Особенности химического состава и конструкционная цена листьев водных растений разных функциональных групп д. А. Ронжина, Л. А. Иванов



Скачать 37.45 Kb.
Дата26.04.2016
Размер37.45 Kb.
ТипАнализ

ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
И КОНСТРУКЦИОННАЯ ЦЕНА ЛИСТЬЕВ ВОДНЫХ РАСТЕНИЙ РАЗНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ГРУПП
Д.А. Ронжина, Л.А. Иванов


Ботанический сад УрО РАН, Екатеринбург, Dina.Ronzhina@botgard.uran.ru

CHEMICAL COMPOSITION PECULIARITIES AND CONSTRUCTION COST OF LEAVES IN DIFFERENT FUNCTIONAL GROUPS OF AQUATIC PLANTS
D.A. Ronzhina, L.A. Ivanov


Botanical Garden of UD RAS, Ekaterinburg

Химический состав листьев является итогом определенной организации метаболизма и отражает специфику приспособления растений разных функциональных типов и экологических стратегий к условиям среды [1, 2]. Конструкционная цена растительного материала зависит от химического состава и характеризует энергетические затраты на образование единицы массы растения. Задачей нашей работы было выявление особенностей химического состава и конструкционной цены листьев водных растений с разной степенью контакта с водной средой и грунтом.

Исследования проведены на 19 видах высших водных растений р. Сысерть и р. Исеть Свердловской области. Для анализа использовали листья, собранные в период цветения-плодоношения растений. Среднюю пробу листьев с 10-15 растений фиксировали при 1250С и досушивали при 750С в термостате. Общее содержание азота и углерода измеряли на автоматическом С-Н-N анализаторе. Количество неструктурных полисахаридов, органических кислот и минеральных элементов определяли колориметрически [2]. Содержание веществ рассчитывали на 1 г сухого веса листа. Вычисление конструкционной цены единицы массы листа растений проводили по методу Vertregt и Penning de Vries [3], модифицированного Poorter [4] и выражали в г глюкозы на 1 г сухого веса.

Анализ химического состава листьев водных растений выявил закономерности изменения содержания отдельных компонентов в зависимости от степени контакта с водной средой и грунтом. Для укорененных гидрофитов с плавающими листьями было характерно высокое количество углерода (448 мг/г) и низкое содержание минеральных веществ (56 мг/г) и органических кислот (60 мг/г). Свободно плавающие гидрофиты (как погруженные, так и плавающие на поверхности воды) отличались от растений других групп низким количеством азота (26 мг/г) и высоким содержанием неструктурных полисахаридов (168 мг/г). Последнее, вероятно, связано с уменьшением оттока ассимилятов и депонирования их в листе в связи с редукцией корневой системы, которая отмечена у растений этой группы [5]. Погруженные укорененные гидрофиты по химической композиции листа занимали промежуточное положение между погруженными свободно плавающими растениями и укорененными гидрофитами с плавающими листьями. По содержанию углерода (409 мг/г), органических кислот (81 мг/г) и минералов (93 мг/г) погруженные укорененные гидрофиты были сходны со свободно плавающими растениями, по количеству азота (35 мг/г) и неструктурных углеводов (133 мг/г) – с укорененными гидрофитами с плавающими листьями. Конструкционная цена листьев водных растений зависела от их химического состава. Этот параметр положительно коррелировал с содержанием углерода (0.97), азота (0.78) и отрицательно – с количеством минералов (-0.75), неструктурных полисахаридов (-0.54) и органических кислот (-0.47). В связи с этим для свободно плавающих гидрофитов и укорененных погруженных гидрофитов, листья которых имели небольшое количество углерода и высокое содержание органических кислот и минералов, была характерна низкая конструкционная цена (1.19 и 1.32 г глюкозы/г соответственно). Укорененных гидрофиты с плавающими листьями имели высокую конструкционную цену листьев (1.48 г глюкозы/г). Это, возможно, обусловлено сильным развитием тканей (проводящие, механические, кутикула), которые состоят из "дорогих" углеродсодержащих соединений [1, 2].

Ранее для наземных растений показано, что химический состав листьев с большим содержанием "дешевых" веществ (органические кислоты, минеральные вещества) и низкой конструкционной ценой характерен для листьев с высокой функциональной активностью и невысокой устойчивостью [2]. Наши исследования выявили аналогичную зависимость для водных растений. Низкая конструкционная цена растительного материала обнаружена у свободно плавающих гидрофитов, которые имеют высокую скорость роста и вегетативного размножения.

Таким образом, по результатам исследования можно заключить, что особенности химического состава гидрофитов разных групп отражают специфику их структурно-функциональной адаптации к водной среде. Химическая композиция и конструкционная цена листьев у свободно плавающих гидрофитов свидетельствуют об изменение метаболизма в направлении уменьшения синтеза энергоемких соединений, депонировании ассимилятов в листе в виде неструктурных углеводов и накоплении "дешевых" соединений. В условиях низкой концентрации минеральных элементов и нелимитируемого водоснабжения это обеспечивает растениям этой группы эффективное использование ресурсов среды и высокую скорость роста и вегетативного размножения.



Список литературы

1. Poorter H.,Bergkotte M. Chemical composition of 24 wild species differing in relative growth rate // Plant, Cell and Environment. 1992. V.15. P.221-229.

2. Пьянков В.И., Иванов Л.А., Ламберс Х. Характеристика химического состава листьев растений бореальной зоны с разными типами экологических стратегий // Экология. 2001. Т.32. С.243-251.

3. Vertregt N., Penning de Vries F.W.T. A rapid method for determining the efficiency of biosynthesis of plant biomass // Journal of Theoretical Biology. 1987. V.128. P.109-119.



4. Poorter H. Construction cost and payback time of biomass: a whole plant perspective // A whole plant perspective on carbon-nitrogen interaction / Eds. Roy J., Garnier E. The Hague: SPB Acad. Publ., 1994. P.111-127.

5. Лукина Л.Ф., Смирнова Н.Н. Физиология высших водных растений. Киев: Наукова думка, 1988. 187 с.



База данных защищена авторским правом ©ekollog.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал