ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ФИТОЦЕНОЗОВ К ПОВЫШЕННЫМ ТЕМПЕРАТУРАМ В УСЛОВИЯХ ИСКУССТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ

Ушакова С. А., Тихомиров А. А., Заворуева Е. Н.
Институт биофизики СО РАН, 660036 Красноярск, Академгородок
Изучена устойчивость разновозрастных ценозов редиса и пшеницы к воздействию супероптимальных температур различной длительности. Для этого 3-х возрастной ценоз редиса и 5-ти возрастной ценоз пшеницы выращивали в герметизируемых вегетационных камерах при круглосуточном освещении методом гидропоники на керамзите при температуре воздуха 24оС. В исследуемых ценозах оценивали реакцию при температурах 35оС или 45оС. 45оС является температурной границей активной жизнедеятельности большинства видов высших растений, а 35оС близка к первичному температурному порогу перехода от благоприятных к неблагоприятным условиям роста и развития. В качестве показателей функционального состояния ценозов были выбраны интенсивность фотосинтеза и состояние фотосинтетического аппарата растений различных возрастных групп. При 20-ти часовом воздействии температурой 45оС кинетика видимого фотосинтеза проходит несколько этапов: на первом этапе значительно подавляются процессы, связанные с фиксацией СО2; в дальнейшем разница между интенсивностью поглощения и выделения СО2 становится меньше, что обусловлено, видимо, началом инактивации ферментов дыхательного метаболизма; на последнем этапе происходит, видимо, значительная инактивация и разрушение ферментов, связанных с поглощением и выделением СО2. Предполагается, что именно на последнем этапе происходят необратимые изменения метаболических процессов, приводящие к нарушению роста и развития. Глубина повреждения определяется временем пребывания на этом этапе. Так, 11-ти часовое воздействие температурой 45оС (из них 2 часа на последнем этапе) привели в репарационный период к 20% падению фотосинтеза и в дальнейшем к некоторым повреждениям репродуктивных органов растений пшеницы. 20-ти часовая экспозиция пшеницы при температуре воздуха 35оС привела в первые часы к 50% снижению видимого фотосинтеза, но затем наблюдали его увеличение и к моменту окончания экспозиции уровень фотосинтеза составляла 88% от исходной величины. Экспозиция ценоза редиса при аналогичных условиях не привела к значимым изменениям фотосинтеза в начале воздействия. К концу экспозиции при температуре 35оС наблюдалась некоторая активизация фотосинтетических процессов. В результате исследований получена и проанализирована временная кривая газообмена фитоценозов в условиях повышенных температур. По структуре такой кривой можно оценить степень термоустойчивости фитоценоза к действию супероптимальных температур в различные периоды экспозиции, а также дать прогноз о времени перехода обратимых термоиндуцированных изменений в необратимые.