Аннотация
ОГЛАВЛЕНИЕ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1. Роль ионов кальция и калия в физиологии растений 7
1.2. Участие кальция в системе регуляции и интеграции растений 16
1.3. Участие кальция в механизмах защиты и устойчивости растений 17
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 19
2.1. Объект исследования 19
2.2. Методики исследований 20
2.2.1. Методика приготовления растворов 20
2.2.2. Методика проращивания семян, выращивание растений и
регистрация транспирации пшеницы 23
2.2.3. Методика приготовления экстрактов для ионометрии 26
2.2.4. Методика измерения содержания K+ и NO3- методом
ионометрии 26
2.2.5. Методика измерения содержания Ca2+ комплексонометрическим
титрованием 27
2.2.6. Статистическая обработка 30
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 31
3.1. Результаты исследований параметров транспирации растений
пшеницы сорта Ирень, выращиваемых на питательных растворах с разным соотношением концентраций Ca2+ и K+ 31
3.2. Оценка влияния соотношения концентраций Ca2+ и K+ в питательном растворе на гравиметрические параметры пшеницы сорта Ирень 34
3.3. Содержание ионов Ca2+, K+, NO3- в надземных тканях растений
пшеницы сорта Ирень, выращенных на питательных растворах с разным соотношением концентраций Ca2+ и K+ 39
ВЫВОДЫ 46
ЛИТЕРАТУРА 48
... отсутствуют 2 и 3 разделы
В физиологии растений установлен факт антагонизма ионов, в частности двухвалентных и одновалентных катионов. Важнейшая пара таких антагонистов Ca2+/K+ (Лархер, 1978). Считается что преобладание в среде ионов Ca2+ приводит к таким явлениям, как увеличение вязкости цитоплазмы клеток, уменьшение степени обводнения клеток, что приводит к торможению ростовых процессов, но вместе с тем к повышению уровня стабильности, снижается варьирование процессов во времени. Увеличивается устойчивость растительной клетки организма ко многим видам стрессовых воздействий, в том числе к засолению, гипо- и гипертермии, и ряду других воздействий. Количественное преобладание Ca2+ в среде стимулирует корнеобразование у пробуждающихся семян и проростков. Дополнительный вход кальция внутрь клетки может выступать в качестве сигнала, запускающего целый ряд адаптационных реакций, направленных на защиту растения. Количественное преобладание К+ увеличивает обводнение цитоплазмы, ускоряет рост клеток и ткани, способствует набору вегетативной массы. Особенно в сочетании с большим количеством доступного азота, особенно в нитратной форме. Но риск преобладания калия заключается в том, что приводит к уязвимости растения к инфекциям и другим поражающим факторам.
В почвах редко можно обнаружить нехватку кальция и поэтому кальциевое голодание у растений встречается редко (Полевой, 1989). Однако на данный момент изученность вопроса влияния кальция на растение при калийном голодании, остается на низком уровне.
Цель выпускной квалификационной работы: изучение влияния соотношения Ca2+ и K+ в питательной смеси на рост и развитие пшеницы сорта Ирень.
Задачи:
1. Провести исследование параметров транспирации растений пшеницы сорта Ирень, выращиваемых на питательных растворах с разным соотношением концентраций Ca2+ и K+;
2. Оценить влияние соотношения концентраций Ca2+ и K+ в питательном растворе на гравиметрические параметры пшеницы сорта Ирень;
3. Сравнить содержание Ca2+, K+, NO3- в надземных тканях растений пшеницы сорта Ирень выращиваемых на питательных растворах с разным соотношением концентраций Ca2+ и K+.
Работа выполнялась на кафедре экологии, природопользования и экологической инженерии под руководством кандидата биологических наук, доцента кафедры Куровского А.В. с января 2017 г. по май 2018 г.
Автор работы выражает благодарность старшему преподавателю кафедры сх биологии кандидату биологических наук Петроченко Ксении Александровне за помощь в аналитическом определении содержания ионов в тканях растений; старшему преподавателю Якимову Юрию Евгеньевичу за помощь в постановке вегетационных экспериментов.
