Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние повышенных концентраций CO2 на рост сеянцев хвойных

ВАК РФ 06.03.01, Лесные культуры, селекция, семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Влияние повышенных концентраций CO2 на рост сеянцев хвойных"

ЛЬВОВСКИЙ 1ВСОТБХНИЧВСКИЙ ИНСТИТУТ им.АКШМИКА П.С.ПОГРВБНЯКА

На правах рукопиои ПАВШ ВаеаяЯ Васильевич

ВЛИЯНИЕ повданннх КОНЦЕНТРАЦИЯ С02 НА РОСТ СЕЯНЦЕВ ХВОЙШ

06.03.01. Лесные - культуры, селекция, семеноводство и озеленение городов

...... А в т.о р а ф. е. р а.»

диссертация на ооиоканио-ученой отепэии кандидата сельскохозяйственных паук

*ьвов - 1990

ЛЬВОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ШЮТИГУТ ки.ЛКШКИКА. IÎ.C. ПОГРБШЙКА

Нп пг.пгах Р7ХОП1ЮИ

ПАаТОК Василий Васильевич

ВШНВВ ЯОШИЯШХ КОШШНШШЙ C0g НА РОС? СЕЯНЦЕВ ХВОШйХ

Oó.03.01. Леснив куаь?ури, сегсзздя, семеноводство и озэяененио городов

. ..А в т.о р а ф. е. р a s . ..

диссертация насококакиэучзноа cïsnsnti кандидата сеньскохозяйственних наук

йь-воз « 1990

Работа вшюдиепа на кефедре гепетинй, лесных культур и дрэ-еэсяновздония Львовского лесотехнического института им.академяка П.С.Погребняка

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Кринкцкий Г.Т.

Оффициальяне оппоненты: доктор биологических наук, профессор Гордвекко М.И.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Бондарвнко В.Д.

Ведущая организация: Карпатский филиал УкрйШЛХА /г.Ивано-Франковск/

.....

Защита состоитоя 1990 г. в ^ ■ часов

ив заседании специализированного ученого совета К 0б8;29.02 зо Львовском-лесотехническом институте им.академика П.С.Погрэб-■яка по адресу: 290057, г.Львов, ул.Пуикииа, 103, к-мн. 27.

С диссертацией иоано ознакомиться в библиотеке института. Автор )ерат разослан " /Л " 1990 г.

7

Ученый секретарь специализированного совета

Носовский Т.А.

обш характеристика работа

Актуальность тени: Современные везлогоЕЭКЯ.ч с£йД9?елье??у• i? о том, что зтносфериг.я коицентрадпя дгужвеи угкарода ввсу?-олиой из глашшх причин лимитирогштя потеш;:;алышх вознох-:оома явления рвстскяа. Накопление $это»гассы автотрифввин oprv

KSMí.'.'if гениев? но то;:-.,-о от оубстр-м-?;;."1»! рте COg. Исслодоязт^л:--ЙПаруигепят ?со нов:->е пепгкгге участия угто-слслотя а (отоешка?", сопряжениях с :«:м процссспх. Лотошное oogeywmt СО-? ? форо, воздействуя л г» ^зстмгпо комплексно /ка" еубо-гр"*,-' —к ■•згуяятор/, предопр-зд^лкгг изменение направленно««: и езд пэко.'сого-бйохикпчпогл'х процоссол /аоял, ргю , 19пз ; эаг.ог' .-ш;», 962; Нохрасова, 1971; Ззсотеинзкоз, í$B5'j 19í-! ;

емпкатока, 19сО; {'огряяоеоз, 1S83 я др./.

Угл?к;5.:лот!!а:! подкормка у г- с jt t ¡ -1 :: > -э т о от ос

esa и тс::г£с.оус s-о С"'~г уяек^гси;' ze;;г;хингд

еспгояц'.т, пен л о-|-£ОРЛЙ1!"ОСТЪ «¡преклоняя год;-' н ívtoat*. ;>.г.-сл, ускоряет cojpeswse ít '¡го т-лу-о--

«в.

Катар-гс к проблокз СО« рззко усилился i, конца SO-x годээ, агда било достоверно-устаповлэиэ неуклонное ионипопка ого кон-ентрапии в аткосфэро. В откх условиях празияьпоо .род<:.чйз»Н!?с оакции растений на увеличение концентрации углекислого газа неег болъвое значение для будущей природоохранной, продоволь-твенной и онорготпчоскоП политики государств.

Глобальное noEumeimo уровня GOg в атпосфзро *ро.йуот более лубоках исследовании влияния данного экологического фактора па осйио древесине растения, виступавгоо одним из главкик прэду-онтов органических вспоств и регуляторов опиата па Ззндо. Воз-икнув в рашгкотзологическиэ эпохи, дрэвесные растения, особсн-о хеойняо, могут эффективно реагировав» яв гоздувиув подкорнку глскислотой íi я значительной степени ослаблять во. ,-íohhhs отри-атедьнсп последствия накопления COg а атмосфере.

