ЭлБиб

Экологическая физиология

МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ФИТОРЕСУРСОВ

НА МЕЖ- И ВНУТРИВИДОВОМ УРОВНЯХ

Курец В. К., Дроздов С. Н.

Институт биологии Карельского НЦ РАН

г. Петрозаводск

Основные сведения о биологии и экологии растений получены в полевых и вегетационных

исследованиях. Высокая достоверность вычленения изучаемого показателя на фоне “шума” не

учитываемых и имеющих случайный ход факторов достигнута в них благодаря большому числу

наблюдений. Техногенный прессинг на биосферу, диктует необходимость применения более оперативных,

нежели пассивные наблюдения, методов. На первый план выдвигается задача прогнозирования динамики

возможных преобразований естественных и культурных ценозов под влиянием изменений климата, для

чего необходимы сведения об эколого-физиологических характеристиках видов, популяций, сортов и

генотипов, отражающие количественную меру их экологического биоразнообразия. Эти сведения

необходимы и при интродукции, селекции, географическом и внутрихозяйственном размещении растений

и решении ряда агротехнических вопросов.

Наиболее объективным интегральным показателем реакции растений на условия среды является

прирост биомассы. Этот показатель может быть определен с высокой точностью, однако за достаточно

длительный период времени. При наблюдении в полевых условиях за это время происходят изменения

факторов среды, вплоть до экстремальных значений, влияющих на долю вклада каждого из них в

формировании урожая. Это происходит в результате разнотипности действия различных участков диапазона

ф актора среды на ф изиологические процессы растений (Одум, 1986; Д роздов и др., 1984).

Разнокачественность действия диапазона температур диктует необходимость непрерывного контроля и

проведения экспериментов в регулируемых условиях среды. Оперативным показателем, лабильно и четко

отражающим “отклик”, реакцию растения и его продуктивность в каждый момент времени является ССХ,-

газообмен, который может измеряться и регистрироваться дистанционно и непрерывно. Измерения

газообмена отдельных частей и органов растений достаточно широко применяются в полевых и

вегетационных исследованиях для решения задач физиолого-биохимического плана. Однако результаты

этих измерений чаще всего отражают реакцию отдельного органа или его части, значительно отличающуюся

от “отклика” целого растения. Растение является многопараметрической системой, функционирующей в

многофазной системе внешней среды. Все факторы и параметры этих систем взаимосвязаны и изменение

любого из них влияет не только непосредственно, но и через изменившееся вследствие этого соотношение

условий среды и процессов в растении. Поэтому для изучения их экологических характеристик

предпочтительны многофакторные методики, основанные на системной идеологии.

Находясь в непрерывно изменяющейся среде, растения выбирают наиболее выгодную для роста и

развития стратегию метаболизма, проявляющуюся в их адаптации. Вследствие этого при определении

характеристик растений путем постепенного изменения того или иного фактора на фоне стабильности

прочих происходит адаптация организма, как к постоянному уровню фона, так и к постепенному изменению

фактора, что не позволяет оценить адаптационный потенциал генотипа. При этом следует иметь в виду, что

изменение уровня любого фактора фона влияет на интенсивность “отклика”. Вследствие этого результаты

однофакторных опытов отражают лишь частные случаи реакции растения.

Рост и развитие растений являются процессами, сопровождающимися изменениями реакции на

среду. Поэтому изучение отклика растения в пространстве обитания не может быть длительным. Для

этого целесообразно использовать не традиционный подход-систематическое изучение всего пространства

переменных, а систему измерений, основанную на теории планирования экспериментов. Планы позволяют

обследовать пространство переменных при минимальном, но достаточном для получения достоверных

результатов, числе сочетаний уровней факторов среды. Наиболее эффективно применение планов при

наличии установок искусственного климата с широкими пределами регулирования условий среды и

методики для их реализации (Курец, Попов, 1991). Результаты планируемых экспериментов могут быть

представлены в виде линейных и нелинейных уравнений связи - математических моделей реакции растений

на условия среды с коэффициентами, отражающими количественное влияние факторов и их взаимосвязи

на отклик растения. Анализ моделей математическими методами позволяет определять величину и условия

потенциального максимума отклика и привычные для биологов графические зависимости по любому

переменному фактору опыта.

Многофакторная методика позволила определить светотемпературные зависимости С 02-обмена ряда

видов травянистых, древесных растений, мхов и перспективных для интродукции в условиях Севера

237

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека