Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду
Objective – to investigate the features of waterexchange processes in the assimilation apparatus of poplars introduced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of the NAS of Ukraine. Material and methods. The object of the research were changes in the state of the water regime (waterlogging, wa...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine
2018
|
| Онлайн доступ: | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/30 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Plant Introduction |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Plant Introduction| _version_ | 1860120810371416064 |
|---|---|
| author | Danilchuk, N.M. Danilchuk, O.V. |
| author_facet | Danilchuk, N.M. Danilchuk, O.V. |
| author_sort | Danilchuk, N.M. |
| baseUrl_str | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2019-11-11T08:15:12Z |
| description | Objective – to investigate the features of waterexchange processes in the assimilation apparatus of poplars introduced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of the NAS of Ukraine.
Material and methods. The object of the research were changes in the state of the water regime (waterlogging, water deficiency, water retention capacity) of poplars, introduced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of the NAS of Ukraine. The studies were carried out on the following poplar species: Populus italica Du Roi, P. deltoides W. Bartram ex Marshall, P. simonii Carriére, P. candicans Aiton, P. bolleana Carriére. The species involved in the experiment are represented by individuals of the second class of age (up to 20 years). Determination of bound and free water in the plant material was carried out by refractometric method according to N.A. Gusev (1960). The total amount of water, water retention capacity and water deficiency of poplar assimilation apparatus was determined according to the generally accepted methods in bio logy (Bessonova, 2006). In experiment we used leaves of plants selected from the middle part of the crown of the southwestern exposure.
Results. The total water content of leaves of P. bolleana and P. italica in June was 20–40 % greater than in P. deltoides, P. simonii and P. candicans. From June to September, the water content of the poplar species under study decreased. The most significant decrease in the total water content in poplar leaves (by 15–20 %) in comparison with June is noted in P. deltoides, P. simonii and P. sandicans whose natural range is the more humid places (North America and the Far East). At the same time, the total waterlogging in the Central Asian species of P. bolleana and P. italica decreased to 10 %. From June till August, the free water content decreased and the content of bound water increased. P. italica and P. bolleana of bound water are in 1.1–1.2 times larger than in P. candicans, P. deltoides and P. simonii, which indicates a greater fitness of the first to drought. In August in all poplars studied the water deficit index exceeded the safe value of 10 % and fluctuated within 10.4–19.1 %. The largest water deficiency was in poplars, which naturally grow in more humid areas with moderate temperatures – P. simonii, P. candicans and P. deltoides, which is in 2.0–2.5 times more than in early summer. The smallest water deficit during vegetation was detected P. bolleana and P. italica, in which this index increased by an average in 1.6 times. The highest indicators of water holding capacity in poplars were in June. The higher water retention capacity of the leaves in P. bolleana and P. italica allows poplars to resist dehydration under unfavorable conditions and is an indicator of their adaptation to the conditions of growth.
Conclusion. The most resistant to unfavorable conditions of moistening are P. bolleana and P. italica, in which the ratio of water exchange processes is at optimal level, which is ensured by the agreement of high water content of cells, low values and tendency to decrease the daily water deficit during vegetation, to a partial restoration of the waterlogging of tissues when the effect of the stress factor is weakened. |
| doi_str_mv | 10.5281/zenodo.2230660 |
| first_indexed | 2025-07-17T12:39:02Z |
| format | Article |
| fulltext |
92 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
УДК 581.8:581.5:582.623.2
Н.М. ДАНИЛЬЧУК 1, О.В. ДАНИЛЬЧУК 2
1 Криворізький ботанічний сад НАН України
Україна, 50089 м. Кривий Ріг, вул. Маршака, 50
2 Донецький ботанічний сад НАН України
Україна, 50089 м. Кривий Ріг, вул. Маршака, 16А
ОСОБЛИВОСТІ СЕЗОННОЇ ДИНАМІКИ
ВОДООБМІННИХ ПРОЦЕСІВ У ВИДІВ РОДУ POPULUS L.
У ДЕНДРАРІЇ КРИВОРІЗЬКОГО БОТАНІЧНОГО САДУ
Мета — дослідити особливості водообмінних процесів в асиміляційному апараті тополь, інтродукованих у дендрарії
Криворізького ботанічного саду НАН України.
Матеріал та методи. Об’єктом досліджень були зміни стану водного режиму (обводненість, водний дефіцит, водо
утримувальна здатність) тополь, інтродукованих у дендрарії Криворізького ботанічного саду НАН України: Populus italica
Du Roi, P. deltoides W. Bartram ex Marshall, P. simonii Carri + re, P. candicans Aiton, P. bolleana Carri + re. Залучені до експеримен
тів види були представлені особинами другого класу віку (до 20 років). Визначення зв’язаної та вільної води в рослинному
матеріалі проводили рефрактометричним методом за Н.А. Гусевим (1960). Загальну кількість води, водоутримувальну
здатність і водний дефіцит асиміляційного апарату тополь визначали загальноприйнятими методами (Бес сонова,
2006). У дослідах використовували листки рослин, відібрані із середньої частини крони пів ден нозахідної експозиції.
Результати. Загальна обводненість листків P. bolleana і P. іtalica у червні на 20—40 % перевищувала таку листків
P. deltoides, P. simonii та P. сandicans. У період з червня до вересня спостерігали зменшення обводненості досліджува
них видів тополь. Найбільше зниження загального вмісту води в листках тополь (на 15—20 %) порівняно з червнем
відзначене у P. deltoides, P. candicans та P. simonii, які в межах природного ареалу (Північна Америка і Далекий Схід)
зростають у зволоженіших місцях. Найменше загальна обводненість знизилася у середньоазійських видів P. bolleana
і P. іtalica — до 10 %. У період з червня до серпня відбувалося зменшення вмісту вільної води та збільшення — зв’язаної.
У P. іtalica і P. bolleana зв’язаної води було в 1,1—1,2 разу більше, ніж у Р. candicans, P. deltoidеs та P. simonii, що свід
чить про меншу пристосованість останніх до посухи. У серпні в усіх досліджуваних тополь показник водного дефіци
ту перевищував безпечне значення 10 % і становив 10,4—19,1 %. Найбільшим водний дефіцит був у тополь, які при
родно зростають у зволожених місцях з помірними температурами, — P. simonii, Р. candicans і P. deltoides та у
2,0—2,5 разу перевищував показник на початку літа. У P. bolleana і P. italica, зазначений показник збільшився в серед
ньому в 1,6 разу. Найбільші показники водоутримувальної здатності в тополь зафіксовано в червні. Вища водоутри
мувальна здатність листків у P. bolleana та P. italica дає їм змогу протистояти зневодненню за несприятливих умов
і є показником їх адаптації до умов зростання.
