doi: 10.15389/agrobiology.2014.1.17rus
УДК 633.1:581.14:57.043:51-76
МОДЕЛИ ЛИНЕЙНОГО РОСТА РАСТЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА, ВЫЗВАННОГО ДЕЙСТВИЕМ УФ-В РАДИАЦИИ
И.М. МИХАЙЛЕНКО, Е.В. КАНАШ, В.Н. ТИМОШИН
Уменьшение скорости роста в ответ на действие многих неблагоприятных факторов среды, в частности УФ-В радиацию, представляет собой защитный механизм, с помощью которого растения минимизируют отрицательное действие возникших повреждений, что может быть связано с сокращением числа клеточных делений. При адаптации к действию УФ-В радиации указанный механизм, по-видимому, реализуется у злаковых растений, обладающих интеркалярным ростом листа, меристематическая зона которого защищена влагалищем. Мы сравнивали динамику роста 1-го листа у ячменя (Hordeum vulgare L.) сортов Фукумуги, Белогорский и пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Ленинградка при выращивании в светоустановках, а также в полевых условиях с моделированием повышенных значений УФ-В радиации (λ = 280-320 нм), проведя экспериментальную оценку параметров для различных вариантов моделей роста при стрессе на ранних этапах онтогенеза. Это позволило обосновать методику математического моделирования линейного роста растений в суточном масштабе времени в условиях окислительного стресса, вызванного действием УФ-В радиации. Точность оценки торможения линейного роста при применении разработанных моделей составила ±5-6 мм. При этом наилучшие результаты дают динамические варианты моделей, точность которых на 20-25 % выше, чем у статической модели. С помощью предлагаемых моделей может быть описано торможение линейного и/или массово-объемного роста в зависимости от интенсивности и дозы действующего стрессора. Показатели качества идентификации и точности прогнозирования позволяют предположить, что разработанный метод также применим для моделирования линейного роста растений при действии других абиотических факторов, вызывающих окислительный стресс, а также их сочетаний.
Ключевые слова: УФ-В радиация, высота растений, динамика роста, модель линейного роста, параметры модели, прогнозирование.
MODELS OF PLANT LINEAR GROWTH IN CONDITIONS OF OXIDATION STRESS INDUCED BY UV-B RADIATION
I.M. Mikhailenko, E.V. Kanash, V.N. Timoshin
Decrease in the rate of growth under the impact of many unfavourable environmental factors, UV-B (280-320 nm) radiation in particular, is a defensive mechanism of plants that minimizes the negative action of the damage done and may be related to diminished number of mitoses. This mechanism is evidently at work also in case of UV-B radiation adaptation of crop plants with intercalary growth of a leaf whose meristem zone is protected by the axil. We compared growth dynamics of the first leaf of barley (Hordeum vulgare L., cultivars Fukumugi and Belogorski) and wheat (Triticum aestivum L., cultivar Leningradka). Plants were grown in phytotron as well as in field conditions with modelling enhanced UV-B radiation; parameters in various growth models under stress at early stages of ontogenesis were estimated experimentally. The results obtained allowed to substantiate the method of mathematical modelling in diurnal time scale of plant linear growth in conditions of oxidation stress caused by UV-B radiation. With the use of the models devised, the error of measuring linear growth slowdown was ±5-6 mm. The best results were obtained with dynamic models whose accuracy was 20-25 % higher than that of the static model. The models proposed make it possible to evaluate the slowdown of linear and/or mass-volume growth depending on the intensity and the dose of stressful radiation. The accuracy of identification and prediction suggest that the method elaborated may be used also for modelling plant linear growth under the impact of other abiotic factors causing oxidation stress as well as of their combinations.
Keywords: UV-B radiation, plant height, growth dynamics, the model of linear growth, the parameters of the model, prediction.
ГНУ Агрофизический институт Россельхозакадемии, |
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
