На главную / Экология / Рост и газообмен СО2 у лесных деревьев

Рост и газообмен СО2 у лесных деревьев

| Печать |

М.: Наука, 1993. − 256 с.

Монография содержит сводку литературы и экспериментальные данные, характеризующие многообразие связей между процессами роста и газообмена у хвойных и лиственных деревьев. Проанализировано развитие фотосинтетической функции и донорно-акцепторных  отношений в онтогенезе хвои и листа. Изучено дыхание фотосинтезирующих органов на свету. Найдено соотношение дыхательных затрат ствола на рост и поддержание. Разработана имитационная модель развития поверхности ассимилирующих и неассимилирующих органов у метамеров скелетных ветвей с возрастом, что позволяет определить долю ассимилятов, затраченных на дыхание ветвей разного возраста.

Рассчитана на физиологов растений, экологов, ботаников и лесоводов.

Вложения:
Скачать файл (Рост и газообмен.djvu)Рост и газообмен СО2 у лесных деревьев[Монография в формате DjVu]2902 Kb

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение (Ю.Л. Цельникер)

РАЗВИТИЕ СТРУКТУРЫ И ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ФУНКЦИИ В ОНТОГЕНЕЗЕ АССИМИЛИРУЮЩИХ ОРГАНОВ

Глава 1. Формирование структуры ассимилирующих органов деревьев хвойных пород (A.Г. Ковалев)

Структура взрослой хвои

Развитие анатомической структуры в период роста хвои

Влияние интенсивности ФАР на структуру хвои

Глава 2. Формирование структуры ассимилирующих органов у деревьев лиственных пород (Ю.Л. Цельникер)

Развитие анатомической структуры в период роста листа

Формирование хлоропластов во время роста листа

Влияние температуры на скорость роста листа

Глава 3. Динамика фотохимической и ферментной систем фотосинтеза в онтогенезе хвои и листа (Ю.Л. Цельникер)

Формирование фотохимической системы фотосинтеза в онтогенезе хвои и листа

Динамика активности рибулезобифосфаткарбоксилазы в онтогенезе листа

Глава 4. Развитие фотосинтетической функции хвои и листьев (И.С. Малкина, Ю.Л. Цельникер)

Газообмен CO2 в онтогенезе хвои и листа

Влияние световых условий местообитания на СО2-газообмен

Влияние анатомических и биохимических свойств фотосинтетического аппарата на

функцию фотосинтеза

Глава 5. Интенсивность фотосинтеза в кроне у листьев, закончивших рост (И.С. Малкина, Ю.Л. Цельникер, А.Г. Ковалев)

Зависимость анатомической структуры и интенсивности фотосинтеза ассимилирующих органов от размеров побега и листа

Влияние возраста дерева на структуру и фотосинтетическую функцию хвои и листа

Фотосинтез в разных частях кроны

Глава 6. Импорт и экспорт органического вещества хвоей и листьями в течение вегетационного периода (Ю.Л. Цельникер, И.С. Малкина)

Хвойные породы

Лиственные породы

ДЫХАНИЕ АССИМИЛИРУЮЩИХ И НЕАССИМИЛИРУЮЩИХ ОРГАНОВ

Глава 7. Дыхание листьев на свету (С.Н. Чмора)

Составляющие дыхания на свету

Количественные соотношения между фотосинтезом и дыханием на свету и в темноте

Модифицированное темновое дыхание на свету

Исследования фотосинтеза, модифицированного темнового дыхания и дыхания в темноте у листьев различных древесных пород

Зависимость составляющих выделения СО2 при выключении света от интенсивности света в предшествующий период освещения

Зависимость между фотосинтезом и максимальной скоростью выделения СO2 после выключения света у различных древесных пород и на разных фазах развития

Временная организация пула модифицированного темнового дыхания

Глава 8. Дыхание стволов и ветвей (Ю.Л. Цельникер, И.С. Малкина)

Дыхание стволов у разных пород

Глава 9. Дыхание корневых систем (Н.И. Мамаев)

Суточный и сезонный ритмы дыхания корней

Дыхание разных частей корневой системы

Количественная оценка выделения СО2 корнями

Влияние почвенных условий на рост и дыхание корней

СТРУКТУРА КРОНЫ И ГАЗООБМЕН ДЕРЕВА

Глава 10. Развитие структуры кроим в онтогенезе дерева (Ю.Л. Цельникер)

Скелетная часть кроны

Ассимилирующие органы

Глава 11. Газообмен и баланс органического вещества у надземной части дерева (Ю.Л. Цельникер, И.С. Малкина)

Световой режим полога древостоя и кроны дерева

Баланс органического вещества у ветвей разного возраста

Баланс органического вещества опытных деревьев

Глава 12. Влияние эдафических факторов па рост и газообмен СО2 (Ю.Л. Цельникер, И.С. Малкина, В.В. Мамаев, Л.Г. Молчанов)

Влияние плодородия почвы на рост и газообмен СО2

Влияние водного режима почвы на рост и газообмен СО2

Заключение (Ю.Л. Цельникер)

Список сокращений

Литература

 

Введение

Рост растений – процесс, который тесно связан с газообменом СО2 – фотосинтезом и дыханием, поскольку оба этих процесса обеспечивают растение необходимыми для биосинтеза как строительными материалами, так и энергией. Наличие связи между ростом и газообменом СО2 стало очевидно с тех пор, когда были открыты сами процессы газообмена и объяснено их физиологическое значение. Однако, понимание всей сложности и многообразия взаимодействия роста и газообмена СО2 – всецело заслуга исследований самого последнего времени, хотя многие аспекты этих взаимодействий остаются нераскрытыми до конца и до сих пор.