Висновок. Найстійкіші до несприятливих умов зволоження — P. bolleana і P. italica, в яких співвідношення про
цесів водного обміну є оптимальним: високий показник обводненості тканин, низьке значення і тенденція до зни
ження денного водного дефіциту протягом вегетації, здатність до часткового відновлення обводненості тканин
при послабленні дії стресового чинника.
Ключові слова: Populus L., інтродукція, погоднокліматичні умови, водообмінні процеси, асиміляційний апарат,
посухостійкість.
© Н.М. ДАНИЛЬЧУК, О.В. ДАНИЛЬЧУК, 2018
Здатність рослин чинити опір екстремальним
умовам зростання, пристосовуватися до них і
зберігати свій життєвий потенціал — одна з
визначальних умов існування організму, яка
залежить від можливості реалізувати захисно
пристосувальні механізми, тобто адаптувати
ся до різноманітних стресових впливів.
У степовій зоні України, а саме на Криво
ріжжі, проблемою стійкості рослинних куль
турфітоценозів є необхідність достатнього для
життєдіяльності рослин водопостачання, яке
визначається ступенем вологолюбності рос
лин та погодними умовами в період активної
вегетації. У кількісному співвідношенні вода
посідає домінуюче положення серед хімічних
сполук. Її вміст у тканинах рослини становить
93ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного...
до 70—99 % від сирої маси [2]. Тому з’ясування
потреби у необхідній кількості вологи залеж
но від температури і умов зволоження вегета
ційного періоду має важливе значення для під
тримання життєздатності рослин у посушли
вих умовах.
Одним з критеріїв функціонального стану
рослин за умов гідротермічного стресу може
бути показник обводненості тканин листя.
Багатьма дослідниками загальна обводненість
тканин використовується як важливий показ
ник водообміну, з яким пов’язані інші фізіо
логічні процеси та біохімічні реакції в рос
линних клітинах [3, 17].
Відомо, що тополі вибагливі до вологи, ад же
їх природними ареалами є вологі місце зрос
тання [5]. При вирощуванні при інтродукції
за межами природних ареалів вони опи ня ють
ся в нових природних умовах. В умовах степо
вого Придніпров’я тополі часто потерпають
від нестачі вологи в ґрунті та повітрі: відбува
ється зниження їх росту, всихання ок ремих
гілок або навіть цілих дерев, зниження плодо
ношення тощо. Водний обмін рослин має видо
специфічний характер. Так, у роботах І.O. Сен
чишинoї, І.О. Зайцевої, Л.Г. Долгової, Г.І. Па
хомова, В.К. Безуглова встановлено як відмін
ності у показниках водного обміну в різних
видів рослин в однакових умовах, так і їх схо
жість у рослин, які мають спільний ареал, але
зростають у різних умовах [6—8, 12, 13].
Мета — дослідити особливості водообмін
них процесів у асиміляційному апараті то
поль, інтродукованих у дендрарії Криворізь
кого ботанічного саду НАН України.
Матеріал та методи
Дослідження проведено протягом одного ве
гетаційного періоду в різних за вологозабез
печенням умовах (табл. 1):
— нормального зволоження — з квітня до
другої декади травня, коли кількість опадів
бу ла в межах середньобагаторічних даних;
— надмірного зволоження — із середини
трав ня до кінця червня, коли кількість опадів
перевищувала середньобагаторічні дані май
же вдві чі;
— посухи — з липня до жовтня, коли кіль
кість опадів була в 2—5 разів менша порівняно
із середньобагаторічними даними, що призве
ло до засухи в період формування вегетатив
них органів тополь і не дало змоги рослинам
без стресу ввійти в період спокою.
Об’єктом досліджень були зміни стану вод
ного режиму (обводненість, водний дефіцит,
водоутримувальна здатність) рослин, інтроду
кованих у дендрарії Криворізького ботанічно
го саду НАН України. Дослідження проводи
ли на таких видах тополь: Populus italica Du
Roi, P. deltoides W. Bartram ex Marshall, P. si monii
Carri, re, P. candicans Aiton, P. bolleana Carri, -
re, які представлені особинами другого класу
Таблиця 1. Порівняння середніх метеорологічних показників за 2016 р. та середньобагаторічних
даних за період активної вегетації рослин
Table 1. Comparison of average meteorological indicators (2016) and every data for the period of active vegetation of plants
Місяць
Середні метеорологічні показники за 2016 р.* Середньобагаторічні показники **
Температура повітря, °С Кількість опадів, мм Температура повітря, °С Кількість опадів, мм
Квітень 13,1 39,0 9,2 36,0
Травень 16,1 80,4 15,8 43,0
Червень 21,6 56,4 19,1 68,0
Липень 23,4 10,0 21,6 52,0
Серпень 23,4 14,2 21,0 47,0
Вересень 16,3 15,6 15,5 39,0
Жовтень 7,4 18,8 8,9 35,0
* Дані метеостанції «Davis 6152C Vantage Pro2» Криворізького ботанічного саду; ** дані авіаметеостанції Лозуватка
(м. Кривий Ріг) за 1980—2005 рр. [16]
94 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Н.М. Данильчук, О.В. Данильчук
віку (до 20 років), мають різне ботанікогео
графічне походження, належать до різних сек
цій та відрізняються за стійкістю до природ
них умов степового регіону.
Моніторингова ділянка (дендрарій Криво
різького ботанічного саду НАН України) роз
ташована на території Тернівського району
м. Кривий Ріг за межами санітарнозахисної
зони Північного гірничозбагачувального ком
бінату на відстані понад 5 км від джерела емі
сій та понад 20 км від джерела емісій Цен
трального гірничозбагачувального комбінату.
Рельєф місцевості рівнинний. Ґрунти на мо
ніторинговій ділянці належать до відділу при
родних ґрунтів і характеризуються як чорно
зем звичайний, малогумусний, середньозми
тий, важкосуглинистий на лесових материн
ських породах [14, 15].
