективы и стратегии активизации фотосинтетических процессов на разных уровнях организации - от молекулярного до ценотического - с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных растений, в особенности озимой пшеницы. Подчеркнута важность примененного системного подхода для поиска лимитирующих факторов фотосинтеза и продукционного процесса растений.

Обсуждены вопросы роли фотосинтетических пигментов в листьях пшеницы в повышении продуктивности этой важной продовольственной культуры. На основании собственных и литературных данных проанализировано современное состояние исследований взаимосвязи пигментов фотосинтетического аппарата с зерновой продуктивностью. В результате сравнения содержания хлорофилла в листьях сорта озимой пшеницы более ранней селекции и современных высокоинтенсивных сортов селекции Института физиологии растений и генетики установлено, что рост урожайности последних сопровождался повышением содержания фотосинтетических пигментов в их листьях. Кроме того, высокоинтенсивные сорта отличались лучшей адаптацией фотосинтетического аппарата к изменяющимся условиям среды вследствие более быстрой регуляции переключения потоков поглощенной световой энергии между фотохимическим и нефотохимическим каналами и более эффективному ее использованию в фотохимических реакциях. Показаны возможности применения молекулярных маркеров для выяснения генетических механизмов наследования пигментного аппарата и их использования для улучшения продуктивности растений.

Досліджено фізіолого-біохімічні механізми асиміляції вуглекислого газу, що лежить в основі продуктивності рослинного організму. Фотосинтетичні процеси та особливості їх регуляції, як за нормальних, так і стресових умов, розглянуто для всіх рівнів організації, починаючи від хлоропластного і закінчуючи цілою рослиною. Приділено увагу процесу фотодихання і його ролі у захисті фотосинтетичного апарату за відхилення чинників зовнішнього середовища від оптимуму. Вивчено закономірності регуляції фотосинтезу в донорно-акцепторній системі рослини та питання розподілу асимілятів між органами.

В полевых экспериментах исследовали совместное влияние карбамидо-аммиачной смеси (КАС) и комплекса микроэлементов, хелатированных карбоновыми кислотами, при подкормке посевов по вегетации в фазе выхода в трубку на формирование фотосинтетического аппарата, продукционный процесс и урожайность озимой и яровой пшеницы. Для сравнения использовали вариант с фоновым питанием (контроль), вариант с подкормкой аммиачной селитрой и вариант с подкормкой КАС без микроэлементов. Установлено, что применение КАС в качестве азотной подкормки вместе с комплексом карбоксилатов микроэлементов способствовало сохранению большего количества продуктивных стеблей и лучшему развитию фотосинтетического аппарата посева. Отмечено повышение содержания хлорофилла в листьях, увеличение хлорофилльных индексов посевов в фазы цветения и молочно -восковой спелости зерна, а также хлорофилльного потенциала посева по сравнению с вариантом с фоновым питанием и вариантом с подкормкой аммиачной селитрой, однако различия с подкормкой КАС без микроэлементов были менее выраженными и зависели от сорта. Совместное применение КАС с комплексом микроэлементов повышало урожайность, как озимых, так и ярового сортов пшеницы по сравнению со всеми остальными вариантами и, тем самым, эффективность использования азота при внекорневой подкормке КАС.

С помощью клеточных биотехнологий созданы фертильные межродовые (овсяница тростниковая сорта Зарница и райграс многоцветковый сорта Матадор) гибриды фестулолиума морфотипа овсяницы тростниковой. Разработаны методы микроклонального размножения межродовых гибридов. Описаны условия микроклонального размножения, позволяющие сократить сроки создания гибридов фестулолиума. Проведен сравнительный анализ содержания углеводов в зеленой массе гибридных растений фестулолиума и их родительских форм. Установлено, что гибриды существенно (на 17 - 27 %) превышали родительские формы по суммарному содержанию водорастворимых углеводов в вегетативной массе, относительное содержание дисахаридов в суммарном содержании водорастворимых углеводов у родительских форм было меньше (36 - 39 %), чем у гибридных растений (50 - 53 %). Созданные фертильные межродовые гибриды фестулолиума морфотипа овсяницы тростниковой являются генетическими источниками хозяйственно-ценных признаков и могут служить основой для селекции сортов и гибридов многолетних злаковых трав с высоким уровнем продуктивности.