Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин
Розроблено модельну систему для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин. Підібрано оптимальне джерело світла. Зібрано металеву конструкцію, яка дозволяє змінювати кут нахилу та інтенсивність освітлення рослин. На базі приладу ХЛМЦ-1С створено систему кювет зі світлофільтрами, яка дозволяє...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37000 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин / В.І. Ємельянов, В.А. Соломаха, В.І. Григорук, Н.М. Рашидов, Д.М. Гродзинський // Доп. НАН України. — 2011. — № 1. — С. 135-139. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-37000 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Ємельянов, В.І. Соломаха, В.А. Григорук, В.І. Рашидов, Н.М. Гродзинський, Д.М. 2012-08-29T15:38:41Z 2012-08-29T15:38:41Z 2011 Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин / В.І. Ємельянов, В.А. Соломаха, В.І. Григорук, Н.М. Рашидов, Д.М. Гродзинський // Доп. НАН України. — 2011. — № 1. — С. 135-139. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37000 581 Розроблено модельну систему для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин. Підібрано оптимальне джерело світла. Зібрано металеву конструкцію, яка дозволяє змінювати кут нахилу та інтенсивність освітлення рослин. На базі приладу ХЛМЦ-1С створено систему кювет зі світлофільтрами, яка дозволяє виділяти вузькі спектральні смуги світла, що проходить через рослину. Визначено співвідношення інтенсивності джерела освітлення (лк) та показників ФЕП-130 (імп./с). A model system to study the mechanisms of light conduction in higher plants is developed. An optimum source of light is selected, and a metallic construction allowing one to change the angle and the intensity of the illumination of plants is produced. On the basis of the KhLMTs-1S device, a system of cuvettes with light filters selecting narrow spectral bands is fabricated. The ratio of the light source intensity (in Lx) and readings of PEM-130 (in pulse/sec) is determined. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Біологія Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин A model system for the study of mechanisms of light conduction in higher plants Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин |
| spellingShingle |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин Ємельянов, В.І. Соломаха, В.А. Григорук, В.І. Рашидов, Н.М. Гродзинський, Д.М. Біологія |
| title_short |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин |
| title_full |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин |
| title_fullStr |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин |
| title_full_unstemmed |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин |
| title_sort |
модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин |
| author |
Ємельянов, В.І. Соломаха, В.А. Григорук, В.І. Рашидов, Н.М. Гродзинський, Д.М. |
| author_facet |
Ємельянов, В.І. Соломаха, В.А. Григорук, В.І. Рашидов, Н.М. Гродзинський, Д.М. |
| topic |
Біологія |
| topic_facet |
Біологія |
| publishDate |
2011 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
A model system for the study of mechanisms of light conduction in higher plants |
| description |
Розроблено модельну систему для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин. Підібрано оптимальне джерело світла. Зібрано металеву конструкцію, яка дозволяє змінювати кут нахилу та інтенсивність освітлення рослин. На базі приладу ХЛМЦ-1С створено систему кювет зі світлофільтрами, яка дозволяє виділяти вузькі спектральні смуги світла, що проходить через рослину. Визначено співвідношення інтенсивності джерела освітлення (лк) та показників ФЕП-130 (імп./с).