Цель работы. Целы.) настоящей работа является изучение роста-язрптия и р-лепрэдолешш фитонассн неэду отдэльнимп органами сенцев хеойннх при длительном воздействии попыаетшх концентраций глок!'слого rana, выявление -особенностей прохоудения у-них ио-оторих физиологе биохимических процессов, Разработка рвкокеид»»-ий по исподьзоигчво углекпе ютннх удобрганнГ np:i вырапнвании no» вдочного материала для л<зсокультурного производства.

- г -

Задачи исследований:

- определение оптимального уровня двуокиси углерода в атмосфере для роста сеянцев хвойках порода

- вдаз£01шэ особенностей выращиваний посадочного ¡.штормила хво них при погшеонных концентрациях СО^;

- изучение характера роста обевпопуяяшкшного и подусибсогого потомства хвойных деревьев в условиях с повышенной хсмцеиурецяеи CQгi

- исследование влияния освещенности к температуру на рост сеянцев в условиях воздусной под;:ор:шг углекислотой ;

- исследование влияния повыаошшх градиентов двуокиси угяероди на норфолого-анатомйчеокоо отроение лист-вого аппарата;

-- изучение особенностей прохождений фиаиояого-биохтшческах процессов у сеянцев хвойных при отсутствии СОр-лан»! га ;

- исследование ночного воздействия углекислого га5л на шк;оь -яешю фитоиассы сеянцами-древесных растений;

- изучение оффекта последействия С02 но рос* сеянцев хаовикл.

Научная ноькзна:

- изучены закононорпостн'роста сеянцев хвойных при длительно» /хроническом/ воздействии повышенных уровней углекислота в атмосфера ; - •

- установлены особенности реакции сеянцев лиственницы европейской, сосни обыкновенной и*ели обыкновенной при отсутствии СО^-дямкта на- сезоннув динамику температуры и различные уровни осье-Еонкости;

- впервые,используя электрофизиологические кетоди исследованая выполнена количественная оценка изменений в уровне метаболизма древесных растений при воздействии • повышенных концентраций СО^ ;

- выявлены особенности сезонной динамики накопления пигментов пластид в хвое исследуемых растений и их спектральные характеристик» ;

- установлено положительное воздействие воздушной подкормки С0^> на сеянцы хвойных в ночное время;

- выявлена роль повышенных концентраций СО^ как буферного факт! ра при неблагоприятном воздействии Енешней среди на растения;

- впервые изучена индивидуальная реакция на подкормку углекисл! «>$! полусиСеових потоиств хвойных деревьев различных селекционных латегоркй.

практическая ценность. Определен оптишиышй уровень дь/окис! ; ¿«-рода ъ аучосферо, обуслаьлнвакцой интенсивный рост сьянце»

яотишшяй европейской, cocmr обвкнозЕбикой, ели сбыкиовоиной я ул зопадной и ¿иявлоии особзниос*» вырасавания. посадочного ita-з риал а сеянцев данных пород в условиях повышенной концентрация Og-Установлено наличие пффекта послодейстия 'СЬ^ на рост сеянцев войнах. Предложена дегтевые и эффективные источники COg, в Ейдэ очзонннх субсгрятой, повшгавдие конценграцив СО^ в теплинах в ячейке вегетационного периода.

Апробация работы. Получзшшз научно к практячесгсгга разудыга-ы исследования долоаени .т научных ко«$еропцаях преподава-гзл.еЗ аспирантов Льговского лесотехнического яглтитута /1986, 19-37, 968, 1989, 1990/, Республиканской научно-технической глаферекдвк Рззгитнэ лесного хозяйства з Заиздках областях УССР ггдч оестской влаотя" /Львов, 1989/, 3 Воесовзнои сосгппшт "Пробаси азиодогпя и бяохвиии дрвэеспздс раотсняй "/ПзгрозэаоА 1969/.

Публикация работа. По наторкалан дяоазргашп? оаубуйкягьчо ять печатных работ. - ......

Объем работы. Диссертационная работа и лоаевв аа 272 отрявв-;ах машинописного текста, пллва?р«рзиаЕа"20 рясуякди.я; 56 таблз-;амн й состоит из введения, сеял глав; основяш: выводов я реко-щидаций производству, списка литература,'вкявчавщаго 220 наике-вваний, в ток числа 56 ииостраниых авторов.

I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРВДП0СЫ1КЙ PÄE0TH

Углекислота является субстратом фогесинтзза - основного ipouecoa превращения вещества и энергии на Земле. Кроме того дзу~ жись углерода создает на планете "тепличный эффект", fía ранней ¡тадии формирования планеты преобладала резко восстановительная зеакция атмосферы /Кобак, 1977, 1988/. В карбокэ /285-350 млн. шт назад/ большую часть своей углекислоты атмосфера потеряла зследствие большого распространения папоротникообразных и голо->еменг -х древесных растений "/Баранов; 1955/, в том числе и совращенных хвойных /Мейен, 1971; Вульф, 19^; Судачкова, 19?7 и др./. Зторое крупной счцй:епие,хг"теитрацйи углекислого газа, произо-аедисо в шпюцене /более Vjísh. лет на-адД связано с появлен эм Яй Земле покрытосеменных раогзний.