Визначення зв’язаної та вільної води в рос
линному матеріалі проводили рефрактомет
ричним методом за Н.А. Гусевим [4]. Загальну
кількість води, водоутримувальну здатність і
водний дефіцит асиміляційного апарату то
поль визначали загальноприйнятими метода
ми [1]. У дослідах використано листки рослин,
відібрані із середньої частини крони південно
західної експозиції.
Результати та обговорення
Одним з показників, які характеризують стан
водного обміну рослини, є загальний вміст
води в листках. Кількість води в листках до
сліджених видів тополь протягом вегетації
бу ла неоднаковою, в середньому — 49,9—78,9 %.
Найбільший вміст води відзначено в листках
P. bolleana і P. іtalica у червні, який був воло
гим та помірно теплим (див. табл. 1). Так, за
гальна обводненість листків зазначених видів
на 20—40 % перевищувала показники P. deltoi
des, P. simonii та P. сandicans (табл. 2). В ос тан ніх
загальний вміст води відрізнявся несуттєво і
становив 56,3—63,4 %. Отримані результати
узгоджуються з літературними даними. Так, у
дослідженнях М.Д. Кушніренко виявлено, що
на початку літа обводненість де ревночагар
никових рослин була найбільшою — 60—90 %,
що пояснюється весняними опадами та від
носно невисокими температурами повітря [10].
Наступні місяці були досить посушливими.
Відбувалося зниження вологості ґрунту та по
вітря внаслідок накопичення суми позитивних
температур (див. табл. 1). Тому в період з черв
ня до вересня спостерігали зниження обводне
ності досліджуваних видів тополь. Найнижчий
вміст води в листках — від 45,5 до 72,6 % зафік
совано у вересні, що узгоджується з літератур
ними даними. У серпні в міру старіння листків
цей показник знижувався на 15—30 % [11].
Найбільше зниження загального вмісту во
ди в листках тополь (на 15—20 %) порівняно з
червнем відзначене в P. deltoides, P. simonii та
P. сandicans, які природно зростають у зволо
женіших місцях (Північна Америка і Дале
кий Схід), тоді як у середньоазійських видів
P. bolleana та P. іtalica цей показник зменшив
ся до 10 % (див. табл. 2).
Отже, для досліджених видів тополь харак
терна висока обводненість тканин листа про
Таблиця 2. Загальна обводненість листків видів роду Pорulus L.
Table 2. General water content in leaves of the genus Populus L. species
Вид
Вміст води, %
Червень Липень Серпень Вересень
M ± m Cv, % M ± m Cv, % M ± m Cv, % M ± m Cv, %
P. deltoides 59,30 ± 0,92 4,52 51,00 ± 2,25 11,26 50,40 ± 1,82 9,36 49,90 ± 2,39 14,36
P. italica 78,90 ± 0,87 3,79 74,70 ± 0,58 2,59 73,00 ± 0,59 2,82 72,60 ± 0,46 2,18
P. bolleana 75,90 ± 0,52 2,36 71,00 ± 1,27 6,05 70,30 ± 0,95 4,72 69,50 ± 1,03 5,39
P. simonii 63,40 ± 1,38 6,52 55,30 ± 3,00 14,47 54,50 ± 1,56 7,60 53,10 ± 2,01 11,16
P. candicans 56,30 ± 0,72 3,83 48,50 ± 0,97 4,72 46,90 ± 0,80 4,09 45,50 ± 0,86 4,59
95ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного...
тягом вегетаційного періоду. Кількість води в
листках тополь збільшується з червня до се
редини липня, а потім знижується до кінця
вересня. Поступове зниження загального вміс
ту води на 8,1—18,6 % протягом вегетаційного
періоду спричинене браком вологи в ґрунті та
високими температурами повітря влітку. Мен
ша втрата води в період з червня до вересня в
P. bolleana і P. іtalica свідчить про їх більшу по
сухостійкість, порівняно з P. de l toidеs, P. simo
nii та P. сandicans.
Згідно із сучасними уявленнями, певну роль
у стійкості рослин до посухи відіграє ступінь
впорядкованості води, а також її фракційний
склад. Кількість вільної та зв’язаної води в рос
линах характеризує метаболічну активність та
водоутримувальну здатність тканин. Вміст віль
ної води в листках тополь змінювався протягом
вегетації. Найвищий вміст фракції води в лист
ках тополь зафіксовано в червні. Перше місце
за цим показником посів Р. candicans (78,2 %),
останнє — P. іtalica (52,9 %) (рисунок).
Протягом вегетації кількість вільної води в
листках тополь зменшувалася. У липні в P. si
monii та Р. candicans внаслідок суттєвої посухи
цей показник зменшився до 37,2 % і в серед
ньому був удвічі меншим, ніж у червні, тоді як
у P. іtalica і P. bolleana статистично значущо не
відрізнявся від показника в червні.
У період з липня до серпня спостерігали
подальше зменшення вмісту вільної води в лист
ках усіх досліджених видів тополь. У північ но
аме рикан ських видів Р. candicans і P. deltoidеs
та далеко східного виду P. simonii цей показник
зменшувався на 5—10 %, тоді як у серед ньо
азій ських видів P. іtalica і P. bolleana — в 1,8
разу (див. рисунок). Загалом влітку макси
мальне зменшення цього показника зафіксу
вали в P. іtalica і P. bolleana — в середньому
вдвічі, тоді як у реш ти видів — лише в 1,2 разу
(див. рисунок).
Отже, мінімальні показники вмісту вільної
води в листках тополь відзначено в серпні, що
узгоджується з настанням посушливого пері
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
0 10 20 30 40 50 60 70 80
червень
липень
серпень
червень
липень
серпень
В
іл
ьн
а
во
да
З
в’
яз
ан
а
во
да
%
P. candicans P. simonii P. deltoides P. italica P. bolleana
Вміст вільної та зв’язної води в листках видів роду Pорulus L. влітку: * — cтатистично
значуща (р ≤ 0,05) відмінність щодо показника в червні
Content of free water and bound water in leaves of the genus Populus L. species in the
summer: * — statistically significant difference (р ≤ 0.05) as for June
96 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Н.М. Данильчук, О.В. Данильчук
оду наприкінці літа та наявністю високих тем
ператур повітря (див. табл. 1).
