Intensywność fotosyntezy jedno- i dwuliściennych roślin C3 i C4 w różnych warunkach środowiska

• Autorzy: Kalaj H.M. , Zebrowski M.

Warianty tytułu

EN

Photosynthetic rate of mono- and dicotyledonous plants of C3 and C4 photosynthetic pathways in various environmental conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy było zbadanie wpływu niektórych czynników środowiska, takich jak: fotosyntetycznie aktywnej radiacji PAR, stężenia dwutlenku węgla oraz temperatury na procesy fotosyntezy u czterech różnych gatunków roślin uprawnych C, i C4 z klasy jedno- i dwuliściennych. Porównano również w warunkach optymalnych procesu fotosyntezy zgodność pomiędzy pomiarami intensywności fotosyntezy a fluorescencją chlorofilu a. Badania na wybranych roślinach (pszenica, kukurydza rzepak, szarłat) przeprowadzono w hali wegetacyjnej SGGW z użyciem nowoczesnej aparatury pomiarowej. Uzyskane wyniki są zgodne z dotychczasową literaturą i stanowią poszerzenie wiadomości w kierunku oceny reakcji roślin na sprzyjające bądź niesprzyjające czynniki środowiska. Ponadto wyniki pracy wykazały możliwość wykorzystania niektórych gatunków C4 (szarłat) w niwelowaniu podwyższonego stężenia dwutlenku węgla w atmosferze (efektu cieplarnianego).

EN

Our study scanned the mechanism of photosynthesis processes within C3 and C4 photosynthetic pathways of monocotyledonous (wheat and maize) anddicotyledonous (rape and amaranth) plants. This was based upon evaluation of plant reactions to wide spectrum of light intensity (0-2000 µmol.m-2.s-1), temperature (15-40°C), and the ambient C02 concentration (0-2000 µmol CO2.mol-1 air). Our results were in agreement with the available literature related to C3 and C4 photosynthetic reactions to changes in temperature but photosynthetic rate was higher in the dicotyledonous than monocotyledonous C4 plants. This trend was adversative within C3 plants. A slight disagreement was found in the case of plant reactions to the ambient C02 enrichment. Amaranth plant showed very similar behavior to wheat plant i.e. C02 increment favorably enhanced its photosynthetic activity. Similar trend was found regarding to the changes in light intensity where its rise caused the increase of CO2, assimilation improvement in C4 to a higher degree than in C3 plants. This work revealed the prospect of exploitation amaranth plants to diminish the elevation of CO2, concentrations in the atmosphere (greenhouse effect).

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2004
• Tom: 496
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.133-142,rys.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kalaj H.M.

• Katedra Fizjologii Roślin, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

autor

Zebrowski M.

• Katedra Fizjologii Roślin, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, ul.Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa

Bibliografia

• Bolhàr-Nordenkampf H.R., Öquist G.O. 1993. Chlorophyll fluorescence as a tool in photosynthesis research, in: Photosynthesis and production in a changing environment. A field and laboratory manual. D.O. Hall, J.M.O. Scurlock, H.R. Bolhàr- Nordenkampf, R.C. Leegood, S.P. Long (red.), Chapman and Hall, London. 193-205.
• Champigny M-L., Mousseau M. 1999. Plant and crop response to trends in climatic changes, in: Handbook of plant and crop stress. M. Pessarakli (red.), Marcel Dekker, Inc. New York. 1089-1127.
• Earl, HJ., Tollenaar M. 1999. Using chlorophyll fluorometry to compare photosynthetic peiformance of commercial maize (Zea mays L.) hybrids in the field. Field Crops Res. 61: 201-210.
• Edwards G.E., Baker N.R. 1993. Can C02 assimilation in maize leaves be predicted accurately from chlorophyll fluorescence analysis? Photosyn. Res. 37: 89-102.
• Fryer MJ., Andrews J.R., Oxborough K., Blowers D.A., Baker N.R. 1998. Relationship between C02 assimilation, photosynthetic electron transport, and active 02 me-tabolism in leaves of maize in the field during periods of low temperature. Plant Physiol. 116: 571-580.
• Genty В., Briantais J.M., Baker N.R. 1989. The relationship between quantum yield of photosynthetic electron transport and quenching of chlorophyll fluorescence. Biochim. Biophys. Acta 990: 87-92.
• Gontarczyk M. 1996. Photosynthesis and transpiration of C4 plants under drought condition. Plant Physiol. Biochem. Special Issue: 328-329.
• Hofstra G., Nelson C.D. 1969. A comparative study of translocation of assimilated ,14C from leaves of different species. Planta 88: 103-112.
• Janseen L.HJ., Hasselt V.P.R. 1994. Temperature effects on chlorophyll fluorescence induction in tomato. J. Plant Physiol. 144: 129-135.
• Krause G.H., Somersalo S. 1989. Fluorescence as a tool in photosynthesis research: application in studies of photoinhibition, cold acclimation and freezing stress. Londyn, Phil. Trans. R. Soc. 323: 281-293.
• Krause G.H., Weis E. 1984. Chlorophyll fluorescence as a tool in plant physiology. II. Interpretation of fluorescence signals. Photosyn. Res. 5: 139-157.
• Lawlor D.W., Mitchell A.C. 1991. The effects of increasing C02 on crop photosynthesis and productivity: a review of field studies. Plant Cell Environ. 14: 807-818.
• Leipner J., Basilides A., Stamp P., Fracheboud Y. 2000. Hardly increased oxidative stress after exposure to low temperature in chilling-acclimated and non-acclimated maize leaves. Plant Biology 2: 243-251.
• Maroco J.P., Edwards G.E., Ku M.S.B. 1999. Photosynthetic acclimation of maize to growth under elevated levels of carbon dioxide. Planta 210: 115-125.
• Maxwell K., Johnson G.N. 2000. Chlorophyll fluorescence-a practical guide. J. Exp. Bot. 51: 659-668.
• Murkowski A. 2002. Oddziaływanie czynników stresowych na luminescencję chlorofilu w aparacie fotosyntetycznym roślin uprawnych. Monografia 61, Acta Agro- physica: 158 ss.
• Nalborczyk E., Łoboda Т., Pietkiewicz S., Siudek Т., Machnacki М., Sieczko L.1997. Emisja gazów cieplarnianych w polskim rolnictwie i możliwości jej redukcji. Cz. III. Bilans gazów cieplarnianych w różnych typach gospodarstw specjalizujących się w produkcji zwierzęcej. SGGW, Warszawa. Ekspertyza.
• Natr L., Cernohorska J., Holubec V., Zvara K. 1999. Growth characteristics of eight Aegilops tauschii provenances, wheat (C3) and maize (C4) seedlings. Rostlinna Vyroba 45: 173-178.
• Nichiporovich A.A. 1974. Chlorophyll and photosynthetic productivity of plants, w: Khlorofill (Chlorophyll). A.A. Shlyk (red.), Minsk: Nauka i Tekhnika: 49-62.
• Oberhuber W., Edwards C.E. 1993. Temperature dependence of the linkage of quantum yield of photosystem II to CO2 fixation in C4 and С3 plants. Plant Physiol. 101: 507-512.
• Rocha E., Kalaji М.Н., Nalborczyk E. 2001. Growth area of leaves and dry mass vegetable of traditional and semidwarf of rye, triticale and wheat in period of spring- vegetation. Proceeding of 3rd International Conference of Ph.D. Students, University of Miskolc, Hungary, 13-19 VIII 2001: 241-249.Schreiber U., Bilger W. 1987. Rapid, assessment of stress effects on plant leaves by chlorophyll fluorescence measurements. Plant Response to Stress. J.D. Tenhunen (red.), Springer-Verlag, Berlin: 27-53.
• Skórska E. 2000. Reakcje wybranych roślin uprawnych na promieniowanie UV-B. Rozprawy 192: 100 ss.
• Starck Z. 1996. Mechanizmy odporności roślin na stresy w świetle badań prowadzonych na różnych poziomach organizacji - fakty i artefakty. Konf. „Ekofizjologiczne aspekty reakcji roślin na działanie abiotycznych czynników stresowych". ZFR PAN, Kraków: 85-96.