Однако в ко..це прошлого века,, под влияниеи хозяГ'.твенной деятельности человека; в составе атмосферы началось увеличение доли углекислого газа, что к середине XXI века может привести и гсовыиенип средней глобальной температуры на 2,5~3,8°С /Будико,

I9B0 i Беттен, 1989 ^ Caller. 1987 и др./.

Вместе а тек, вневщееся в настоящее время в атмосфере планеты содержание СО- лимитирует потеициальнуо продуктивность С^-расте-наЯе к ноторым относится преобладающее большинство автотрофных видов* При оптимизации концентрации COg. темпзратурного и светового рэшшов эти растения способны резко увеличивать нетто-фотосинтев и достигать по продукционной деятельности уровня С^- растений /Эдварде„ Уокер, 1986; Веретенников, 1987/.

Опыта о сельскохозяйственными культурами подтверждают положительное эоздейотие углекислотного удобрения на накопление фито-ксссй /Ермолаева,, 1959 ■, Константинов, 1950; Бззирина, Чесноков, 1932 5 Гуляев, 1986'; ¿pel , 1987 ; Са:г.рboll , 1987 ; Jones , 1984 ¿01 vra 0 1936 к др./. В то же врем древесные растения в этой отношении изучен« слабо. /Воронцова, 1965, 1966i Голомазова, 1973, 1978s 19790 1987 ; Козлова, 1983 » Мочалов, 1976 ; Пономарева, I960 ; Ооггоу , 1986 i Mortensen , 1987 и др./.

2, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАН!®

Объектами исследований являлись одно-, двухлетние сеянцы, выращенные из семян общепопуляционных образцов хвойных древесных по> род оссаы обыкновенной, лиственница европейской и, частично, туи западной и биоты восточной. Кроме того использованы полусибсовые сеянцы деревьев сосни обыкновенной и лиственницы европейской разн] селекционных категорий. Опыты производили в вегетационных камерах состоящих аз вегетационных ящиков /0,6 х 0,6 х 0,3 м/ и полиэгиле новых колпаков /0,6 х 0,6 х 1,5 и/, а также двух одинаковых стащи кврных теплицах пловадью 24 ми соотношением объема к площади I:~„'J каждая. При выращивании сеянцев в вегетационных камерах cos давали следуведие уровне COg". 0,03$ /контроль/ ; 0,1 ; 0,3 ; 0,5 ; I,i 3,0 в 5,0$. В опытной теплице концентрация углекислого газа соста: ляде 0,3$ /в момент подкормки/, в контрольной - 0,03$. Воздушнуи подкормку сеянцев как в вегетационных камерах, так и в теплице ос ^ествляйя пищевой углекислотой из баллонов ежедневно в утренние ч он /зв исхлвчвннем выходных/ на протяжеьии всего вегетационного п риода« Tjh внеоквх дневных температурах /с -шве 25°/ обе теплицы арове-ритись. Концентрацию двуокиси углерода измеряли кондуктометром В.1.Вознесенского а инфракрасным газоанализатором 1ИАМ-5М /Воянасакохий, 1971 Го.омазова, 1977/.

Вырваиванне со..нцов приводила на то^фяно-почвонной смеси

- з -

? части торфа и .1 часть - гумусово-эллювиалышй горизонт дерно--^-подзолистой почвы/. Интенсивность дыхания данной снеся, а з других субстратов - возможных деивЕчх и эффективных источ;:икэ;;-редуцирования СО^ /гумусово-эллввиальный горизонт дерно *о-пода<>-5стой почвн, лесная подстилка, компост, торф, торф + ЯРК* ,. 1В03, навоз/ определяли методом Шгатновп о дополнения?«! Б.Н.На« 1ровнм /Макаров, 197?, 1988/.

Для изучения влияния освещенности на рост сеянцев хвойник * :ловиях с повышенной концентрациейв каздой яа теплиц при жоци затеняющих тентов создавали четыре уровня ссвесгеииостя -, 15, 30 и 60 тыс.як /полное освещение/.

Тетю вое усвоение углекислого газа сеякиамк хвойных онродс-1лн ночью в вегетационных какзрах при концентрации СО^ 0,2-0,3$.

Исследование эффекта последействия повышенных уровней утзв-!слоты проводили в половах условиях на одшжжж с&деш&к дяст-яшицы, сосны и ели.

Дииакику роста сеянцев изучали на протяжении всего пзгет»,питого периода. Измерения проводили через яахдце дкез « ¡стьй до I мы. Биометрические параметры .юрфологичосЕих органов !янцев определяли в конце вегвтацна^татястически достоверном (чество экземпляров. Анатомическое строение хвои изучали с ггомо-,п микроскопа МЕС-9.