Зв’язана вода утворює стабільніший запас
у рослинах та має важливе значення для по
сухостійкості [9]. У червні її вміст у листках
тополь був нижчим, ніж вільної води. Так, у
Р. can dicans, P. deltoidеs і P. simonii вміст вільної
води перевищував кількість зв’язаної на 32—
72 %, тоді як у P. іtalica та P. bolleana — на 12 %
(див. рисунок).
Аналіз динаміки вмісту зв’язаної води в лист
ках досліджених видів тополь протягом веге
тації виявив протилежний напрям змін порів
няно з вмістом вільної води. Так, якщо з червня
до серпня кількість вільної води зменшува
лась, то зв’язаної — збільшувалась. Найбільший
вміст останньої в листках тополь відзначено в
серпні, коли значно зменшилася кількість опа
дів та суттєво підвищилася температура повіт
ря. Можливо, через це в листках тополь від
булося швидке суттєве збільшення кількості
зв’язаної води, що перешкоджало втраті води
тканинами листка в цілому.
У липні вміст зв’язної води становив у се
редньому 55,9 %. Найбільшим цей показник
був у Р. candicans і P. simonii (62,8 %), наймен
шим (48,4 %) — у P. bolleana. У період з липня
до серпня спостерігали збільшення вмісту зв’я
заної води. Так, у серпні цей показник стано
вив 59,7—71,3 %, що значно перевищувало
вміст вільної води. Можна припустити, що
то полі за рахунок вищого вмісту зв’язаної во ди
можуть забезпечувати стабільність перебігу фі
зіологічних процесів тривалий час. Унаслідок
посилення гідролітичних реакцій осмотичний
тиск клітинного соку значно підвищується,
збільшується смоктальна сила та водоутриму
вальна здатність, що спричиняє перехід знач
ної частини води у зв’язану форму.
У середньоазійських видів вміст зв’язаної
води в 1,1—1,2 разу перевищував показники
північноамериканських і далекосхідного ви
дів, що свідчить про меншу пристосованість
останніх до посухи (див. рисунок).
Таким чином, установлено, що в період з черв
ня до серпня відбувалося зменшення вмісту
вільної води та збільшення — зв’язаної. Вміст
зв’язаної води в листках тополь є стабільнішою
ознакою водного режиму, яка забезпечує біль
шу стійкість P. іtalica і P. bolleana, порівняно з
Р. candicans, P. deltoidеs та P. simonii в умовах
значного дефіциту води.
Ще один важливий показник водного режи
му рослин — дефіцит води в листках. Зазви чай
водний дефіцит становить 5—10 %, що є нор
мальним фізіологічним явищем. Водний дефі
цит тополь протягом періоду вегетації змі ню
вався, що пов’язане з погоднокліма тич ними
умовами. На початку вегетації водний де фіцит
був у межах, які вважають припустимими. У
червні тополі не зазнавали дефіциту вологи зав
дяки сприятливим гідротермічним умовам. Ве
личина цього показника становила 5,2—9,1 %.
З настанням посушливого періоду водний дефі
цит збільшився в усіх видів — від 7,1 до 12,9 %,
що на 5,1—38,1 % перевищувало показник у
червні (табл. 3). Найсуттєвіше посилився вод
ний дефіцит у P. deltoides і P. simonii — на 38 та 32 %
Таблиця 3. Водний дефіцит листків видів роду Pорulus L. різного ботанікогеографічного походження
Table 3. Water deficit of leaves of the genus Populus L. species of different botanical and geographical origin
Вид
Водний дефіцит, %
Червень Липень Серпень
M ± m Cv, % M ± m Cv, % M ± m Cv, %
P. bolleana
6,20 ± 0,41 11,5 7,20 ± 0,08 7,2 10,40 ± 0,10 1,5
P. italica 6,80 ± 0,20 5,2 7,10 ± 0,48 11,8 10,50 ± 0,82 13,1
P. deltoides 9,10 ± 0,52 15,8 12,90 ± 0,46 2,4 17,80 ± 0,37 6,9
P. simonii 8,40 ± 0,18 4,3 11,10 ± 0,54 9,7 19,10 ± 0,50 5,2
P. candicans 7,40 ± 0,24 6,6 9,50 ± 0,27 5,7 18,50 ± 0,91 9,9
97ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного...
відповідно. Лише в P. italica цей показник під
вищився на 5 %. У серпні в усіх досліджуваних
видів водний дефіцит перевищував безпечне
значення 10 % і становив 10,4—19,1 %. Найбіль
шим цей показник був у тополь, які природно
зростають у зволоже ніших місцях з помірними
температурами (P. simonii Р. candicans і P. deltoi
des), та у 2,0—2,5 разу перевищував показник на
початку літа (див. табл. 3).
Найменшим водний дефіцит протягом ве
гетації був у P. bolleana і P. italica, в яких цей
показник збільшувався в середньому в 1,6 ра
зу. Для зазначених видів високі температури
та літня посуха не є екстремальними умовами
зростання.
Водний дефіцит пов’язаний з водоутриму
вальною здатністю рослин, яка є основним
показником посухостійкості та відіграє про
відну роль у регуляції водного обміну: що
меншим є водний дефіцит, то більшою є водо
утримувальна здатність [3].
У червні в досліджуваних видів втрата води
через 30 хв експозиції становила 1,8—2,2 %.
Відмінність за цим показником між видами
була незначною. Дещо більше втрачали воду
листки Р. candicans — 2,2 % (табл. 4). За трива
лішої експозиції відзначено аналогічну тен
денцію до втрати води листками. Здатність лист
ків утримувати вологу змінювалася протягом
вегетації. Так, у липні за підвищення темпера
тури повітря і недостатнього зволоження за
фіксували зниження водоутримувальної здат
ності в усіх видів до 7,5—10,6 %. Найбільше
втрачали воду через 30 хв експозиції листки
Р. candicans (10,6 %), найменше —P. bolleana
(4,7 %), листки решти видів — 7,5—9,8 %.
Аналогічну закономірність установлено че
рез 60 хв експозиції: найбільша втрата води
(18,7 %) — Р. candicans, найменша (8,1 %) —
у P. bolleana. Серпень за гідротермічними умо
вами був складним, тому в листків тополь
спостерігали ще більшу втрату води. Наймен
шу водоутримувальну здатність — у Р. candi
cans, який втрачав 19,3 % води через 60 хв екс
позиції, а найбільшу — в P. bolleana (10,1 %), у
решти видів — 13,4—18,1 % (див. табл. 4).
Аналогічні закономірності зафіксували в
ін ші місяці. Так, у P. bolleana і P. italica в період
Таблиця 4. Водоутримувальна здатність листків видів роду Pорulus L.
різного ботанікогеографічного походження (M ± m)
Table 4. Waterholding capacity of leaves of the genus Populus L. species of different botanical and geographical origin (M ± m)
Вид Місяць
Експозиція, хв
30 60 90 120 180 Доба
Кількість втраченої води тканинами листків, %
P. bolleana Червень 1,90 ± 0,01 2,90 ± 0,02 3,90 ± 0,02 5,10 ± 0,03 6,40 ± 0,03 28,70 ± 0,32
Липень 4,70 ± 0,04 8,10 ± 0,07 11,40 ± 0,10 16,60 ± 0,14 21,90 ± 0,19 52,90 ± 0,77
Серпень 6,80 ± 0,04 10,10 ± 0,06 12,90 ± 0,08 15,60 ± 0,10 20,50 ± 0,13 49,40 ± 0,60
P. italica Червень 1,80 ± 0,01 3,90 ± 0,03 5,00 ± 0,02 6,20 ± 0,02 8,50 ± 0,04 31,50 ± 0,40
Липень 7,50 ± 0,11 13,40 ± 0,18 18,80 ± 0,26 27,10 ± 0,38 35,50 ± 0,50 55,40 ± 1,67
Серпень 9,00 ± 0,12 14,90 ± 0,21 19,10 ± 0,26 23,60 ± 0,32 22,30 ± 0,45 51,90 ± 1,29
P. deltoides Червень 2,00 ± 0,01 3,10 ± 0,01 4,40 ± 0,02 5,50 ± 0,02 8,10 ± 0,03 32,80 ± 0,23
Липень 9,20 ± 0,09 16,40 ± 0,17 23,70 ± 0,25 34,00 ± 0,36 43,70 ± 0,46 57,40 ± 0,97
Серпень 9,10 ± 0,07 18,10 ± 0,13 24,40 ± 0,18 31,00 ± 0,22 41,30 ± 0,30 53,80 ± 0,69
P. simonii Червень 2,00 ± 0,01 3,50 ± 0,02 4,90 ± 0,03 6,20 ± 0,04 8,80 ± 0,08 32,30 ± 0,60
Липень 9,80 ± 0,23 18,20 ± 0,42 25,70 ± 0,58 36,70 ± 0,84 44,60 ± 1,02 57,40 ± 2,27
Серпень 6,90 ± 0,13 13,40 ± 0,25 17,90 ± 0,33 22,60 ± 0,41 30,90 ± 0,56 52,90 ± 1,12
P. candicans Червень 2,20 ± 0,01 3,40 ± 0,02 4,70 ± 0,03 6,40 ± 0,04 9,30 ± 0,06 31,90 ± 0,20
Липень 10,60 ± 0,24 18,70 ± 0,42 26,00 ± 0,56 35,80 ± 0,78 43,00 ± 0,95 60,90 ± 0,63
Серпень 12,80 ± 0,25 19,30 ± 0,37 24,50 ± 0,46 29,10 ± 0,55 36,40 ± 0,69 58,00 ± 0,52
98 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Н.М. Данильчук, О.В. Данильчук
посухи (серпень) через 180 хв експозиції
втрата води була в 1,5—2,0 рази меншою,
ніж у Р. candicans, P. deltoidеs та P. simonii (див.
табл. 4). Після завершення досліду через 24 год
тенденції щодо втрати води листям зберега
лися.
Отже, найбільші значення водоутримуваль
ної здатності в тополь зафіксовано в червні. У
липні та серпні цей показник зменшився в усіх
досліджуваних тополь. Види дещо відрізняли
ся за величиною втрати води, що зумовлено
особливостями їх біології. Висока водоутри
мувальна здатність листків тополь забезпечує
відновлення вмісту води при зневодненні та
підвищує їх стійкість при зміні екологічних
умов, зокрема водного режиму ґрунту. Вища
водоутримувальна здатність листків у серед
ньоазійських видів P. bolleana та P. italica дає
їм змогу протистояти зневодненню за неспри
ятливих умов і є показником їх адаптації до
умов зростання.
Висновки
За результатами досліджень водного режиму у
видів роду Populus можна зробити висновок
про провідну роль динамічних характеристик
водного балансу в оцінці стійкості рослин до
засухи.
Найстійкішими до несприятливих умов зво
ложення були P. bolleana і P. italica, в яких
співвідношення процесів водного обміну є
оптимальним: вищий показник обводнено сті
тканин, низьке значення і тенденція до зни
ження денного водного дефіциту протягом
вегетації, здатність до часткового відновлення
обводненості тканин при послабленні дії стре
сового чинника.
У період з червня до серпня у досліджуваль
них видів зменшувався вміст вільної води та
збільшувався — зв’язаної. Вміст зв’язаної во
ди в листках тополь є стабільнішою ознакою
водного режиму та забезпечує в умовах знач
ного дефіциту води більшу стійкість середньо
азійських видів P. іtalica і P. bolleana порівняно
з північноамериканськими видами Р. can di
cans і P. deltoidеs та далекосхідним видом P. si
monii. Так, за абсолютними значеннями кіль
кість зв’язаної води в P. іtalica і P. bolleana на
10—20 % перевищувала аналогічні показники
Р. candicans, P. deltoidеs та P. simonii.
Малостійкими виявилися Р. candicans, P. del
toidеs і P. simonii, які природно зростають у
місцях з м’якішим зволоженим кліматом (Да
лекий Схід, ПівнічноСхідна Азія, пів ден но
за хідні та східні райони Північної Америки).
Висока стійкість до посухи P. bolleana і P. іta
lica — видів, котрі природно зростають у міс
цях з континентальними умовами (пів ніч но
західний Китай, Середня Азія), вказує на пер
спективність інтродукційного використання
дендрологічних ресурсів цих районів в умовах
степового Придніпров’я.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Бессонова В.П. Практикум з фізіології рослин /
В.П. Бессонова. — Дніпропетровськ: РВВ ДДАУ,
2006. — 316 с.
2. Водный обмен растений / В.Н. Жолкевич, Н.А. Гу
сев, А.В. Капля и др. — М.: Наука, 1989. — 256 с.
3. Генкель П.А. Физиология жаро и засухоустой
чивос ти растений / Л.А. Генкель. — М.: Наука,
1982. — 279 с.
4. Гусев Н.А. Некоторые методы исследования вод
ного режима растений. — Л.: Всесоюз. ботан. ово,
1960. — 60 с.
5. Дендрофлора України. Дикорослі й культивовані
дерева і кущі. Покритонасінні. Частина 1. Довід
ник / Кохно М.А., Пархоменко Л.І., Зарубенко А.У.
та ін.; За ред. М.А. Кохна та Н.М. Трофименко. —
К.: Фітоцентр, 2002. — С. 337—350.
6. Зайцева И.А. Динамика водообменных процессов
видов рода Acer L. в связи с их засухоустойчиво
стью / И.А. Зайцева // Вестн. ДНУ. Сер. Биол.
Экол. — 2004. — Вып. 12. — С. 54—61.
7. Зайцева И.А. Водный баланс растений семейства
Saxifragaceae Juss. в условиях Степного Придне
провья / И.А. Зайцева // Вестн. ДНУ Сер.: Биол.
Экол. — 2006. — Вып. 14, т. 2. — С. 72—78.
8. Зайцева І.О. Фізіологобіохімічні основи інтро
дукції деревних рослин у Степовому Придніпров’ї:
монографія / І.О. Зайцева, Л.Г. Долгова. — Дніп
ропетровськ: Видво Дніпропетров. нац. унту,
2010. — 388 с.
9. Костюченко Р.Н. Водный обмен некоторых пред
ставителей рода Salix в условиях Среднего При
обья / Р.Н. Костюченко // Науч. тр. аспирантов и
соискателей Нижневартовского гос. гуманит. ун
та. — Вып. 5. — Нижневартовск: Издво Нижне
вартов. гуманит. унта‚ 2008. — С. 143—155.
99ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного...
10. Кушниренко М.Д. Водный режим и засухоустойчи
вость плодовых растений / М.Д. Кушниренко. —
Кишинев: Штиинца, 1967. — 331 с.
11. Кушниренко М.Д. Физиология водообмена и засу
хоустойчивости растений / М.Д. Кушниренко,
С.Н. Печерская. — Кишинев: Штиинца, 1991. —
307 с.
12. Пахомов Г.И. Водный режим растений / Г.И. Па
хомов, В.К. Безуглов. — Казань: Издво Казан.
унта, 1980. — 252 с.
13. Сенчишина І.O. Характеристика водного обміну у
представників роду Acer L. / І.O. Сенчишина //
Вісн. Львів. унту. Сер. біологічна. — 2005. — Вип.
40. — С. 166—173.
14. Сметана О.М. Біогеоценотичний покрив ланд
шафтнотехногенних систем Кривбасу / О.М. Сме
тана, В.В. Перерва. — Кривий Ріг: Видавничий дім,
2007. — 247 с.
15. Тихоненко Д.Г. До питання про класифікацію
ґрунтів України / Д.Г. Тихоненко // Ґрунтознав
ство. — 2001. — Т. 1, № 12. — С. 16—22.
16. Федоровский В.Д. Древесные растения Криворож
ского ботанического сада (итоги за 25 лет) /
В.Д. Федоровский, А.Е. Мазур. — Днепропет
ровск: Проспект, 2007. — С. 159—183.
17. Шматько И.Г. Устойчивость растений к водному и
тем пературному стрессам / И.Г. Шматько, И.А. Гри
го рюк, О.Е. Шведова. — К.: Наук. думка, 1989. — 224 с.
Рекомендував О.М. Горєлов
Надійшла 15.01.2018
REFERENCES
1. Bessonova, V.P. (2006), Praktykum z fiziologii roslyn
[Workshop on plant physiology]. Dnipropetrovsk,
RVV DDAU, 316 p.
2. Zholkevych, V.N., Gusev, N.A., Kaplja, A.V., Pahomo
va, G.I., Pilycikova, N.V., Samuilov, F.D., Slavnyj, P.S.
and Shmatko, I.G. (1989), Vodnyyj obmen rastenyj
[Water exchange of plants]. Moscow: Nauka, 256 p.
3. Genkel, P.A. (1982), Fiziologija zharo i zasuhoustoj
chivosti rastenij [Physiology of heat and drought toler
ance of plants]. Moscow: Nauka, 279 p.
4. Gusev, N.A. (1960), Nekotorye metody issledovanija
vodnogo rezhima rastenij [Some methods of studying
the water regime of plants]. Leningrad: Vsesojuz. bo
tan. ovo, 60 p.
5. Kohno, M.A., Parhomenko, L.I., Zarubenko, A.U. ta in.
(2002), Dendroflora Ukraiyiny. Dykorosli j kultyvova
ni dereva i kushhi. Pokrytonasinni. Dovidnyk [Den
droflora of Ukraine. Wild and cultivated trees and
shrubs. Angiosperms. Reference book]. Part 1. Kyiv:
Fitosociocentr, pp. 337—350.
6. Zajceva, I.A. (2004), Dinamika vodoobmennyh pro
cessov vidov roda Acer L. v svjazi s ih zasuhoustoj
chivostju [Dynamics of waterexchange processes
of species of the genus Acer L. due to their drought
re sistance]. Vestnik DNU. Serija Biologija. Jeko
logija [Herald DNU Series Biology. Ecology], vyp. 12,
pp. 54—61.
7. Zajceva, I.A. (2006), Vodnyj balans rastenij semejstva
Saxifragaceae Juss. v uslovijah Stepnogo Pridneprovja
[Water balance of plants of the family Saxifragaceae
Juss. in the conditions of the Steppe Dnieper]. Vestnik
DNU Serija: Biologija. Jekologija. [Herald DNU. Se
ries Biology. Ecology], vyp. 14, pp. 72—78.
8. Zajceva, I.O. and Dolgova, L.G. (2010), Fiziologobio
himichni osnovy introdukcii derevnyh roslyn u Ste
povomu Prydniprovi: monografija [Physiological and
biochemical bases of introduction of tree plants in the
Steppe Dnieper: monograph]. Dnipropetrovsk: Vydvo
DNU, 388 p.
