Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Один из способов повышения продуктивности растений состоит в использовании различного уровня азотного питания для регуляции интенсивности фотосинтеза. С₄ - растения (амарант, просо и др.), благодаря присущему им особому типу фотосинтеза, имеют ряд преимуществ перед С₃ - растениями (пшеница, целозия и др.) в усвоении углекислоты и достижения высокой продуктивности (Магомедов И.М.1988). Тем не менее, и для С₄- растений важны поиски путей повышения продуктивности. У С₄ - растений фотосинтетическая эффективность потребления азота (ФЭПА), определяемая как фотосинтез в расчете на единицу азота в листе, значительно выше, чем у С₃-растений (Brown R.H.,1978) . Однако, поскольку такой точки зрения придерживаются не все исследователи (Кошкин Е.И. и др.,1995), выяснение причин, лежащих в основе подобного феномена, весьма актуально. Задачей настоящей работы являлось дальнейшее исследование с целью проверки гипотезы о прямой зависимости ФЭПА от интенсивности С_4-фотосинтеза в листьях амаранта, а также выяснение значения уровня азотного питания для интенсивности фотосинтеза. Объекты исследований - амарант (C₄ - растение) и целозия (С₃ -растение) семейства Amaranthaceae. Мы предполагали, что в молодых листьях, где продолжается синтез белка, интенсивность фотосинтеза (ИФ) должна быть выше, чем в старых листьях, где синтез белка ограничен. Полученные результаты показали, что ИФ старых и молодых листьев амаранта в варианте с азотом при расчете на 1дм² площади была высокой. При поливе раствором без азота происходило снижение ИФ. ИФ в расчете на сухую массу у амаранта при обеспечении азотом оставалась на одном уровне в старых и молодых листьях, при отсутствии же азота происходило значительное снижение ИФ, особенно в нижних листьях. Сухая масса как старых, так и молодых листьев амаранта была вдвое выше сухой массы листьев С₃ -растения. Интенсивность фотосинтеза в расчете на 1мг хлорофилла была выше у амаранта в молодых листьях и с азотом и без азота, исключение же азота из раствора не изменяло ИФ у амаранта. В старых же листьях она была ниже, чем в молодых. Количество азота в старых листьях амаранта было на 20-25% ниже, чем в молодых. Подобную же картину наблюдали при расчете ФЭПА. Величина этого показателя у амаранта, как в молодых, так и в старых листьях с азотом и без него была более высокой, чем у С₃-растения. Как показано ранее в нашей работе (Шумилова А.А.,Магомедов И.М.,1994) , действительно, у амаранта ФЭПА значительно выше, чем у С₃ - растений, что согласуется с данными ряда авторов (Wrown R.H.,1978; Oaks A.,1994). Известно, что на рибулезобисфосфат карбоксилазу/огсигеназу (РБФК/О), особенно в С₃ - растениях, приходится больше половины растворимого белка клетки. В амаранте содержание РБФК/О значительно меньше, поэтому расходы азота на синтез основных ферментных белков также снижены, и основная доля его используется на новообразование клеточных структур. Поэтому в ответ на применение азотных удобрений у амаранта происходит более интенсивный рост биомассы, чем у С₃ - растений, и к тому же меньше, чем у последних, накапливается в листьях нитратов. По всей вероятности, это и объясняет высокий уровень ФЭПА у амаранта. На основании полученных результатов предлагается разделять минеральный азот в растениях на «азот роста», который выше у С₄ - растений, и «азот поддержания» гомеостаза, значительно преобладающий у С₃ - растений.