Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук в форме научного доклада москва 1990

Заключение
Изучение терморезистентности растений позволило у с т а ­
новить разнокачественность действия тем ператур т о л ер а н тн о ­
го д и а п а зо н а и сф орм ули ров ать зон альную гипотезу д ей ст­
вия тем пературы , п одр а зд е л яю щ у ю действующие на растение 
тем пературы на пять зон: фоновую, в пределах которой все 
физиологические процессы сб ал ан си ров ан ы
и н аб лю д аю тс я 
п р я м ы е зависимости изменения тем пературы
и реакции р а ­
стения, за к а л и в а ю щ и е к холоду и теплу и п овре ж д аю щ и е — 
холодом и теплом. При действии з а к а л и в а ю щ и х тем ператур 
происходят определенные сдвиги физиологических п о к а з а т е ­
лей, свидетельствующие о повышении 
терморезистентности.
В 
частности, 
тем пературы холодовой 
з а к а л к и сн и ж аю т 
интенсивность газообмена, а последействие зависит от э к с п о ­
зиции и при подъеме тем пературы после з а к а л к и до фоново­
го уровня видимый фотосинтез м ож ет превзойти 
исходный, 
д о зак а л о ч н ы й уровень, а ды хани е — достичь исходного у р о в ­
ня. Т ем пературы тепловой з а к а л к и повышают интенсивность 
п оказа тел ей газообм ена 
в последействии, 
причем д л и т е л ь ­
ность их экспозиции вл ияет в меньшей степени, н еж ели при 
холодовом зак ал и в а н и и . 
В 
последействии 
п овре ж д аю щ и х 
тем ператур интенсивность газооб м ена восстанавл и вается до 
исходного уровня лиш ь в тех случаях, когда их действие 
32

---

было кратковременны м. Таким образом, ведущий п оказа тел ь
продуктивности растений — С 0 2-газообмен— о п ред ел яется зо ­
нальной прин адлеж н остью температуры .
Поскольку т ем п е р ату р а тесно в за и м о с в я з а н а
с прочими 
ф а к то р ам и среды, об ъ ек ти в н ая оценка ее действия на г а з о ­
обмен в озм ож н а только при многофакторном подходе. П оэ то ­
му д ля исследования газооб м е н а нами был р а з р а б о т а н метод 
активного многофакторного планируемого эксперимента с 
представлением резул ьтатов в виде 
статистических регрес­
сионных моделей.
Н а и б ол ее н аглядное графическое представление р езу л ь ­
татов многофакторны х опытов 
при числе переменных более 
трех практически исклю чается, но применяя элиминирование 
модели, можно построить граф и ки по ка ж д о м у и ссл ед ов ан н о­
му ф ак тору д л я любого уровня нап ряж енн ости прочих и, 
тем самы м, повысить и нформ ативность моделей д л я ш и ро­
кого круга биологов.
Исслед овани е статистических моделей, полученных на ос­
новании многофакторны х опытов, позволило установить з а ­
кономерности влияния условий 
терм офотопериода на види ­
мый фотосинтез, ды хание, 
б а л а н с газообмена, 
накопление 
сухого вещества и эффективность п реоб разов ан ия асси м и ли ­
рованной углекислоты в сухое вещество растения, то есть — 
на основные п оказател и эколого-физиологической х а р а к т е р и ­
стики растений, необходимые для оценки селекционного м а ­
тер и ал а , в интродукции 
и д л я оптимизации условий среды 
растений.
Выводы
1. Весь д и а п а зо н
тем ператур, действующих 
на активно 
вегетирующие растения, п одра зде ляетс я 
по их влиянию на 
терморезистентность на пять зон: 
фоновую, тем пературы ко­
торой не влияю т на терморезистентность тканей, з а к а л и в а ю ­
щие к холоду и теплу и п овреж д аю щ и е теплом и холодом. 
В фоновой зоне в л и я н и е ф ак то р а времени п рояв л яетс я в ми­
нимальной степени. Эф ф ект з а к а л и в а н и я зави си т не только 
от тем пературы , но и времени ее действия. Степень п о в р е ж ­
дения низкими и высокими п овреж д аю щ и м и тем пературам и
п р опорц и ональн а длительности их действия.
2. Ведущие п оказа тел и С О г-г а з о о б м е н а — в ид и м ы й ф ото­
синтез и темновое д ы хани е — за в и с я т от зональной п ри н ад ­
леж н ости действующей и предшествующ ей тем ператур. В пре­
д е л а х фоновой зоны интенсивность составляю щ и х газо о б м е­
на пропорциональна 
тем пературе, 
последействие 
незначи- 
тельно. Тем пературы зоны Холодовой з а к а л к и ингибируют г а ­
зообмен в действии, 
но в последействии, 
в зав исимости от
3
33

