РОЗДІЛ 2
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
2.1. Об'єкти досліджень
В якості модельного об'єкту з недетермінованим типом росту у наших дослідах було обрано рослини цукрового буряка (Beta vulgaris L.) на першому році вегетації. Цукровий буряк, як дворічна культура за типом розвитку, може перебувати у вегетативній стадії за умов теплиці кілька років із майже необмеженим продукуванням нових листків та з паралельним відмиранням старих. Ця культура являє собою спрощену донорно-акцепторну модель, в якій постачальники асимілятів - листки - розміщені безпосередньо на потужному акцепторі - коренеплоді, що, проте, теж є вегетативним органом. Більшість дослідів проводилась з буряками сорту Білоцерківський однонасінний 45. Це - однонасінний диплоїдний сорт, районований з 1984 р., врожайно-цукристого спрямування. Крім того в деяких експериментах досліджували гібриди Ювілейний, Примахіл, Льговсько-Верхнячський ЧС-21 (однонасінні диплоїдні гібриди на стерильній основі) та сорт Ялтушківський однонасінний 30, що тривалий час використовувався як стандарт при сортовипробуванні.
В якості модельної рослини зі складнішою організацією донорно-акцепторної системи було обрано квасолю (Phaseolus vulgaris L.). З точки зору концепції джерело-стік одна з основних відмін квасолі від системи, представленої цукровим буряком, полягає у пізнішій появі головних споживачів асимілятів - бобів, коли асиміляційний апарат набуває максимальних розмірів. Друга відміна пов'язана з наявністю проміжної ланки між донором та акцептором асимілятів - стебла - якому може бути притаманна не лише провідна функція. Досліди проводили з кущовою формою квасолі сорту Альфа.
2.2. Загальні умови проведення дослідів
Рослини вирощували за умов вегетаційного досліду в посудинах Вагнера місткістю 16 кг грунту. Перед набиванням посудин сірий опідзолений грунт перемішували з річковим піском у співвідношенні 4:1 і вносили мінеральні макро- і мікроелементи. Під буряки вносили поживну суміш ВНІС, під квасолю - суміш Кнопа (по одній нормі з розрахунку на піщану культуру) [33]. Посудини розташовували на стелажах вегетаційного майданчика Інституту фізіології рослин та генетики НАН України під поліетиленовою плівкою за природного освітлення (рис. 2.1). Посів проводили набубнявілим насінням і мульчували поверхню грунту піском. Буряк висівали у кількості 20-30, квасолю - 10 насінин на посудину. Після появи сходів рослини поступово проривали, вирівнюючи їх так, щоби в посудинах залишалось по одній дорослій рослині середніх розмірів. Тривалість вегетаційного періоду становила 120-150 діб для цукрового буряка і 100-120 діб для квасолі (залежно від конкретного досліду, що вказано у підписах до таблиць і рисунків та при обговоренні результатів). Рослини поливали відстояною водопровідною водою (зверху і через трубку), підтримуючи вологість грунту в межах 60-70 % повної вологоємкості.
У дослідах із затіненням екрани виготовляли із білої рушникової тканини в один або декілька шарів. Екрани розтягували на дротяних каркасах, охоплюючи одночасно декілька посудин з рослинами зверху і з боків. Освітленість під екраном вимірювали прибором ДАУ-81 і вираховували ослаблення сонячного світла у відсотках або ступінь затінення (у скільки разів освітленість під екраном менша за пряму сонячну).
Рис. 2.1. Загальний вигляд вегетаційних посудин з буряками на стелажі.
Інші умови проведення окремих дослідів, як і детальний опис дослідних варіантів, наведено при обговоренні результатів.
2.3. Вимірювання вуглекислотного газообміну та транспірації рослин
Для вимірювання динаміки газообміну рослин автором була змонтована установка на базі двох оптико-акустичних інфрачервоних газоаналізаторів ГИАМ-5М. Її конструкція базується на загальних принципах, описаних у літературі [39, 104], з деякою модифікацією, зумовленою конкретними технічними рішеннями, і дозволяє реєструвати динаміку показників фотосинтезу, фотодихання, темнового дихання та транспірації у безперервному режимі (рис. 2.2, 2.3 і 2.4).
Всі вимірювання проводили за природного вмісту СО2 у повітрі, який контролювали одним із газоаналізаторів, каліброваним еталонною заводською газовою сумішшю СО2 і азоту. Другий газоаналізатор, увімкнений за диференційною схемою, використовували для вимірювання вуглекислотного газообміну рослин. Для цього через одну кювету (порівняльну) продували атмосферне повітря, а через другу (вимірювальну) - повітря, яке пройшло через камеру з рослиною. Для його калібровки застосовували поглинальну (за СО2) колонку з натронним вапном, через яку пропускали частину потоку атмосферного повітря. Суміш, що утворилась, пропускали через вимірювальну кювету газоаналізатора, а вміст у ній СО2 вимірювали еталонним газоаналізатором. Знаючи величину відхилення показників газоаналізатора, що калібрується, від нульового положення і кількість СО2, на яку було збіднено калібрувальну суміш, вираховували ціну поділки приладу в мг СО2/л. Калібровку робили перед і після кожного циклу вимірювань газообміну.
Рис. 2.2. Вимірювання інтенсивності газообміну листків (видно освітлювальний пристрій та листкові камери).
Рис. 2.3. Загальний вигляд установки для вимірювання вуглекислотного газообміну рослин.
Транспірацію листків вимірювали за допомогою термоелектричного мікропсихрометра, яким контролювали вологість повітря на вході та виході з листкової камери. Перед подачею до листкової камери вологість повітря стабілізували шляхом конденсації води при постійній зниженій температурі у скляних трубках у холодильнику. Психрометр калібрували ваговим методом за допомогою колонок з силікагелем. Вологість повітря виражали в г Н2О/л.
Газообмін листкових пластинок вимірювали за контрольованих умов. Для цього частину невідокремленого від рослини листка затискували між двома половинами