Методы исследований

1.2. Методы исследований.

Исследования проводились на базе лаборатории физиологии растений Московского Государственного Областного Университета в период с июня по сентябрь 2003 года. Объектом изучения являлись растения кукурузы сорта Россо. Изучение влияния 6-БАП на рост и биометрические показатели растений кукурузы при разном уровне засоления проводилось в условиях вегетационного опыта (почвенные культуры).

Семена кукурузы проращивались при температуре 20^оС в термостате в течение 3 дней, а затем высаживались в сосуды Митчерлиха с почвой на 5 кг. Почва дерново-подзолистая средне-суглинистая. В каждом сосуде в среднем выращивалось по 7 растений.

Эксперимент включал 6 вариантов, разный уровень засоления создавался путём внесения раствора NaCl.

Контроль;

Обработка 6-БАП;

0,1% NaCl;

0,1% NaCl+6-БАП;

0,2% NaCl;

0,2% NaCl+6-БАП.

Опрыскивание синтетическим аналогом цитокинина 6-БАП концентрацией 4х10^-5М (20мг/л) проводили в фазу кущения растений 10 июля 2003 г. В вариантах без обработки растения опрыскивались водой.

Учет роста проводился каждые 7 дней. Содержание воды, интенсивность транспирации и водоудерживающая способности фиксировались 4 раза.

Уход за растениями осуществлялся в соответствии с общепринятой агротехникой.

В ходе исследований были определены следующие показатели:

Высота растений;

Содержание воды;

Водоудерживающая способность;

Интенсивность транспирации;

Анатомо-морфологическая структура листа и стебля кукурузы.

Высота растений фиксировалась при помощи измерительной ленты. Содержание воды определялось по разнице между сырой и сухой массой растения, измеренной весовым методом. Анатомо-морфологическую структуру листа и стебля кукурузы анализировали под микроскопом МБР-1 с помощью окуляра-микрометра.

Водоудерживающая способность рассчитывалась по формуле:

(P₁ – P₃) x 100

Водоудерживающая способность = 100 - [ % ], где

Р₃

Р₁ – сырая масса листа;

Р₃ – масса листа через 20 минут после удаления.

Интенсивность транспирации определялась методом, основанным на учёте потери воды листом за короткий промежуток времени.

Определение интенсивности транспирации.

Интенсивность транспирации - это количество воды в г или мг, испаренной с единицы листовой поверхности (1дм²) или единицы веса (1г).

Метод основан на учете потери воды листом за короткий промежуток времени (3 мин.). Лист срывают с растения и быстро взвешивают на торсионных весах (Р₁). Через 3 мин. взвешивают повторно (Р₂). Разница в весе (Р) равна количеству испаренной воды.

Интенсивность транспирации рассчитывают по формуле:

I = Р х 60 х 1000 [ мг/г сырого веса в час], где

Р₁ х 3

60 – коэффициент перевода в часы;

1000 – коэффициент перевода в граммы.

Полученные данные были статистически обработаны. В таблицах представлены средние значения и их ошибки.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

2.1. Влияние засоления на растения кукурузы.

а) Влияние уровня засоления на высоту растений.

В ходе исследований нас, прежде всего, интересовало влияние уровня засоления на темпы роста кукурузы, в качестве критерия была выбрана высота растений. Данные представлены в таблице 1.

Таблица 1. Влияние уровня засоления на высоту растений кукурузы.

Дата Вариант	Высота растений, см
	17.07	%	24.07	%	31.07	%	07.08	%	14.08	%
Контроль	12,1 +0,7	100	15,4 +0,4	100	19,3 +0,8	100	24,1 +0,5	100	29,7 +0,73	100
0,1%	11,2 +0,5	92,6	14,1 +0,7	91,6	17,6 +0,57	91,2	22,3 +0,6	92,5	27,2 +0,43	91,6
0,2%	10,1 +0,66	83,5	11,9 +0,6	77,3	15,3 +0,68	79,3	19,4 +0,43	80,5	24,2 +0,5	81,5