9. Kostjuchenko, R.N. (2008), Vodnyj obmen nekotoryh
predstavitelej roda Salix v uslovijah Srednego Priobja
[Water exchange of some representatives of the genus
Salix in the Middle Ob region]. Nauchnye trudy aspir
antov i soiskatelej Nizhnevartovskogo gosudarstven
nogo gumanitarnogo universiteta [Scientific works of
postgraduate students and candidates of Nizhnevar
tovsk State Humanitarian University], Nizhnevartovsk:
Izdvo Nizhnevart. gumanit. unta‚ vyp. 5, pp. 143—155.
10. Kushnirenko, M.D. (1967), Vodnyj rezhim i zasuhous
tojchivost plodovyh rastenij [Water regime and drought
resistance of fruit plants]. Kishinev: Shtiinca, 331 p.
11. Kushnirenko, M.D. and Pecherskaja, S.N. (1991), Fi
zio logija vodoobmena i zasuhoustojchivosti rastenij
[Physiology of water exchange and drought tolerance
of plants]. Kishinev: Shtiinca, 307 p.
12. Pahomov, G.I. and Bezuglov, V.K. (1980), Vodnyj re
zhim rastenij [Water regime of plants]. Kazan: Izdvo
Kazanskogo unta, 252 p.
13. Senchyshyna, I.O. (2005), Harakterystyka vodnogo ob
minu u predstavnykiv rodu Acer L. [Characteristics
of water exchange with representatives of the genus
Acer L.]. Visnyk Lvivskogo universytetu. Serija biolo
gichna [Herald of Lviv University. Biological series],
vyp. 40, pp. 166—173.
14. Smetana, O.M. and Pererva, V.V. (2007), Biogeoceno
tychnyj pokryv landshaftnotehnogennyh system Kryv
basu [Biogeocenotic cover of landscapes and manmade
systems of Kryvbas]. Kryvyj Rih: Vydavnychyj dim, 247 p.
15. Tyhonenko, D.G. (2001), Do pytannja pro klasyfikaciju
gruntiv Ukrainy [On the question of the classification
of soils in Ukraine]. Gruntoznavstvo [Pedology], vol. 1,
N 12, pp. 16—22.
16. Fedorovskij, V.D. and Mazur, A.E. (2007), Drevesnye
rastenija Krivorozhskogo botanicheskogo sada (itogi
za 25 let) [Woody plants of Kryvyi Rih Botanical Gar
den (results for 25 years)]. Dnepropetrovsk: Prospekt,
pp. 159—183.
100 ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Н.М. Данильчук, О.В. Данильчук
17. Shmatko, I.G., Grigorjuk, I.A. and Shvedova, O.E.
(1989), Ustojchivost rastenij k vodnomu i temperatur
nomu stressam [Stability of plants to water and tem
perature stresses]. Kyiv: Naukova dumka, 224 p.
Recommended by O.M. Gorelov
Received 15.01.2018
Н.М. Данильчук 1, А.В. Данильчук 2
1 Криворожский ботанический сад НАН Украины,
Украина, г. Кривой Рог
2 Донецкий ботанический сад НАН Украины,
Украина, г. Кривой Рог
ОСОБЕННОСТИ СЕЗОННОЙ ДИНАМИКИ
ВОДООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ У ВИДОВ РОДА
POPULUS L. В ДЕНДРАРИИ КРИВОРОЖСКОГО
БОТАНИЧЕСКОГО САДА
Цель — исследовать особенности водообменных про
цессов в ассимиляционном аппарате тополей, интро
дуцированных в дендрарии Криворожского ботани
ческого сада НАН Украины.
Материал и методы. Объектом исследований были
изменения состояния водного режима (обводнен
ность, водный дефицит, водоудерживающая способ
ность) тополей, интродуцированных в дендрарии
Криворожского ботанического сада НАН Украины:
Po pulus italica Du Roi, P. deltoides W. Bartram ex Mar
shall, P. simonii Carri. re, P. candicans Aiton, P. bolleana
Carri. re. Использованные в эксперименте виды были
представлены особями второго класса возраста (до 20
лет). Определение связанной и свободной воды в рас
тительном материале проводили рефрактометриче
ским методом по Н.А. Гусеву (1960). Общее количе
ство воды, водоудерживающую способность и водный
дефицит ассимиляционного аппарата тополей опре
деляли общепринятыми методами (Бессонова, 2006).
В опытах использовали листья растений, отобранные
из средней части кроны югозападной экспозиции.
Результаты. Общая обводненность листьев P. bolle
ana и P. italica в июне на 20—40 % превышала таковую
листьев P. deltoides, P. simonii и P. сandicans. В период с
июня по сентябрь наблюдали уменьшение обводнен
ности исследуемых видов тополей. Наибольшее сни
жение общего содержания воды в листьях тополей
(на 15—20 %) по сравнению с июнем отмечено у P. del
toides, P. сandicans и P. simonii, которые в пределах
природного ареала (Северная Америка и Дальний
Восток) растут в более увлажненных местах. Меньше
всего общая обводненность снизилась у среднеазиат
ских видов P. bolleana и P. italica — до 10 %. В период с
июня по август происходило уменьшение содер
жания свободной воды и увеличение — связанной.
У P. italica и P. bolleana связанной воды было в
1,1—1,2 раза больше, чем у Р. candicans, P. deltoidеs
и P. simonii, что свидетельствует о меньшей приспо
собленности последних к засухе. В августе у всех
исследуемых тополей показатель водного дефицита
превышал безопасное значение 10 % и составлял
10,4—19,1 %. Наибольшим водный дефицит был у то
полей, которые естественно растут в более увлажнен
ных местах с умеренными температурами, — P. simo
nii, Р. candicans и P. deltoides и в 2,0—2,5 раза превышал
показатель в начале лета. У P. bolleana и P. italica упо
мянутый показатель увеличивался в среднем в 1,6 ра
за. Наибольшие показатели водоудерживающей спо
собности у тополей зафиксированы в июне. Более
высокая водоудерживающая способность листьев у
P. bolleana и P. italica позволяет им противостоять
обезвоживанию при неблагоприятных условиях и яв
ляется показателем их адаптации к условиям произ
растания.
