Сравнительная характеристика содержания фотосинтетических пигментов некоторых оранжерейных растений при различных условиях освещённости

Турбина И.Н., Горбань М.В., Кравченко И.В, Вдовкин Р.С.

Сургутский государственный университет ХМАО - Югры

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ ПИГМЕНТОВ НЕКОТОРЫХ ОРАНЖЕРЕЙНЫХ РАСТЕНИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ОСВЕЩЁННОСТИ

Статья посвящена изучению влияния интенсивности освещённости на качественный и количественный состав фотосинтетических пигментов (хлорофиллы а и b) некоторых оранжерейных растений, используемых в интерьерном озеленении.

Ключевые слова: оранжерейные растения, фотосинтетические пигменты, фитодизайн.

Введение

Родиной большинства комнатных растений являются тропики и субтропики, то есть места с высокой температурой и влажностью воздуха, высокой интенсивностью солнечной радиации. Для нормального протекания процесса фотосинтеза тропических и субтропических растений в условиях закрытого грунта необходимо стремиться к обеспечению оптимальных значений освещённости 5000-6000 Лк. При содержании в интерьерах оранжерейные растения приспособились к более низкой интенсивности света, для многих из них достаточна освещённость в десять раз меньшая. Такая адаптация растений к свету возможна благодаря перестройкам в пластидном аппарате, содержащем фотосинтетические пигменты. Светолюбивые растения содержат, как правило, меньше хлорофилла, чем теневыносливые, повышение содержания хлорофилла в тени направлено на увеличение поглощения света листом [1]. Поэтому важно определить предел теневыносливости растений, используя в качестве показателя содержание пигментов.

Цель работы

Изучение приспособляемости оранжерейных растений к различным параметрам освещённости в условиях интерьера.

Задачи:

1) сравнить содержание фотосинтетических пигментов (хлорофиллы а и Ь) пластид и выявить общие закономерности изменения их количественного содержания в листьях оранжерейных растений, находящихся 6 и 12 месяцев в разных по интенсивности освещения зонах интерьера;

2) выделить группы растений (фотоста-бильные, фотолабильные) по их отношению к интенсивности света;

3) определить оптимальный режим освещённости для растений, используемых в фитодизайне.

Методы исследования

Объекты исследования - субтропические растения из коллекции Учебно-научного центра растениеводства научно-исследовательского института экологии Севера Сургутского государственного университета, представлены тремя видами сем. Ароидные (Araceae Juss.) и одним видом сем. Лилейные (Liliaceae Juss.). Согласно классификации [3], виды сем. Araceae Juss. представлены следующими жизненными формами: надземно-корневищные растения -

1 вид, - спатифиллум Уолисса (Spathiphyllum Wallisii Regel.); ползучие и полегающие травы -

2 вида, - сингониум ножколистный (Syngonium podophyllum Schott.), сциндапсус золотистый (Scindapsus aureus Engl.); один представитель семейства Liliaceae Juss. - розеточное растение хлорофитум хохлатый (Chlorophytum comosum Baker.).

Растения были размещены в двух разных по интенсивности освещения зонах интерьера, контролем служили растения в условиях теплицы. Интенсивность освещения определяли с помощью люксметра «ТКА-ПКМ» (41).

Исследование содержания пигментов проводили в научной лаборатории биохимии и комплексного мониторинга окружающей среды НИИ экологии Севера спустя 6 и 12 месяцев после расстановки растений в интерьере.

Содержание фотосинтетических пигментов определяли на спектрофотометре СФ - 56 по методике А.Т. Мокроносова [2]. Материал исследований - листья каждого вида растений, находящихся в разных по освещённости зонах интерьера, взятых в одно время суток в трёх

повторностях. В связи с тем, что обводнённость листьев не является решающим фактором, наличие пигментов рассчитывали в мг/г сырого вещества. При выделении групп растений по их отношению к освещённости использовали методику Montfort [цит. по 4], согласно которой растения делятся на две группы: фотостабиль-ные, у которых при увеличении интенсивности света содержание хлорофилла возрастает или остаётся на прежнем уровне, и фотолабильные, у которых при увеличении интенсивности света содержание хлорофилла уменьшается.