Определение содержания зеленых и желтых пигкэнтоб'Хвои я изу» ¡нив их спектральных характеристик проводила а ацетоновых зытяаках I спектрофотометре СФ-16 и 2РЕС0№-*ЮМ по методике Х.Н.Почзнха .976/. Потенциальнуа интенсивность фотосинтеза сеянцев определяли биометрическим методом /Вознесвнокий и др., 1965 ; Веретенников, 'Рб/. Еяоэлектрическус активность сеянцев изучали по методике Т.Краницкого /1976, 196*», 1990/.

Полученные окспериментаяыше данные обработаны ке?одамз патетической статистики. Проведен корреляционный я регрзесавккй ьиа-13 результатов исследований. Обработку данпых осуществлял»! на ;М СН-.Й20 и микро-ЭВМ МК-61М по общепринятым методикам в програм-1М /Доспехов, 1965/,

3. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МОРШЕТРИЧВСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕН СЕЯНЦЕВ В УСЛОВИЯХ С ПОВЫШЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ С02

Результаты четырехлетних исследований влияния позыиеяннх кон-'нтроций СОг, »а накопление фитомассы сеянцами хвойпнх растений казали, что содержание углекислого газа в атиоофориом зоэдухе

- б -

/0.03&' недостаточно для аффективного прохождения ростовых процессов. Притом различные гады древесных раетешгй не адекватно реагируют на изменение концентрации С0>> в атмосфера. Иаибовьсая

продуктивность у сеянцев аоены, лиственницы в оли кабладаггея при V з 1 уровня

мерно при десятикратном увояиченинууглекислого газа, у туи западной - трехкратном. По-видимому, это связано с различным» периодами появления исследуемых видов на Земле. Даяькейвев увеличение ели пошшошш концентрации углекислоты-б сторону от оптимума отрицательно сказывается на продуктивности опытных растений.

Наиболызу» чу^твятсльность к воздействии повышенных концентраций СС>2-проявлял? сеянцы лиственница европейской. При оптвияза ция угзепислотного рс-аниа их- общая-фигомасса увеличивается*в 1,8 раза,"васота-- в 1,3 раза п диаметр - в 1,2 раза /табл. I/, что согласуется с литературными данными /Гиломазова; 1877/, Сеянца сосни обыкновенной' и туи западной по сравнению с сеянцами аист-ьзняицц по фктонассо примерно в 1,3 раоа менее отзывчива на угле-кислотнуе подкормку. Наиболее инертной породой к воздействия повышенных уровней СО^ является ель обыкновенная. При десятикратно:, увеличении концентрации углекислоты общая фитоиасса и диаметр у корневой ЕЗйки возрасли у нее в 1,3 раза, хотя прирост по высоте при этой оказался значительно выше /165,1 к контролю/. Благоприяп газовый режим положительно1воздействует на гармоничное развитие сеянцев и -создает оптимальное соотношение между их надземной и подземной частями. Максимальная интенсивность накопления ассими-иятов'в оптимальных углекислотных условиях характерна для стволика. Последний выполняет основную запасающую функция у однолетних сеянцев и его фитонасса при подкормке С0£ может возрастать более чеф4 раза. Интенсивность накопления пластических веществ корне-еой системой и хвоей при повышении уровня углекислоты выражена в меньшей мэре.

Результаты исследований показали отсутствие каких-либо суще^ ственных различий в характере роста контрольных и опытных, ев' янцев. При том дифференциация как одних, так и других по высоте наблодается уае в самом начале вегетации и достигает максимума к концу сезона.

Углеродная подкормка усиливает положительное воздействие те; пературы на ростовые процессы. С повышением температуры б умерен ном диапазоне, накопление фитомассы у опытных сеянцев возрастает более интенсивно, чем в контрольных, У сосни обыкновенной и лист

о о

« 11-Е С*

I •>

¡

<Tv CO

*

r- 1—j

■Í?

-M CM 'S3

m- 4}

¡

1 !

I «П

J-U

¡

i i i

Л ! -1 !

! С

-H

Oí ■•О

o i сг> cjb-м

»--I | ! J

о Ко

nim

см im I

H! H)

•-r* i ад

a\ t-

cm^-i

j 1Л 0> И

■O-l LTI

-V ¡ VO

CO

! я

1

¡ Ь: 1 Ö ! h-i O i С"»

i f-í i к*

' й .. ..

í l« in Irо

1 О 1 Ч «

I N •¿j .1-1 -r ->1 Hi

-П 1 t~t 1 ю

; 1 •ч-lco

Г 1 1ы

ra i

13, i

i. »

а 1 rtî

fi ! о

». 1 a

Л 1

1

Ql.-r OIH I—41Í—t

<Mli-i oio

oí О í» j-ti

4 "

OiO

vo o*

O lo

О О

t-i i-I

CM (M

О о

О о

4I -H

04 OJ

О

C--

о ON

о CM

ы

сл см

о

о

+J ■Il

CM

(-4 CM

o eu

oie-\

< о j (M I И1И

o.

.ry m 1 n -f

ó О 1 »

v « 1 (~l

о о ; CM

->1 -n !