1. Интенсивность транспирации у растений пшеницы сорта Ирень, выращиваемых в гидропонных условиях, зависит от соотношения катионов кальция к калию в питательном растворе. Данный показатель возрастал в ряду: водопроводная вода, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 0,3:1, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 1:1, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 3:1.
2. Сырая биомасса надземных частей растений пшеницы сорта Ирень, выращиваемых на гидропонике, возрастает в ряду: водопроводная вода, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 0,3:1, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 1:1. Показатель в варианте с раствором Ca2+:K+ = 3:1 значимо не отличался от варианта Ca2+:K+ = 1:1. Сухая биомасса в высокой степени коррелировала с сырой биомассой.
3. Содержание ионов K+ в сырой массе пшеницы сорта Ирень возрастает в ряду: водопроводная вода, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 0,3:1, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 1:1. Значение данного показателя в варианте с раствором Ca2+:K+ = 3:1 значимо не отличалось от варианта Ca2+:K+ = 1:1.
4. Содержание NO3- в сырой массе пшеницы сорта Ирень достоверно возрастала в ряду: водопроводная вода, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 0,3:1, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 1:1, раствор с соотношением Ca2+:K+ = 3:1.
1. Варфоломеев, С.Д. Биокинетика / С.Д. Варфоломеев, К.Г. Гуревич. - М.: Фаир-пресс, 1999. - 720 с.
2. Государственный реестр селекционных достижений допущенных к
использованию [Электрон. ресурс]. - Электрон. данные. - Москва: ФГБУ «Госсорткомиссия», 2011. - Режим доступа:
http://reestr.gossort.com/reestr/sort/9601678, свободный.
3. Гродзинский, А.М. Краткий справочник по физиологии растений / А.М. Гродзинский, Д.М. Гродзинский. - Киев: Наукова думка, 1973. - 590 с.
4. Каримова, Ф.Г. Поглощение Ca2+ клетками растений / Ф.Г. Каримова, Е.К. Бунтукова, Е.Е. Клочкова // Цитология. - 1991. - Т. 33, № 11. - с. 181-184.
5. Кларксон, Д. Транспорт ионов и структура растительной клетки / Д. Кларксон. - М.: Мир, 1978. - 368 с.
6. Красноборов, И.М. Высокогорная флора Западного Саяна / И.М. Красноборов. - Новосибирск: Наука, 1976. 365 с.
7. Крицман, В.А. Энциклопедический словарь юного химика / В.А. Крицман, В.В. Станцо. - М.: Педагогика, 1982. - 52 с.
8. Кузнецов, В.В. Физиология растений / В.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. - М.: Высшая школа, 2006. - 742 с.
9. Куровский, А. В. Введение в биологическую ионометрию: учебно-методическое пособие / А. В. Куровский, К. А. Петроченко, Ю. Е. Якимов. - Томск: ЦНТИ, 2013. - 23 с.
10. Куровский, А. В. Комплексонометрический метод определения кальция и магния в экологии и биологии: учебно-методическое пособие. Изд. 2-е, испр. и доп. / А. В. Куровский, К. А. Петроченко. - Томск: ЦНТИ, 2013. - 15 с.
11. Куровский, А. В. Эколого-физиологические аспекты кальциефильности травянистых растений / А. В. Куровский // Вестн. Том. Гос. унта. - 2009. - № 329. - С. 237-240.
12. Лархер, В. Экология растений / В. Лархер. - М.: Мир, 1978. - 384 с.
13. Лурье, Ю.Ю. Справочник по аналитической химии/ Ю.Ю. Лурье. - М.: Химия, 1971. - 456 с.
14. Медведев, С.С. Кальциевая сигнальная система растений / С.С. Медведев // Физиология растений. - 2005. - Т 52, No. 1. С. 1-24.
15. Медведев, С.С. Физиология растений / С.С. Медведев. - СПб.:Изд-во С.-Питерб. ун-та, 2004. - 336 с.
... всего 48 источников