Из данных таблицы следует, что снижение высоты растений находится в прямой зависимости от концентрации соли в субстрате. Схожие данные были получены в работах Йоневой, Калининой, Федяевой, Атанасовой 12, 14, 43, 51. Причем, при увеличении концентрации соли на 0,1%, высота растений уменьшается в среднем на 8-9%. Угнетение роста наблюдается на протяжении всего опыта, что подтверждается данными графика 1, где по оси абсцисс отложены даты измерений, а по оси ординат – высота растений в сантиметрах. Контрольные растения обозначены голубым цветом, выращенные при 0,1% засолении – оранжевым; при 0,2% – зеленым.

Рисунок 1. Влияние уровня засоления на рост растений кукурузы.

б) Влияние засоления на содержание воды и водоудерживающую способность.

Как известно, увеличение концентрации соли в субстрате сказывается не только на ростовых процессах растения, но и на водном обмене. Для изучения этого вопроса определялось процентное содержание воды в листьях и водоудерживающая способность. Проведенные измерения показали, что по мере повышения уровня засоления, содержание воды в листьях растения снижается. Так, если рассмотреть эти данные в процентном соотношении на 31.07, то видно, что оводненность растений, выращенных при 0,1% засолении, на 3,9% ниже контрольных, а при 0,2% - на 6,4%.

Таблица 2. Влияние уровня засоления на оводненность листьев кукурузы.

Дата Вариант	Содержание воды, %
	17.07	%	24.07	%	31.07	%	07.08	%
Контроль	88,8 +4,0	100	88,8 +3,1	100	87,3 +1,6	100	78,8 +1,9	100
0,1%	87,5 +3,7	98,5	86,7 +3,7	97,6	83,9 +2,5	96,1	77,7 +2,2	98,6
0,2%	86,6 +3,5	97,5	85,9 +3,9	96,7	81,7 +3,1	93,6	73,3 +3,4	93,0

Снижение содержания воды в листьях растений кукурузы при 0,1% засолении составило от 1,1 до 3,4%, что подтверждается данными рисунка 2, где по оси абсцисс отложены даты измерений, а по оси ординат – содержание воды в листьях в %.

Рисунок 2. Влияние уровня засоления на содержание воды в листьях растений кукурузы.

Для растений, выращенных на почве с 0,2% засолением NaCl, эти цифры составили от 2,2 до 5,6%. В среднем оводненность растений, выращенных при 0,1 % засолении, на 2,3% ниже контрольных, а при 0,2 М - на 4,8%.

Сходная тенденция наблюдается и в опытах по определению водоудерживающей способности (табл.3), но засоление оказывает меньшее влияние на этот показатель.

Таблица 3. Влияние уровня засоления на водоудерживающую способность листьев кукурузы.

Дата Вариант	Водоудерживающая способность, %
	17.07	%	24.07	%	31.07	%	07.08	%
Контроль	97,5 +4,5	100	96,8 +3,9	100	97,4 +2,6	100	96,2 +3,1	100
0,1%	96,5 +4,2	99,0	96,5 +3,8	99,7	97,3 +2,6	99,9	95,1 +3,4	98,9
0,2%	94,8 +4,7	97,2	96,3 +3,8	99,5	95,8 +3,0	98,4	94,8 +3,4	98,5

Так при концентрации соли 0,1%, водоудерживающая способность уменьшилась от 0,1 до 1,1% по сравнению с контролем, а при 0,2% - от 0,5 до 2,7%, что можно видеть на рисунке 3. В среднем водоудерживающая способность понизилась на 0,6% при 0,1% концентрации NaCl; и на 1,6% при 0,2% засолении. Полученные данные находят отражение в литературе 17. В целом, можно сказать, что засоление приводит к подавлению способности к осморегуляции, то есть с увеличением концентрации соли растения теряют способность сохранять оводненность органов и это отрицательно сказывается на их солеустойчивости.

Рисунок 3. Влияние уровня засоления на водоудерживающую способность листьев кукурузы.

в) Влияние засоления на интенсивность транспирации.