H гл

» л 1 CM

CM 1 CVI -f

о \o n

c_>

t-1 1

CM

о

• о

-T

-0 -»1

-t СО сл

c\ CM

о

о о

о гл

и 1-1

<о

о"

СО и

•м я

-ч- и ^

t> СМ

t-ч см

SIS

HlH

Olw

(J) СО t—< 11—1

■л

о S..

!• Tî

и

S F*

5 '

ï-î îî

n

да

i

ruo о и

° V4 t.Sl n

О

о о

о n C-i .г

t- f < ™ о

i-

o

о CM о Ь

W

ы

.a о

-M -t!

о см о

ol M о. "j

•?Л 1 Ги

ыенкшш европейской повынекив концентраций COg вшгоизируот рост сеявдвв даже при весьма высоких температурах, при ко то ¿.их ростовца процессы в контроле рзш» епшшел /рисЛ/. По-видяио«у, по-выкеншШ уровень двуокиой углерода в атмосфере снижает отрицатель-iwe вовдаиотеиа высоких «аппаратур, пошлая температурный оптимуи батосшгееза к роста.

дота

Рис. I. Динамика интенсивности роста сеянцев лиственницы при различной концентрации С0>> t-среднесуточная температура воздуха, С 0-опыт (О.ЭД С02), К-контроль (0,03$ С02)

При углекислотной подкормке изменяется реакция сеянцев текла на воздействие света. Максимальное превышение параметров опытных растений ни контрольными наблюдается при неблагоприятном све--•п'ом режиме - 5-13'тыс. лк. С уцоличенисн освещенности в сторон; - : «уха /30 тыс.лк. - для сосны и 15 тио.лк - для ели/ эффектин-

ость углсздвхогно" гагацки несколько снияается и при надмерной алряззшюсти света /60 Tri с. ля/ - снова возрастает, Следоватоль-а, повышенная концсаграцяя углекислого газа частично снимает от-ццательноэ воздействие ses нехватки так и избытка света»

Отсутствкз С^-лзггвта в ночное время также активизирует рос-окш и продукционные провесе« у сеянцев-сосны и ели. Притом боль-зй отзывчивость» в нсг-жриу Бездействие COg отличается ооона. По раЕнениэ с контролем §afeusses хвои у нее в опыте увеличилась з 22%, у корней - ка 27$. Стволик в этом отношений характеризуется бслызей шертаасгьз. Эффективность ночной газации у сея: -2в ели была более аеткой, чем у соонн, но тен но ионео фитонас-i хвои у опытных растений возрасяа на 18? по орошению с коитро-зм.

Длительное воздействие /в течении-двух лет/ повывекных кон-штраций углекислого газа приводит к увеличении у сеянцев сосны корфоанатомических показателей'Хвои. Маооа ICO пар хвоинок у WTHHX растений превысила контроль на 45? и ооставила 6,1 г, -гона--хвои возросла о 152,G * 2,67 мм до I67;7 ± 2,51 ми /10%/, ipmia « о 1,2 * 0,04 до 1,4 ± 0,03 мм /17?/, а толщина- - с ),б * 0,01 до 0,8 * 0,02 мм /33?/; Количество рядов устьиц у опытных ютений возрооло на 10?, что, в овоп очередь, привело к рооту >личествз устьиц на I мм^ на 15?.

4. СОДЕРЖАНИЙ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПИГМЕНТОВ ПЛАСТИД У СЕЯНЦЕВ ХВОЙНЫХ ПРИ ПОВЫШЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ С02

Характер, реакции пигментного'аппарата первичной хвои сеянцев i повышение концентрации COg идентичен у всех исследуемых пород, самом начала углекислотной подкормки интенсивность синтеза пиг-штов как~в опыте, так и контроле' была примерно одинакова. В о время у прораставших всходов реализуется генетическая прог-мма образования пигментов, которая,- по-видимону, является до-нирувщей по отношонип к внешним факторам. Наличие семядолей особствует медленному перераспределении осноеных функций на рвичную хвое. Вследствие етого реакция пигментной системы хвои воздействие COg начинает проявляться только в последние меся-вегетационного периода /август/ и достигает своего максикаль-го проявления к концу вегетации /рис.2/.

Наибольшее количество зеленых и желтых пигментов наблюдается и 0,3|-ноЛ концентрации C0g< Повышение и понижение ее уровня

--- \

w ш /X _ X XI

Рис.»? Солонца;, динамика содержания яигминтоь пластин в <v.oc

олно-'ovh:. ; сокнцов еосни(Л), ели (Ь) и листиснниш; t. О í-vnt-T СО, % ^Og) ,2-контроль(0 ,03í Ü>j-,'i --хлоро^илли а и (j ----капе;.-

ряводнт 8 апгйбнроваию синтеза пигментов /особенно сильному при нсоких концентрациях углекислот«/ ц уиэпьвоиив их количества, аибояьней отзизчивостьв г. изменении уровня двуокиси углерода в .тносфзро отлнчавтсй'зеленце пигменты - хлорофилл а и, особенно, :лорофплл б, Каратиноида в этом отношений более инертны» так как бная стойкость оргакиэма при оптимизация угдекйслотиого питания ЮБишаемя и необходимость в защитных функциях желтых пигментов шдает.

Максимальноэ количество пигментов как э опь.лшх так и конт- • вольных сеянцев «абзвдае-^сг» при оптимальной освещенности - 30 тыс. :к для с ос ни я" 15 тне.лг. для ели. Уменьшение силы .вета или ее гволмчопие понижает количество хлорофиллоз и каротиноидол в лие-мвон аппарате. Притом более интенсивно этот процесс происходит-з гснтроле. У опытных сеянцев-деградация фонда пигментов при ухудшении освещенности сдерживается буферно'й рольа повышенных уровней

:о2. ........

Увеличение концентрации углекислоты в атмосфере значительно активизирует поглощение света в видимой части спектра. Причем наиболее эффективно он используется при 0,3^-ной' концентрации С02-В отйх условиях хвоя опытных растений в большой мере использует фотоны красного света.

5. ВЛИЯНИЙ ПОВЫШЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ С02 НА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ У СЕЯНЦЕВ ХВОЙШХ

Максимальная ассимиляция С^ наблпдается при десятикратном превышении углекислого газа в атмосфера. ДальнеЙша увеличение или понижение ¿го'уровня снижает количество фиксируемой С02 в-хвое. Наибольшув отзывчивость к обогащению атмосферы двуокисью углерода показали однолетние сеянцы. Количество меченой углекислоты у них превысило контроль на 22 - И % /табл.2/. Двухлетние опытные растения по сравнении с однолетними несколько снизили ассимиляичв Л2 /114 - II6%/. Однако интенсивность накопления фи-

томассы у них возросла, что можно объяоиить возрастанием регулятор-ной и катализирувщей роли углекислоты.

Десятикратное увеличение количества С02 в атмосфере споообству-от значительной интенсификации обаона веществ у сеянцев хвойных пород, о чем свидетельствует повышение их биоэлектрической активности. Дальнейкее возрастание количества двуокиси углерода в возд хе сии-

Таблица 2

Потенциальная интенсивность фотосинтеза сеянцев в условия* с повышенной концентрацией С02

: ПИ§, мг С02/г'час.

Порода : Контроль /0~03%~с0^/': Опыт /о7з^~СО~7 " : М ± Ьч | М ± ж ГГк контрсш

Однолетние

Сосна 14,9 4 О.Зб 18,4 ± 0,57 122

Лиственница 16,7 ± 0,53 24-,0 ^ 0,55 144

Бвь 6,1 * 0,07 7.4 ± 0,15 123

Двухлетний

■ии 15,0 А о,49 17,5 Л 0,66 116

ЛбО¥ВвКНИЦ& ^2,3 я 0,45 36,7 ± 0,75 114

жаь¥ жззнеяносуь сеянцев /табл. 3/. При этом величина биопотенциал® Е опит» снижается двяе ниже уровня контроля, что подтверждает прздполойОйие об йнгибируюцен воздействии высоких концентрацш СС2 иг5 матаболивм растений.

Таблица 3

Величине биопотенциалов однолетних сенцев при ра&лкуной концентрации С02 /на примере лиственницы/

лщентра- : Б 3 П, нБ

ьй со2 % ' у корневой воакк : на вершине

2 " : 3

.03 /к/ -37,6 X -35,4 ± 1,3

¡00 КО

1.1 -53,3 * 1,6 -50,1 ± 1,3

142 141

-53^8 4 2,1 -52,2 - 2,I

143 " 147

г43,0 * 2,5

136 121

',0 -46,8 А 2,3 -33¿11,5

124 » 93

продолжение таблицы 3

I ! 2 : 3

0 -39,5 ± 1,9 -33,9 ¿ 1,7

105 96

0 -38,8 ± 1,6 -24,8 4 1,2

103 70

Примечание: I; Индифферентный электрод заземлен 2. В знаменателе - % к контроля /К/

6. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ЭФФЕКТА ПОСЛЕДЕЙСТВИЙ ПОВЫШЕННОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ COg У САЖЕНЦЕВ ХБОЙНЙХ

Имеющиеся в-литературе данные свидетельствуют о том, что -рвения подвергшиеся на'определенной этапе онтогенеза воздействие ~ вышенного уровня двуокиси углерода» впоследствии сохраняв* sao--бность к более интенсивному накоплении фитомвссы /зо3.отоп«,1986/. сведенные нами исследования выявили значительную видовув опаци-ку этого процесса. В наибольшей степени эффект последействия вышенных концентраций COg проявляется у саженцев аиственницн ропейской /151$ по-накопленив фнтомассы/. У саженцев соонн обык-венной он выракен слабее /128$/. Наиболее инертной породой 3 ©явлении эффекта последствия COg оказалась ель /104$/, При этом ина настоящей, хвои, образовавшийся уже после применения угзврод-Й подкормки, например, у опытных саженцев сосни по сравнений о нтрольными, возрасла на 19%, ширина - на 8$. 1 опытных растений ачительно активизировались процесса синтеза и транспорта ассмми-тов, что косвенно подтверждается увеличившимися размерами цент-льной проводящей системы хвоинок. При небольшом увеличении шири-хвои опытных сосенок /108$/ и неизменившейся толщина0 аяалогич-е показатели Ц1Ю вазрасди у нее соответственно на 17 и 33$„ а личество смоляных каналов - на 24%:

Эффект последействия COg проявляется также э способности апыт-х растений к более интенсивному биосинтезу зеленых и желтых пиг-нтов в условиях с естественным содержанием углекислого газа, юдварительное воздействие" погашенных концентраций двуоякси угле-да в наибольшей мере 'активизирует накопление ллорофвял'ов к !rnpo~ ноидов в хвое еагенцев"сосна обыкновенной ¡111-126$/„ Опативг стения лиственницы европейской увеличивают содержание пигментов

пластид.на 7^11% выше контроля. У сакенцеа ели европейской оф-фективность накопления золена* и келтых ш:г«сштов посге углекислотой подкормхв оказалась наиболее цизкой /101-102% по отнокепи» к контрол0/. Исследования спектральных характеристик пигментов плвстид.показали, что на:аналогичнув величину в разрезе пород воз-расло и поглощение квантов света хвои предварительно подкормленых С02 саженцев.

После воздействия повыиенных концентраций С02 у опытных растений сохраняется « способность к болое активной ассимиляции углекислоты. Потенциальная интенсивность фотосинтеза у саженцев сосны обыкновенной в опыте была на 5$, а у сагенцов лиственницы европейской - "на 4$ выше, чей в контроле.

Исследования биоэлектрической активности" свидетельствует о более высокой жизненности сакзнцев подвергайся' воздействии повышенных концентраций С02. В целом,'по интенсивности'обмана веществ опытные растения сосны обыкновенной превысили контрольные на 43%, ели обыкновенной на - 25$.

7. ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИИ ПОЛУСИБСОВЫХ ПОТОМСТВ ДЕРЕВЬЕВ ХВОЙНЫХ НА ПОВЫШЕННУЮ КОНЦЕНТРАЦИЮ С02

Интенсивность ростовых и пводукционных процессов у полусибсо вых растений,-как правило, не соответствует фенотипкческону равде ленки материкских деревьев на селекционные категории. Исследовани вскрыли вес:ма широкий спектр реакции лоаусибсовых-семейств дерев ев хвойных на воздействие повышенных концентраций углекислоты, чт указывает на их высокувгетерозиготеость и пластичность тенетичес кого аппарата. Причем "олиморфизм растений при - отсутствии С02~де~ фицита выражен в большей мере у полусибсовых особей лиственницы* европейской, чем у сосны обыкновенно; Преваконт. по фитомассе оп ных полусибсовых семейств деревьев лиственницы над контрольными варьировало в пределах 12-112$, а у сосны - 6-87$.

Одно- и двухлетние полусибсы деревьев хвойных такае неоднородны пи накопление пигментов. Набольшее количество хлорофиллов и каро зиоидов, как правило, наблюдается в хвое быстро- и среднерас тугих особей. Однако большую отзыв ивость на углекислотное удобре нче проявляют медленнорастущие потомства. "

Спектральный анализ, пиментов* хвои'показал, что применение } дуг.*" .1 газации углокислотол повывает способность растений к более тдж.му использования света как в коротковолновой, тип к--в длинж

Л1Ю15СЙ части -спектра. Притон у лиственница европейской болт,-я интенсивность поггоцения световой энергии при оптимально« яскислотно« рдеяме нзбдядается у бистро- и средяерастуаих попеть.

CCROEiiE BHSOjEU И РЕКОМЕНЛШШ

ПРОИЗВОДИВ/

Сеянцы ВС-)я исследуемых ¡город ¡¡ологдпт.ольно роаглруог иа уг?<*-слотнуэ подкормку. Наиболее ойтаизлмшм для рога сошшев лвс > ■ ввит* оиропййихой, соз:ш обккпог.йпьоя и о,*:; обвгиа^с-кной явюг-гя г.есятикр^тноо;, а у тук ззпгдаь'.'. - чрдху.рйтн?"" прпгнэдкне эг;ш сор в атмосфера. нг: йок^-;окцо ¡сокцеитрдш::?

уокксм угг:орг.з от указотчх yroi^eii егг.'г-аот продуктивнее?'! г5Д¥Ст.ч». гндс-п рмт»ш»й.

Кюговрцягсгьб гаГ'Охыи рвжпп по деятель» о -/¡опдейетвуч- ,г гар-аичьоб развитие езянцеп и еоад-че? опглмадьпоо eootimer-f; тгщ заемной и подземной чьстялй растения- Ньибодсо вхгнгн*:и ахаедуо-:! и накопителем асскпплятоз у слг..;5№1х селпцев лвзягссл отроге. При оптимальном углекисаотнои рс-~и>:з мор$оанз?лническно по-затеяь листового аппарата растений увеличивается; Наиболее эффективно на углекпелэтноз удобрение-реагирует лист-шяца европейская, затем сосна обыкновенная и туя'западная и {более слабо - ель обыкновенная. Дифференциация по высоте мезду jthumi! и контрольными сеянцана проявляется узить самой начало ротационного периода. Наибольшие различия незду ними наблздапт-в конце вегетации. - . ..