---

экспозиции з а к а л и в а ю щ е й тем пературы , могут и сти м у л и р о ­
в а т ь этот процесс. Н а и б о л ь ш а я
стим уляция видимого ф ото­
с и н теза н аб лю д ае тся после 2—3-часового 
действия з а к а л и ­
ваю щ их тем ператур. Тем пературы зоны теплового з а к а л и в а ­
ния стимулирую т газообмен в действии и последействии. С т е ­
пень п одавления газообм ена повреж д аю щ и м и т е м п е р а т у р а ­
ми зав и си т от их экопозиции.
2. 
М ак си м ум б а л а н с а С 0 2-газообмена находится в д и а п а ­
зоне тем ператур фоновой зоны. О б ласть тем ператур 90% оп­
тимума этого п о к аза тел я рас п ол ага ется в пределах фоновой 
и, частично, за к а л и в а ю щ е й к теплу зон.
4. Величина и зн а к
температурного 
град и ен та 
день — 
ночь, соответствующего 
м аксим ум у видимого 
фотосинтеза, 
зав и ся т от тем пературы и освещенности днем и ночной тем пе­
ратуры. При за к а л и в а ю щ и х к холоду 
ночных тем п е ратурах 
он д о лж ен быть полож ительны м (день теплее) и в о зрастает 
с увеличением 
уровня освещенности, 
при за к а л и в а ю щ и х к 
теплу — отрицательны м и п ри б л и ж аетс я к нулевому при по­
вышении освещенности.
5. Последействие ночных тем ператур 
на видимый ф ото­
синтез п роявл яется в полной мере у ж е при действии их перед 
н ач алом фотопериода в течение трех часов. Увеличение эксп о­
зиции не усиливает их влияния.
6. С увеличением фотопериода максимум видимого ф ото­
синтеза н аб лю д ае тся в последействии более высоких тем пе­
ратур ночи. Аналогично см ещ ается и несколько расш и ряется 
об ласть 90% оптимума этого 
п оказа тел я. С ум м арное кол и ­
чество выделенной за ночь углекислоты фактически не з а в и ­
сит от длительности ночи. П ри увеличении фотопериода м а к ­
симум выделения С 0 2 н аб л ю д ае тся 
в последействии более 
высоких тем ператур фотопериода.
7. С ум м арны й суточный б а л а н с С 0 2 прогрессивно в о з р а ­
стает с увеличением фотопериода. Его максимум см ещ ается 
в сторону повышения предш ествую щ их ночных тем ператур 
д о верхней границы фоновой зоны. 
При этом прирост био­
массы (без разд еле н и я на структурны е и зап асн ы е в ещ ества) 
имеет максимум, см ещ аю щ ий ся при увеличении фотопериода 
в сторону повышения дневных тем ператур до з а к а л и в а ю щ е ­
го к теплу уровня в последействии несколько сн и ж аю щ ихся 
(до нижней гарницы фоновой зоны) тем ператур ночи.
8. Совместное рассмотрение тем ператур оптимумов б а л а н ­
са газообм ена и накопления биомассы интактным растением 
п озволяет выделить термопериод, равно благоприятны й д л я 
этих процессов при любом фотопериоде. Это наиболее высо­
кие тем пературы фоновой зоны днем и фоновые тем пературы
ночью.
34

---

9. Сопоставление условий оптимума н акоп л ен и я б и ом ас­
сы и 
о б р азо в ан и я у р о ж а я
за счет генеративных 
органов 
(плодов) д л я огурца п оказа л о, что б лагопри ятны е д л я п ло­
д онош ения тем пературы соответствуют 
м и ним альны м опти­
мума накопления биомассы.
10. К оэффициент эффективности п реоб разов ан ия ассими­
лированн ой углекислоты в сухое вещество растений о п ред е­
л яе тся соотношением длительности действия тем ператур дня 
и ночи. Его абсолю тные значен ия сн и ж аю тся с увеличением 
фотопериода. Этот п о к а за те л ь ум еньш ается при снижении и 
повышении ночных тем ператур относительно фоновой и повы­
ш ается при аналогичном смещении дневных тем ператур.
11. Тесная в заи м о св язь процессов газооб м ена и ф орм и ро­
в а н и я у р о ж а я с тем пературной 
характери сти кой
растений 
позволяет отнести этот п о к аза тел ь к числу основных эколого- 
физиологической характеристики.
12. М н огоф акторн ое 
исследование газооб м ена 
растений 
позволило установить сущ ественные 
сортовые р азл и чи я по 
требованиям к условиям среды, законом ерности влияния тер­
м о-фотопериода на форм и рован ие продуктивности и соответ­
ствие требований 
условиям обитания, 
что д а е т основания 
рас см а тр и в ать статистические модели (регрессионные у р а в ­
нения связи) С 0 2-газообм ен а интактных растений ка к эко- 
лого-физиологические хара ктери сти ки сорта (вида, генотипа).
С П И С О К РА БО Т , О П У Б Л И К О В А Н Н Ы Х
П О Т Е М Е Д О К Л А Д А
1. Д р о з д о в С. Н., Н о в и ц к а я Ю. Е., К о м у л а й н е н А. А., 
К у р е ц В. К. Влияние заморозков на урожай и некоторые физиологи­
ческие процессы у яровой пшеницы // Вопросы физиологии и экологии 
растений в условиях Севера: Тр. Карельск. 
филиала 
А Н СССР, 1960. 
Вып. X X V III . С. 86—94.
2. К о р о в и н А. И., 
Д р о з д о в С. Н., 
Н о в и ц к а я Ю. Е., 
К о м у л а й н е н А. А., К у р е ц В. К. Влияние заморозков на урожай 
и некоторые физиологические процессы у яровой пшеницы // Доклады АН
С С С Р, 1960. Т. 136, № 4. С. 979— 981.
3. К о р о в и н А. И., В о р о б ь е в В. А., К у р е ц В. К. Термовеге­
тационные камеры с регулированием температуры почвы и воздуха для 
опытов с растениями // Изв. Сиб. отд. А Н СССР. Серия биол.-мед. наук, 
1964. № 12. Вып. 3. С. 141— 144.
4. К у р е ц В. К., 
К о р о в и н А. 
И., 
П е т р о в А. М., 
3 е л ь- 
б е р г Г. Л. и др. 
Переоборудование 
торговой 
холодильной 
камеры 
НКР-1 в камеру искусственных заморозков//Агрохимия, 
1966. № 5. 
С. 131— 134.
5. К у р е ц В. К., Д р о з д о в С. Н. Вегетационная камера с внеш­
ним освещением//С.-х. биология, 1966. Т. I, № 6. С. 920— 923.
6. К у р е ц В. К., В и н т е р А. К- Проницаемость протоплазмы, со­
стояние воды и белков при действии заморозков // Инф. бюлл. коорд. 
совета по физиол. и биохим. растений в зоне Сибирь — Д. Восток, 1968. 
Вып. 2. С. 33—34,
35