Результаты исследования

По результатам проведённых исследований можно выделить общую тенденцию: по истечении 6-ти месяцев адаптации колебания значений пигментов - хлорофилла а и хлорофилла b, - более выражены (табл. 1), чем спустя 12 месяцев. Такую особенность можно объяснить, вероятно, тем, что в течение первых 6 месяцев после расстановки растений в интерьерах с различной освещённостью активно идёт процесс адаптации, который заканчивается к 12 месяцам.

При уменьшении интенсивности света происходит увеличение содержания хлорофилла индивидуально для каждого растения и до определенного предела. Так, если у Spathiphyllum wallisii Regel. при интенсивности освещения 124-72 лк наблюдается увеличение пигментов, то у Chlorophytum comosum Baker. и Syngonium podophyllum Schott.при этом же режиме освещения наблюдается снижение содержания пигментов (см. табл.1).

Вид Scindapsus aureus Engl. на первом этапе эксперимента (через полгода) показал себя как фотостабильный, а в конце эксперимента (через год) в вариантах интерьера наблюдали содержание хлорофилла выше, чем в контрольном варианте, что говорит о лабильности вида. В условиях слабой освещенности 124-72 лк наблюдалась адаптация пластидного аппарата, направленная на увеличение поглощения света листом у Spathiphyllum wallisii Regel. и Scindapsus aureus Engl.

На основании полученных результатов эту группу растений, согласно классификации Монтфорта, относим к фотолабильным.

Хлорофилл b менее устойчив к уменьшению интенсивности света. Общее увеличение содержания хлорофилла идет преимущественно за счет хлорофилла а. Подтверждением этому служит ещё одна особенность: у всех растений увеличивается такой показатель как отношение хлорофилла а к хлорофиллу b с течением времени (рис. 1), спустя 12 месяцев этот показатель возрастает в 1,5-3 раза по сравнению со значениями 6-ти месяцев.

Рисунок 1. Отношение хлорофилла а к хлорофиллу Ь в зависимости от интенсивности освещения в условиях интерьера

Таблица 1. Сравнительная характеристика содержания пигментов в листьях оранжерейных растений, находящихся в зонах с различной освещённостью

Название растения Spathiphyllum wallisii Regel. Syngonium podophyllum Schott. Scindapsus aureus Engl Chlorophytum comosum Baker.

Экспозиция, месяц 6 12 6 12 6 12 6 12

Aa 0,100 0,012 0,179 0,012 0,136 0,008 0,053 0,002

Теплица 2500-500 лк Ab 0,099 0,005 0,130 0,004 0,069 0,003 0,024 0,001

220-127 лк Aa 0,176 0,016 0,092 0,010 0,079 0,006 0,020 0,002

Интерьер Ab 0,100 0,006 0,064 0,003 0,044 0,002 0,017 0,001

124-72 лк Aa 0,093 0,010 0,157 0,007 0,119 0,006 0,076 0,002

Ab 0,039 0,004 0,133 0,002 0,108 0,002 0,061 0,001

Наибольшие значения отношения хлорофилла а к хлорофиллу b у всех растений наблюдаются в интерьере при освещённости 220-127 лк. Таким образом, режим освещённости 220-127 лк является оптимальным для испытуемых оранжерейных растений. Ниже этой границы происходит уменьшение содержания пигментов у фотолабиль-ных растений, замедляется рост и развитие, теряется декоративность. У фотостабильных видов (Syngonium podophyllum Schott. и Chlorophytum comosum Baker.) при режимах освещенности 220-127 лк и 124-72 лк содержание пигментов остается на одном уровне, тем самым они более теневыносливы и устойчивы к различным условиям интерьера.

