БОТАНИКА (Растениеводство - см. 633/635)

В настоящее время выращивание сеянцев основных лесохозяйственных пород осуществляют в тепличных комплексах, производя посадочный материал с закрытой корневой системой. В связи с особенностями данного процесса возникает вопрос об устойчивости получаемого посадочного материала к условиям окружающей среды. На рост и развитие сеянцев при многоротационных схемах выращивания будут влиять как тепличные условия, так и условия площадки закаливания. В связи с этим оценка готовности посадочного материала к переносу в открытый грунт становится актуальной научной задачей. С химической точки зрения одними из наиболее подходящих индикаторов для такой оценки являются вторичные метаболиты – конечные продукты биосинтеза. Цель исследования – изучение химических маркеров формирования древесного вещества как критериев завершения годичного цикла развития сеянцев (при летних сроках посева) и их готовности к вынесению в открытый грунт. Сосна обыкновенная – наиболее подходящий модельный объект для проведения исследований, поскольку она – типичный представитель хвойных лесов и имеет обширный ареал произрастания, а также высокий адаптационный потенциал. На ранних этапах развития сеянцы сосны, как правило, характеризуются повышенной чувствительностью к действию окружающей среды. Для анализа процессов биосинтеза основных компонентов древесной ткани применяли физико-химические методы. Исследована сезонная динамика фенольных соединений в отдельных частях однолетних сеянцев сосны обыкновенной. Выявлено: в момент выноса на площадку закаливания растения адаптируются к новому для них температурному режиму. Это выражается в снижении содержания низкомолекулярных фенольных соединений, препятствующих развитию неконтролируемых окислительных процессов, запускающихся под воздействием неблагоприятных и стрессовых условий среды. Обнаружено, что изменение уровня кониферилового спирта как предшественника макромолекулярных структур лигнина древесины является маркером лигнификации при вегетации растений. В качестве критериев завершения годичного цикла формирования сеянца и его готовности к высаживанию в естественную среду могут выступать содержание фенольных соединений (не менее 120–140 мг/г Сорг) и активность пероксидазы в «хвое» (0,1–0,3 ед. активности). Для цитирования: Гусакова М.А., Боголицын К.Г., Красикова А.А., Селиванова Н.В., Хвиюзов С.С., Самсонова Н.А. Характеристика формирования древесного вещества при выращивании сеянцев сосны обыкновенной с использованием химических маркеров // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 36–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-36-48 Финансирование: Исследования проведены в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН ФНИ в 2018–2021 гг. (тема № АААА-А18-118012390231-9) с использованием оборудования ЦКП НО КТ РФ-Арктика (ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН).

Предложена новая идеология объективных ауксанометрических измерений, позволяющая анализировать динамику роста с дифференциацией по стадиям развития. В основу нового типа измерений заложен длительный мониторинг с привлечением методов оптического анализа, «прямой» масс-спектрометрии и газовой хроматографии. Предложено, опираясь на известные одорологические различия запахов цветущих растений на разных точках фенологического мониторинга и используя флейво- и газохимические подходы, различать стадийную динамику различных видов и групп растений, анализировать и автоматически классифицировать древесные растения в модельных фитосообществах на феноритмотипы/фенологические группы на основе данных указанных методов и в рамках данного подхода с привлечением машинного распознавания образов и автоматического фингерпринтинга. Возможно феноспектральное ранжирование полученных данных при поиске зависимостей роста и фенологии стадийного развития от факторов среды. На практике данный метод является внутреннеюстируемым, так как одновременно базируется на нескольких отличных источниках измерений, что позволяет использовать его как в лабораторных условиях или климатических камерах, так и в естественных полевых условиях при эргономичном размещении аппаратуры аналогично средствам метеоролого-климатического мониторинга, монтируемым в метеобудке. Предложено принципиально отличная от из-вестных в ботанической и лесотехнической практике ауксанометрическая система, которая позволяет наблюдать за первичным ростом лесных пород в контексте развития за счет того, что индикатором динамики является не количественный (как в обычной ауксанометрии, где единственным критерием роста является удлинение проростка), а комплексно-качественный критерий, складывающийся из взаимно-однозначного сопоставления результатов аналитико-химического анализа молекулярной эмиссии растений и вариаций характеристик среды, что позволяет анализировать обратные связи роста/развития растения и деформаций параметрики внешней среды. В ходе работы в различных режимах посредством обучения распознаванию образов с пополнением базы данных можно исследовать и моделировать не только один паттерн развития растения, но и экспериментальный отклик экологической структуры признаков на изменение параметров среды, т. е. по мере необходимости переходить к фенологическому, модельно-биогеографическому, биометеорологическому, био-климатологическому, эколого-физиологическому подходам (если таковое позволяют параметры биотрона, климатической камеры, оранжереи, в которых производится выгонка проростков лесных пород), занося спектральные и хроматографические данные в виде корреляционных паттернов в базы данных для последующего сличения. Феноспектральная экспериментальная выгонка позволяет программировать и с помощью обратной связи регулировать температуру, четко прогнозируя начало вегетации посредством суммирования эффективных температур или выявления их тренда, позволяющего реконструировать последовательность всхода или вегетации отдельных растительных форм в корреляции с характеристическими параметрами искусственного климата, автоматически классифицировать по комплексу характеристик на феноритмотипы или фенологические группы древесные растения в модельных фитосообществах по более шкалированной градации, чем в устаревшей системе Морозовой, выделявшей только два феноритмотипа у древесных растений (вечнозеленые и листопадные), позволяет работать в режиме регуляции параметрики климатической камеры путем регистрации обратной связи растений за счет использования детекторов и датчиков их молекулярной эмиссии в контролируемом физическом окружении, т. е. сами параметры, регистрируемые детектирующей частью установки, могут представлять собой сигнал для изменения режима ее функционирования.

Был проанализирован состав видов, формирующих псаммофильные растительные сообщества, представленные на нарушенных ландшафтах Черных земель. Флора псаммофильных сообществ характеризуется бедным видовым составом, слабой насыщаемость родов видами и относится к аллохтонному типу// Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов : материалы VIII Международной научно-практической конференции апрель 2012г. - 2012. - С. 7-10.

Генетики создали перец, который растет при 10 градусах тепла.

Ботаники вывели очень интересный сорт цветка.