A model system to study the mechanisms of light conduction in higher plants is developed. An optimum source of light is selected, and a metallic construction allowing one to change the angle and the intensity of the illumination of plants is produced. On the basis of the KhLMTs-1S device, a system of cuvettes with light filters selecting narrow spectral bands is fabricated. The ratio of the light source intensity (in Lx) and readings of PEM-130 (in pulse/sec) is determined.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/37000 |
| citation_txt |
Модельна система для вивчення механізмів світлопровідності вищих рослин / В.І. Ємельянов, В.А. Соломаха, В.І. Григорук, Н.М. Рашидов, Д.М. Гродзинський // Доп. НАН України. — 2011. — № 1. — С. 135-139. — Бібліогр.: 6 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT êmelʹânovví modelʹnasistemadlâvivčennâmehanízmívsvítloprovídnostíviŝihroslin AT solomahava modelʹnasistemadlâvivčennâmehanízmívsvítloprovídnostíviŝihroslin AT grigorukví modelʹnasistemadlâvivčennâmehanízmívsvítloprovídnostíviŝihroslin AT rašidovnm modelʹnasistemadlâvivčennâmehanízmívsvítloprovídnostíviŝihroslin AT grodzinsʹkiidm modelʹnasistemadlâvivčennâmehanízmívsvítloprovídnostíviŝihroslin AT êmelʹânovví amodelsystemforthestudyofmechanismsoflightconductioninhigherplants AT solomahava amodelsystemforthestudyofmechanismsoflightconductioninhigherplants AT grigorukví amodelsystemforthestudyofmechanismsoflightconductioninhigherplants AT rašidovnm amodelsystemforthestudyofmechanismsoflightconductioninhigherplants AT grodzinsʹkiidm amodelsystemforthestudyofmechanismsoflightconductioninhigherplants |
| first_indexed |
2025-11-24T15:56:14Z |
| last_indexed |
2025-11-24T15:56:14Z |
| _version_ |
1850849572203528192 |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2011
БIОЛОГIЯ
УДК 581
© 2011
В. I. Ємельянов, В. А. Соломаха, В. I. Григорук, Н. М. Рашидов,
академiк НАН України Д. М. Гродзинський
Модельна система для вивчення механiзмiв
свiтлопровiдностi вищих рослин
Розроблено модельну систему для вивчення механiзмiв свiтлопровiдностi вищих рос-
лин. Пiдiбрано оптимальне джерело свiтла. Зiбрано металеву конструкцiю, яка доз-
воляє змiнювати кут нахилу та iнтенсивнiсть освiтлення рослин. На базi приладу
ХЛМЦ-1С створено систему кювет зi свiтлофiльтрами, яка дозволяє видiляти вузь-
кi спектральнi смуги свiтла, що проходить через рослину. Визначено спiввiдношення
iнтенсивностi джерела освiтлення (лк) та показникiв ФЕП-130 (iмп./с).
Вiдкриття здатностi вищих рослин (ВР) проводити свiтло малої iнтенсивностi до ризосфе-
ри [1, 2] поставило низку запитань перед сучасною фiзiологiєю рослин та екологiєю. По-пер-
ше, який механiзм потрапляння квантiв до ризосфери iснує у рослин та в якому дiапазонi
спектра вiн розташований. По-друге, навiщо ВР проводять свiтло до ризосфери.
Для з’ясування механiзмiв свiтлопровiдностi ВР ми пропонуємо модельну систему, для
успiшного впровадження якої необхiдно зробити такi кроки.
1. Змоделювати джерело свiтла, щоб за своєю iнтенсивнiстю та спектральними характе-
ристиками воно наближалось до сонячного в перiод активної вегетацiї рослин. Пiдiбрати
кожух для джерела, який дозволить освiтлювати рослини вибiрковими спектрами. Зробити
градуйовану металеву конструкцiю iз засобами, що забезпечуватимуть змiни кута нахилу
та iнтенсивностi джерела свiтла.
2. Беручи до уваги результати дослiджень щодо свiтлопровiдностi ВР, якi було проведе-
но на приладi ХЛМЦ-1С (призначеному для вимiрювання хемiлюмiнесценцiї) [3], розроби-
ти модельну систему на його основi, яка дозволить використовувати систему фiльтрiв для
вiдсiкання окремих спектральних смуг випромiнювання, що пройшло через рослини. Про-
аналiзувати та вiдiбрати низку свiтлофiльтрiв для реєстрацiї показникiв свiтлопровiдностi
на виходi з кореневої системи.
3. Визначити ступiнь поглинання нейтральних свiтлофiльтрiв (НС-фiльтрiв) при освiт-
леннi свiтлодiодним джерелом. Побудувати калiбрувальний графiк спiввiдношення iн-
тенсивностi направленого свiтла (лк) та показникiв фотоелектронного помножувача —
ФЕП-130 (iмп./с).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 135
Рис. 1. Спектральнi характеристики сонця та штучних джерел свiтла
Матерiали та методи дослiдження. Iнтенсивнiсть джерел свiтла вимiрювали за до-
помогою люксметра Ю-117. Аналiз джерел освiтлення проводили на приладi СДЛ-2 (спект-
рометр дифракцiйний люмiнесцентний, ЛОМО, Росiя). Ширина щiлини — 50 мкм. Резуль-
тати, що фiксував прилад, виводились на ПК та обчислювались в графiчному редакторi.
Спектри пропускання/поглинання свiтлофiльтрiв реєстрували на двохвильовому спектро-
фотометрi Perkin-Elmer. Графiки будували в редакторi Exel. Спiввiдношення випромiнюва-
ння свiтлодiодного джерела (iнтенсивнiстю 40 000 лк) та показники ФЕП-130 (iмп./с) роз-
раховували за сумою середнiх величин пропускання НС-фiльтрiв у дiапазонi поглинання
фотоелектронного помножувача (С5-крива [4]).
Результати та їх аналiз. На першому етапi дослiджено п’ять джерел випромiнювання,
якi наближенi до iнтенсивностi денного свiтла в перiод активної вегетацiї ВР та вiдповi-
дають умовам щодо проведення подальших експериментiв.
Було проаналiзовано два свiтлодiодних джерела, якi дають максимальну iнтенсивнiсть
40 та 80 тис. лк; галогенну лампу, що дає максимум iнтенсивностi — 70 тис. лк; двi ксеноновi
лампи iз спектральною температурою 4000 та 10000 К (далi Кс1 i Кс2 вiдповiдно). Iнтен-
сивнiсть свiтла останнiх може сягати 100000 лк. Данi щодо спектральних характеристик
описаних джерел освiтлення наведенi на рис. 1. На графiчному зображеннi також показано
спектральнi характеристики сонячних променiв при рiзних кутах нахилу сонця над горизон-
том (30◦, 65◦) [5] для їх порiвняння зi спектральними характеристиками експериментальних
джерел свiтла. Важливою компонентою для вiдбору джерела свiтла є iнтенсивнiсть. Тiльки
ксеноновi лампи можуть давати iнтенсивнiсть випромiнювання, яке характерне для соня-
чного лiтнього дня. Необхiдною складовою джерела свiтла для проведення експериментiв
по визначенню свiтлопровiдностi ВР є наявнiсть УФ спектра, який активує велику кiлькiсть
онтогенетичних реакцiй (програм) у рослинному органiзмi в процесi його розвитку [6]. УФ
пiки, як можна побачити на рис. 1, присутнi лише у трьох джерел — галогенового, Кс1
та Кс2. Для модельної системи вибрано джерело Кс2, свiтло якого при проходженнi через
5 мм свiтлофiльтр СЗС-24 має найближчу до спектральних характеристик сонця [5] криву
(див. рис. 1).
136 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №1
Рис. 2. Металева конструкцiя для змiни iнтенсивностi та кута освiтлення рослин: 1 — крiплення; 2 —
штатив; 3 — пiдставка; 4 — градуйована чверть кола; 5 — джерело освiтлення
Отже, нами було пiдiбрано оптимальне джерело для вивчення механiзмiв свiтлопро-
вiдностi у ВР. Зроблено градуйовану металеву конструкцiю (рис. 2) для змiни кута та
iнтенсивностi освiтлення ВР.
Пiсля аналiзу спектрiв поглинання/пропускання 30 свiтлофiльтрiв було вiдiбрано 8 свiт-
лофiльтрiв зi спектральними характеристиками, якi задовольняють вимоги наших дослi-
дiв — СС-15, СЗС-3, СЗС-24, ЗС-11, ЗС, ЖС-18, ОС-12, КС-11. Цi фiльтри видiляють
спектральнi смуги на певнiй дiлянцi, що дозволяє визначати промiжки спектра завширшки
вiд 20 до 60 нм.
Свiтлофiльтри вклеювали в розробленi нами стакани-кювети, якi розташовували у пiд-
стаканники приладу ХЛМЦ-1С. Наявнiсть певних фiльтрiв дає можливiсть виявляти межi
спектральних дiапазонiв, з яких кванти потрапляють до ризосфери. Це може сприяти вста-
новленню механiзму, що забезпечує їх транспорт.
На наступному етапi було побудовано калiбрувальну криву залежностi iнтенсивностi
свiтла та кiлькостi квантiв, що фiксує фотоелектронний помножувач, визначено спiввiд-
ношення поглинання НС-фiльтрiв при освiтленнi їх свiтлодiодним джерелом з iнтенсив-
нiстю 40000 лк (рис. 3). Ступiнь поглинання фiльтрiв розраховували за сумою середнiх
значень в iнтервалi 420–650 нм. Ступенi поглинання НС-фiльтрiв також сумували.