Углекктлотное удобрение увеличивает продолжительность енз:ш одолей,- активизирует в них физиолого-биохимаческив процесса м здает улучЕеннио стартовые условия для интенсивного роста сеян-з.

Повавешшй.уровень двуокиси углерода, выступая в роли буфера, тбляет отрицательное воздействие высоких температур, иьхгатки пбытка света на жизнедеятельность сеянцев и повыдаот темперавный оптимум роста.

Воздействие'повышенных уровней COg в ночное вроня*активизируе? :тогне процессы у сеянцев соснц и ели как за счет субстратной, ; и регуляторной и катализируищей роли углекислоты. Максимальное количество пигментов синтезируется при ап*чшаль-> i для роста сеянцев уровне COg« Притом хлорофиллы /особенно >рофилл б / выявляет более высокую отзывчивость к динамике СО^,

- 1С -

чем карэтиноиды. Иаибодьеав разлитая: из;щ> опаткыки и контроль иики растениями по содерханпс пишзетоз кабяодаотск в конца кэ та - качало осени.

6. Синтез пигментов пластид при-углекасдохной подкорнав в иа?,-СэхьсеВ степеня активизируется у бвотз восточной, а нтшевьксй ккствгнккцы европейской." Сосна к ель в этой отношения одюшюг садкое положение; Притом повыеэнный уровень СО^ способствует более сффекгпвному поглоноиип пигмеитвой енатомн кгз.тгов красного свата.

9. Оптимизация углекнслотного роккка способствует повыеонио по тепцкоаьноЗ интенсивности фотосинтеза у сеянцев хвои. Оссйокнс гак нощно возрастает фотосинтез у однолетних растений. У двух летних опытных соянцев величина ЯШ? несколько ямке, чем водно-лот«:»., однако кктекоквиость накопления фитомасск у них "остается хксогссй, благодаря возрастания регудяторной и ка-галпзкр^ш^: ¡гш~ 00-. - • • •

10. 7 г-ср.х "ссдздуеках порг.д хорояо варг.жеи" эффект последейот-згк Д5-л о;.йск углерода. - По шпекоивноотс накопления -фптомгеец ез Ес'зкчкнсгу еекенцеь лкствсншщи составляет сосни- - 28,? « ели - ■ ■ " '

11. Падуэкбсосиэ•сеянца хвойных проявляв! високуи"кидивпдуальн; пскоичхвость к воздействие повавоннн* урэвной С0£, что преде твз ляот интерес для проЕодеи',;?. с элекциопних рг. Зот уже на ювенкльж этапах оитегаиеза древесных растений.

¿2. Шраг,«ванке посадочного материала древесных растений"при 01 ммигании углекнслотного рсяика га счет доесеих источников СО2 •¡оаволкт значительно улучгать качество посадочного материала, I кгсЕП эффектиьность лесокультурного•производства. Наличие аффе та последействия-пог гает конкурентноспособп.сть лесных культу] их обвус стойкость против неблагоприятных воздойсгвай факторов ипссной среда.

13. В качества доеовнх источников двуокиси углерода в тспличнш условиях рекомендуется использовать т"рф + (¡РК, тор& ' навоз, ко горне следует примешивать в субстрат для гцраг.ивпния посадма-теркала. Наг з целесообразно также поыеаать под субстрат в вид« полус&.1 толаино" 15-20 см или укладывать в почвенные уг*убяеш» •доль посевных грядок.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЯЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ ....

. Концентрация углекислого газа как фактор, регулируюиий рост эяпцев древесных пород //Матер. 38 научн.-техн.конф. Львов, есотехн; ин-та. -Львов, 1986. -С.34-36.Деп. в ЦБНТИлеохоз I.10.87. № 642-ЛХ-87.

. Влияние повышенной концентрации СОо на биосинтез пигментов ластид в листовом аппарате хвойных //Матер. 39 научн.-техн.конф ьвов.лесотехн.ин-та. -Львов, 1987. -С.43-45.ДОП. в ЦБНТИлесхоз .03.88. К 615-ЛХ. -

. Рекомендации по сохранения генофонда плясового насаждения осны обыкновенной в Бусском лесхоззаге Львовской области. Львов, 1988. -41 с. /в соавторстве/.

. Влияние повышенной концентрации углекислоты на иорфоананичес-ое строение хвои сеянцев'сосны обыкновенной //Развитее лесного озяйства в западных областях Украины за годы Советской влвсти.

атер.республ.конф. -Львов, 1989. -CI88-I89. .........

. Двуокись углерода как стимулятор роста сеянцев хвойных расте-:ий //Проблемы физиологии и биохимии древесных растений. Матер. I Всесоюзн.конф. -Петрозаводск, 1989. -С.95-97.