Выводы

1.В результате сравнения содержания фо-тосинтетических пигментов (хлорофилл а

и хлорофилл b) оранжерейных растений было выявлено, что в течение первых 6-ти месяцев активно идёт процесс адаптации растений к условиям освещённости, о чём свидетельствуют более выраженные колебания значений пигментов, чем через 12 месяцев.

2. По отношению к интенсивности света оранжерейные растения распределены на группы: фотостабильные растения - Syngonium podophyllum Schott. и Chlorophytum comosum Baker., фотолабильные - Spathiphyllum wallisii Regel. и Scindapsus aureus Engl.

3. В процессе адаптации растений к условиям освещённости возрастает отношение хлорофилла а к хлорофиллу b, которое достигает максимума в диапазоне 220-127 Лк. Данный световой режим является оптимальным для растений, используемых в фитодизайне.

12.11.2013

Список литературы:

1. Любименко В.Н. Содержание хлорофилла в хлорофильном зерне и энергия фотосинтеза // Тр.Спб. об-ва естествоиспытателей. 1910. - С. 41 - 266.

2. Мокроносов А.Т. Малый практикум по физиологии растений: учеб. пособие. 9-е изд. М.: Изд-во МГУ, 1994. 184 с.

3. Смирнова Е.С. Биоморфологические структуры побеговой системы тропических и субтропических цветковых растений в природе и оранжерейной культуре // Интродукция тропических и субтропических растений.- М.: Наука, 1980. - С. 52-91.

4. Снежко В.В., Богатырь В.Б. Влияние интенсивности освещения на содержание пигментов некоторых растений, используемых в озеленении интерьеров // Уровни организации процессов у растений. Киев: Наукова думка, 1981. - С. 173 - 175.

Сведения об авторах:

Турбина Ирина Николаевна, старший научный сотрудник УНЦР НИИ ЭС, кандидат биологических наук, e-mail: scilla3@yandex.ru Горбань Мария Викторовна, младший научный сотрудник УНЦР НИИ ЭС,

e-mail: gmariy@yandex.ru ВдовкинРоман Сергеевич, младший научный сотрудник УНЦР НИИ ЭС, e-mail: vdovkin.1984@mail.ru Кравченко Инесса Вячеславовна, старший научный сотрудник научной лаборатории биохимии и комплексного мониторинга окружающей среды НИИ ЭС, кандидат биологических наук,

e-mail: kiv@mf.surgu.ru

UDC 581.132.035

Turbina I.N., Gorban M.V., Kravchenko I.V, Vdovkin R.S.

Surgut State University Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Yugra, e-mail: scilla3@yandex.ru COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF THE PHOTOSYNTHETIC PIGMENTS CONTENTS OF SOME GREENHOUSE PLANTS UNDER VARIOUS CONDITIONS OF ILLUMINATION

The article is devoted to the analysis of the influence of intensity of illumination and the qualitative and quantitative structure of photosynthetic pigments (chlorophylls a and b) of some hothouse plants used in interior gardening.

Key words: greenhouse plants, photosynthetic pigments, phito design.

Bibliography:

1. Lyubimenko V. N. The maintenance of chlorophyll in chlorophilic grain and energy of photosynthesis//Tr. SPb. society of natural scientists. 1910. - P. 41 - 266.

2. Mokronosov A.T Small workshop on physiology of plants: manual, 9th edition, M.: Moscow State University Publishing house, 1994. - 184 p.

3. Smirnova E.S. Biomorphological structures of plant escapes system of tropical and subtropical floral plants in the nature and greenhouse culture//Introduction to tropical and subtropical plants. - M: Science, 1980. - p. 52-91.

4. Snezhko V.V., Bogatir V.B. The influence of the intensity of lighting on the maintenance of pigments of some plants used in interior gardening //The levels of organization of processes in case of plants. Kiev: Nauka dumka, 1981. - p. 173 - 175.