---

7. Р о д ч е н к о О. П., Р о м а н о в а Э. Д., К у р е ц В. К- Влияние 
пониженных температур на скорость роста клеток корня кукурузы (сооб­
щение I I ) // там же, 1968. Вып. 3. С. 46— 47.
8. К у р е ц В. К-, В и н т е р А. К. и др. Роль относительной влаж ­
ности воздуха в повреждении растений искусственным заморозком /'/ там 
же, 1968. Вып. 3. С. 51—52.
9. К у р е ц В. К- Образование льда в листьях кукурузы при естест­
венных и искусственных заморозках//там же, 1969. Вып. 4. С. 44— 45.
10. К у р е ц В. К-, З е л ь б е р г Г. Л., Х а б а р д и н М. И. и др. 
Полевая камера заморозков//там же, 1969. Вып. 4. С. 108— 109.
11. К у р е ц В. К. Фитотрон для Народной Республики Болгарии// 
там же, 1970. Вып. 6. С. 162— 163.
12. К у р е ц В. К- Полевой фитотрон Института экспериментальной 
метеорологии//там же, 1970. Вып. 6. С. 163— 164.
13. К у р е ц В. К. О переохлаждении воды в тканях листа растений 
кукурузы при искусственных заморозках // там же, 1970. Вып. 7. С. 65—66.
14. К у р е ц В. К. Установки искусственного климата для опытов с 
растениями. М.: Наука, 1969. 134 с.
15. К о р о в и н А. И., П о п о в С. Р., В и н т е р А. К-, К у р е ц В. К. 
О последействии заморозков на конечную продуктивность сельскохозяй­
ственных растений // Метеорология и гидрология, 1968. № 9. С. 75—85.
16. К о р о в и н А. И., Ч е р н ы х 3. П., 
Б у р е н к о в И. А., К у ­
р е ц В. К- О температуре различных органов и частей растений в период 
ночных похолоданий и заморозков // Устойчивость растений к низким по­
ложительным температурам и заморозкам и пути ее повышения. М.: 
Наука, 1969. С. 121 — 127.
17. К у р е ц В. К , К о р о в и н А. И. Станция искусственного клима­
та (фитотрон) Сибирского института физиологии и биохимии растений // 
там же. С. 222— 236.
18. К у р е ц В. К., З е л ь б е р г Г. Л. и др. Моделирование замо­
розков в опытах с растениями// там же. С. 237—241.
19. В и н т е р А. К., М е т л я к о в а А. Д., К у р е ц В. К- О некото­
рых причинах, нарушающих водообмен в растениях после повреждаю­
щего заморозка // Рост, развитие и устойчивость растений. Иркутск: изд. 
С И Ф И Б Р , 1969. С. 183— 187.
20. К у р е ц В. К. Значение отдельных факторов внешней среды при 
воспроизведении заморозков в искусственных условиях//Тез. докл. II Все- 
союзн. симпоз. «Физиологические основы уст. раст. к заморозкам и по- 
ниж. темп. Петрозаводск, 1971. С. 86— 87.
21. Р о д ч е н к о О. П., Б а к у м е н к о Н. П., Ю д и н А. Е., К у ­
р е ц В. К. Использование Сибирского фитотрона в селекции яровой 
пшеницы // Инф. бюлл. Сиб. ин-та физиол. и биохим. растений, 
1972. 
Вып. 10. С. 100— 101.
22. А л ь т е р г о т В. Ф., М о р д к о в и ч С. С., К у р е ц В. К. Тепло­
вое повреждение зачаточного колоса влагообеспеченной пшеницы//там же. 
1974. Вып. 12. С. 72—74.
23. К у р е ц В. К. Иркутский фитотрон. Опыт проектирования и на­
ладки. Новосибирск: Наука, 1974. 96 с.
24. П о п о в Э. Г., К у р е ц В. К., О б ш а т к о Л. А., Б о р и ­
с о в Г. А. К вопросу об управлении ростом растений в условиях защи­
щенного грунта на Севере // Тез. докл. V I Всес. симп. «Биологические 
проблемы Севера». Якутск, 1974. С. 118— 120.
25. К у р е ц В. К-, Б о р и с о в Г. А. и др. К вопросу об управлении 
растениями в камере искусственного климата//Применение мат. мето­
дов в научных исследованиях. Петрозаводск: изд. Кар. фил. А Н СССР, 
1974. С. 25— 27.
26. К у р е