Содержание воды и водоудерживающая способность – это не единственные показатели водного обмена растений. Более важным критерием является интенсивность транспирации. В таблице 4 и на рисунке 4 приведены данные по влиянию уровня засоления на этот показатель.

Проведенные измерения показали, что интенсивность транспирации растений, выращенных на фоне засоления, снижается с повышением концентрации соли в субстрате. Так, если рассмотреть результаты полученные на 17.07, видно, что интенсивность транспирации у растений, выращенных при концентрации соли 0,2 %, в 2 раза ниже, чем у контрольных; при 0,1 % – на 43,5%. Полученные данные можно объяснить тем, что в условиях засоления растения испытывают недостаток воды, что вызывает накопление АБК в листьях, приводящее к закрытию устьиц и, как следствию, снижению уровня транспирации. Схожие данные были получены Ахияровой Г.Р. и Веселовым Д.С. 3.

Таблица 4. Влияние уровня засоления на интенсивность транспирации листьев кукурузы.

Дата Вариант	Интенсивность транспирации, мг/г сырого веса в час
	17.07	%	24.07	%	31.07	%	07.08	%
Контроль	276 + 9	100	244,5 + 8	100	210 + 8	100	181,1 + 9	100
0,1%	156 + 6	56,5	171,2 + 6	70	177,1 + 9	84,3	157,7 + 7	87,1
0,2%	138 + 7	50	163,4 + 6	66,8	141,6 + 6	67,4	125,8 + 8	69,5

На рис.4 данные по интенсивности транспирации приведены в процентном отношении. По оси абсцисс отложены даты измерений, а по оси ординат интенсивность транспирации в процентах, за 100% принята интенсивность транспирации листьев контрольных растений. Из данных рисунка видно, что по мере увеличения продолжительности произрастания кукурузы на засоленном субстрате, интенсивность транспирации возрастает и приближается к показателям контрольных растений, хотя в условиях засоления растения испытывают недостаток снабжения водой. Данную тенденцию можно объяснить включением адаптивных механизмов растений и приспособлением к произрастанию на засолённом субстрате.

Рисунок 4. Влияние уровня засоления на интенсивность транспирации листьев кукурузы.

г) Влияние засоления на анатомо-морфологическую структуру.

У культурных растений при произрастании на засоленной почве заметным изменениям подвержено также и микроскопическое строение вегетативных органов. С этой целью при уборке опытных экземпляров нами были изучены флаговые листья и расположенные под ними междоузлия растений кукурузы. В ходе проведённых исследований были зафиксированы различные показатели анатомо-морфологической структуры под микроскопом МБП-1 с помощью окуляра-микрометра. Данные приведены в таблице 5 в делениях окуляра-микрометра.

Из полученных данных прежде всего видно, что фактор засоления обуславливает уменьшение листовой пластинки. Количество жилок же, наоборот, возрастает: для контрольных растений этот показатель равен 12; при концентрации NaCl 0,1% – 14; 0,2% – 18. Ширина моторных клеток и пучков, толщина эпидермы и мезофилла уменьшается с повышением уровня засоления.

При глазомерной оценке у растений засоленного фона обнаруживается большее количество моторных клеток, хотя размеры их уменьшаются, что характеризует изменение структур листа в сторону ксерофитности. Засоление приводит к изменениям устьичного аппарата. При этом уменьшаются размеры устьиц, а их количество на единицу площади увеличивается, о чем можно судить по размерам замыкающих и длине покровных клеток. Полученные данные находят отражение в литературе 46.

Изменения претерпевает и стебель. Засоление приводит к уменьшению длины междоузлия при сохранение его диаметра. Уменьшаются размеры проводящих пучков, ксилемы и флоэмы. Длина ксилемы при 0,1% засолении уменьшилась на 25%, при 0,2% – на 40%; флоэмы при 0,1% – на 25%, при 0,2% – на 28%. Также уменьшились размеры клеток обкладки и сосудов метаксилемы.

В целом, можно сказать, что при увеличении концентрации NaCl в субстрате наблюдаются закономерные изменения в сторону усиления ксероморфизма.