Если в прошлом исследователи искали прямую зависимость между интенсивностью фотосинтеза и скоростью роста, то на смену этому представлению пришло другое, согласно которому не только интенсивность фотосинтеза, но и работающая масса (поверхность), и время работы ответственны за синтез биомассы, причем каждый из этих параметров может контролировать скорость роста. Математически данное представление было выражено в виде широко известного уравнения баланса органического вещества, одним из членов которого выступает расход вещества на дыхание [Boysen-Jensen, 1932; Иванов, 1941; Ничипорович, 1955]. Последнее вынудило исследователей обратить внимание на количественное распределение ассимилятов между фотосинтезирующими и нефотосинтезирующими органами. Возникла гипотеза, согласно которой скорость роста в большей мере зависит от доли листьев в общей биомассе, чем от активности фотосинтетического аппарата. И хотя роль дыхания как источника энергии для идущих при росте биосинтезов была известна [Сабинин, 1955; Жолкевич, 1968], тем не менее в большинстве работ по балансу органического вещества растений дыхание до последнего времени продолжало рассматриваться лишь как расходная статья баланса.

Сравнительно недавно, после того как Мак-Кри и Де Фриз [МсСrее, 1970; Penning de Vries, 1975] возродили и вовлекли в широкий научный оборот забытые представления В.М. Лепешкина о дыхании «для биосинтезов» и для «поддержания живых структур» [Lepeschkin, 1934; Сабинин, 1955] и были разработаны методы измерения этих компонентов дыхания, появилось новое физиологическое направление, ориентированное на анализ связей дыхания и роста.

Рассмотрение обратной связи между газообменом и ростом, т. е. влияния роста на газообмен, тоже относится к сравнительно недавним достижениям физиологии растений.

Для многих объектов и показателей теперь уже установлено наличие количественных соотношений между структурой фотосинтетического аппарата, которая создается в процессе роста, и его фотосинтетической функцией [Тооминг, 1977; Мокроносов, 1978; Цельникер, 1978]. Проанализирована и возрастная динамика процессов фотосинтеза и дыхания [Мокроносов, 1981; Photosynthesis during leaf development, 198S]. Установлен также еще один механизм обратной связи между ростом и фотосинтезом – так называемая система source-sink, ответственная за регулирование интенсивности фотосинтеза в соответствии с потреблением ассимилятов на рост [Мокроносов, 1983].

Таковы в общих чертах основные моменты, сложившиеся ныне в физиологии растений. На них и сосредоточено внимание исследователей, изучающих проблему связи роста и процессов газообмена СО2 у растений. Но для того чтобы эти направления могли стать рычагами управления ростом и продуктивностью растений (что является конечной целью физиологических исследований), необходимы, во-первых, данные в виде количественных коэффициентов связи между процессами газообмена и ростом у конкретных объектов, во-вторых, сведения о том, какие из звеньев всей цепи взаимосвязанных процессов относятся к наиболее лабильным, а какие к более стабильным в зависимости от состояния растений, условий среды и т. п.

Эти вопросы в настоящее время еще недостаточно освещены даже для таких сравнительно хорошо изученных объектов, как широко распространенные культурные растения – пшеница, подсолнечник, кукуруза и др. Изучение же лесных деревьев в этом аспекте еще только начинается. Сложность работы с древесными растениями связана не только с техническими трудностями в изучении объектов крупных размеров и сложного морфологического строения. Дело усложняется также и тем, что у многолетних растений рост в большой степени осуществляется за счет запасов ассимилятов предшествующих лет, отложение и использование запасов которых к тому же связаны с их передвижением на большие расстояния. Поэтому связь между процессами роста и газообмена не является непосредственной, а результирует собой цепь несинхронных процессов, часто разделенных между собой значительными промежутками времени и большим расстоянием. Возникает новая проблема – большой расход органического вещества на рост, поддержание и функционирование массивных проводящих органов – ствола, ветвей и корней. Отсюда и понимание связи между процессами роста и газообмена СО2 представляется значительно более сложным, чем у однолетних растений, как, впрочем, и осуществление экспериментальных работ.

Задачу исследования такой связи во всем ее многообразии у лесных деревьев мы поставили перед собой в настоящей книге. Мы попытались подвести итоги работ, имеющихся в литературе, но в основном внимание сосредоточили на анализе результатов многолетних исследований коллектива авторов. Большая часть исследований проводилась под Москвой, в зоне южной тайги, на границе с зоной хвойно-широколиственных лесов, в умеренном климате. Часть работы была выполнена в Ярославской области, в зоне южной тайги.

Кроме авторов книги, в экспериментальной работе принимали участие лаборанты Л.И. Козлова и Г.А Данилова и студенты Уральского университета Г.К. Костенко, В.В. Май, Л. Лебедева, О. Антипова, В. Власенко, М. Соколова, Г. Родионова, С. Вяткина, использованы также данные старшего научного сотрудника лаборатории  А.М. Якшиной.

 

Вы можете прокомментировать эту статью.


Защитный код
Обновить

наверх^