За умови падiння на НС-фiльтри свiтла iнтенсивнiстю 40 000 лк вiд свiтлодiодного дже-
рела вихiдне випромiнювання становило всього 1,6 · 10
−9 частки вiд вхiдного. При цьому
ФЕП-130 реєстрував 650000 iмп./с. При проходженнi 2,9 · 10
−10 частки вiд вхiдного ви-
промiнювання ФЕП-130 мав показники 95000 iмп./с, а при проходженнi 4,2 · 10
−11 частки
направленого свiтла — 310 iмп./с. Таким чином, отриманi пiд час експерименту значення
свiтлопровiдностi рослин квасолi становили не менше 10−9 вiд 1/2 iнтенсивностi денного
свiтла (рис. 4).
Отже, авторським колективом розроблено модельну систему для дослiдження механiз-
мiв свiтлопровiдностi у ВР, в якiй джерело свiтла за своєю iнтенсивнiстю та спектральними
характеристиками наближене до сонячного в перiод активної вегетацiї рослин. Пiдiбраний
для джерела кожух дозволяє освiтлювати рослини вибiрковими спектрами, градуйована ме-
талева конструкцiя забезпечує змiну iнтенсивностi та кута нахилу джерела свiтла. На основi
приладу ХЛМЦ-1С розроблено модельну систему зi свiтлофiльтрами, яка дає можливiсть
видiляти вузькi спектральнi смуги свiтла, що пройшло через рослину. Визначено ступiнь
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 137
Рис. 3. Спектри поглинання НС-фiльтрiв та спектр джерела свiтла
Рис. 4. Калiбрувальна крива спiввiдношення поглинання НС-фiльтрiв при освiтленнi свiтлодiодним джере-
лом з iнтенсивнiстю 40 000 лк та показникiв ФЕП-130 (iмп./с)
поглинання НС-фiльтрiв при опромiненнi свiтлодiодним джерелом. Побудовано калiбру-
вальну криву спiввiдношення iнтенсивностей направленого свiтла та показникiв ФЕП-130.
Останнє дозволяє вiльно оперувати величинами освiтлення рослин у люксах та проходжен-
ня квантiв через кореневу систему в iмпульсах за секунду.
1. Ємельянов В. I., Рашидов Н.М., Романенко П.О., Сакада В. I., Гродзинський Д.М. Здатнiсть росли-
ни проводити свiтло до ризосфери // Доп. НАН України. – 2007. – № 11. – С. 151–157.
2. Ємельянов В. I., Рашидов Н.М., Романенко П.О., Сакада В. I., Гриневич Ю.П., Гродзинський Д.М.
Вищi рослини, свiтло та ризосфера // Материалы конф. “Биология 21 века”. Запорож. нац. ун-т. –
2008. – Т. 2. – С. 67–72.
3. Веселовский В.А., Веселова Т. В. Люминесценция растений. – Москва: Наука, 1990. – 200 с.
4. Кацнельсон Б. В., Калугин А.М., Ларионов А.С. Электровакуумные электронные и газоразрядные
приборы: Справ. – Москва: Радио и связь, 1985. – 864 с.
5. Рвачев В.П. Введение в биофизическую фотометрию. – Львов: Изд. Львов. ун-та, 1966. – 378 с.
138 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №1
6. Гродзинський Д.М., Дмитрiєв О.П., Гуща М. I. та iн. УФ-В радiацiя i рослини: механiзми ушко-
дження та захисту. – Київ: Фiтосоцiоцентр, 2007. – 152 с.
Надiйшло до редакцiї 23.03.2010Iнститут клiтинної бiологiї
i генетичної iнженерiї НАН України, Київ
V. I. Emelyanov, V. A. Solomakha, V. I. Grygoruk, N.M. Rashidov,
Academician of the NAS of Ukraine D.M. Grodzynsky
A model system for the study of mechanisms of light conduction in
higher plants
A model system to study the mechanisms of light conduction in higher plants is developed. An
optimum source of light is selected, and a metallic construction allowing one to change the angle
and the intensity of the illumination of plants is produced. On the basis of the KhLMTs-1S device,
a system of cuvettes with light filters selecting narrow spectral bands is fabricated. The ratio of the
light source intensity (in Lx) and readings of PEM-130 (in pulse/sec) is determined.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 139
|