Вывод. Наиболее устойчивы к неблагоприятным
условиям увлажнения — P. bolleana и P. italica, у кото
рых соотношение процессов водного обмена являет
ся оптимальным: высокий показатель обводненнос
ти тканей, низкое значение и тенденция к снижению
дневного водного дефицита в течение вегетации, спо
собность к частичному восстановлению обводнен
ности тканей при ослаблении действия стрессового
фактора.
Ключевые слова: Populus L., интродукция, погодно
кли матические условия, водообменные процессы, ас
симилирующий аппарат, засухоустойчивость.
N.M. Danilchuk 1, O.V Danilchuk 2
1 Krivyi Rih Botanical Garden,
National Academy of Science of the Ukraine,
Ukraine, Kryvyi Rih
2 Donetsk Botanical Garden,
National Academy of Science of the Ukraine,
Ukraine, Kryvyi Rih
PECULIARITIES OF SEASONAL DYNAMICS
OF WATEREXCHANGE PROCESSES IN SPECIES
OF POPULUS L. IN DENDRARIUM OF KRYVYI
RIH BOTANICAL GARDEN
Objective — to investigate the features of waterexchange
processes in the assimilation apparatus of poplars intro
duced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of
the NAS of Ukraine.
Material and methods. The object of the research were
changes in the state of the water regime (waterlogging, wa
ter deficiency, water retention capacity) of poplars, intro
duced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of
the NAS of Ukraine. The studies were carried out on the
following poplar species: Populus italica Du Roi, P. del
toides W. Bartram ex Marshall, P. simonii Carri. re, P. can
dicans Aiton, P. bolleana Carri. re. The species involved in
101ISSN 16056574. Інтродукція рослин, 2018, № 2
Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного...
the experiment are represented by individuals of the sec
ond class of age (up to 20 years). Determination of bound
and free water in the plant material was carried out by re
fractometric method according to N.A. Gusev (1960). The
total amount of water, water retention capacity and water
deficiency of poplar assimilation apparatus was deter
mined according to the generally accepted methods in
bio logy (Бесcонова, 2006). In experiment we used leaves
of plants selected from the middle part of the crown of
the southwestern exposure.
Results. The total water content of leaves of P. bolleana
and P. italica in June was 20—40 % greater than in P. del
toides, P. simonii and P. candicans. From June to Septem
ber, the water content of the poplar species under study
decreased. The most significant decrease in the total water
content in poplar leaves (by 15—20 %) in comparison with
June is noted in P. deltoides, P. simonii and P. sandicans
whose natural range is the more humid places (North
America and the Far East). At the same time, the total wa
terlogging in the Central Asian species of P. bolleana and
P. italica decreased to 10 %. From June till August, the free
water content decreased and the content of bound water
increased. P. italica and P. bolleana of bound water are in
1.1—1.2 times larger than in P. candicans, P. deltoides and
P. simonii, which indicates a greater fitness of the first to
drought. In August in all poplars studied the water deficit
index exceeded the safe value of 10 % and fluctuated within
10.4—19.1 %. The largest water deficiency was in poplars,
which naturally grow in more humid areas with moderate
temperatures — P. simonii, P. candicans and P. deltoides,
which is in 2.0—2.5 times more than in early summer.
The smallest water deficit during vegetation was detected
P. bolleana and P. italica, in which this index increased by
an average in 1.6 times. The highest indicators of water
holding capacity in poplars were in June. The higher water
retention capacity of the leaves in P. bolleana and P. italica
allows poplars to resist dehydration under unfavorable
conditions and is an indicator of their adaptation to the
conditions of growth.
Conclusion. The most resistant to unfavorable condi
tions of moistening are P. bolleana and P. italica, in which
the ratio of water exchange processes is at optimal level,
which is ensured by the agreement of high water content of
cells, low values and tendency to decrease the daily water
deficit during vegetation, to a partial restoration of the wa
terlogging of tissues when the effect of the stress factor is
weakened.
Key words: Populus L., introduction, weather and climate
conditions, water exchange processes, assimilating appa
ratus, drought resistance.
|
| id | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-30 |
| institution | Plant Introduction |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2025-07-17T12:39:02Z |
| publishDate | 2018 |
| publisher | M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | wwwplantintroductionorg/2a/935cd9c786b4beaad2e213c1ee375d2a.pdf |
| spelling | oai:ojs2.plantintroduction.org:article-302019-11-11T08:15:12Z Peculiarities of seasonal dynamics of water-exchange processes in species of Populus L. in dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду Danilchuk, N.M. Danilchuk, O.V. Objective – to investigate the features of waterexchange processes in the assimilation apparatus of poplars introduced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of the NAS of Ukraine. Material and methods. The object of the research were changes in the state of the water regime (waterlogging, water deficiency, water retention capacity) of poplars, introduced in Dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden of the NAS of Ukraine. The studies were carried out on the following poplar species: Populus italica Du Roi, P. deltoides W. Bartram ex Marshall, P. simonii Carriére, P. candicans Aiton, P. bolleana Carriére. The species involved in the experiment are represented by individuals of the second class of age (up to 20 years). Determination of bound and free water in the plant material was carried out by refractometric method according to N.A. Gusev (1960). The total amount of water, water retention capacity and water deficiency of poplar assimilation apparatus was determined according to the generally accepted methods in bio logy (Bessonova, 2006). In experiment we used leaves of plants selected from the middle part of the crown of the southwestern exposure. Results. The total water content of leaves of P. bolleana and P. italica in June was 20–40 % greater than in P. deltoides, P. simonii and P. candicans. From June to September, the water content of the poplar species under study decreased. The most significant decrease in the total water content in poplar leaves (by 15–20 %) in comparison with June is noted in P. deltoides, P. simonii and P. sandicans whose natural range is the more humid places (North America and the Far East). At the same time, the total waterlogging in the Central Asian species of P. bolleana and P. italica decreased to 10 %. From June till August, the free water content decreased and the content of bound water increased. P. italica and P. bolleana of bound water are in 1.1–1.2 times larger than in P. candicans, P. deltoides and P. simonii, which indicates a greater fitness of the first to drought. In August in all poplars studied the water deficit index exceeded the safe value of 10 % and fluctuated within 10.4–19.1 %. The largest water deficiency was in poplars, which naturally grow in more humid areas with moderate temperatures – P. simonii, P. candicans and P. deltoides, which is in 2.0–2.5 times more than in early summer. The smallest water deficit during vegetation was detected P. bolleana and P. italica, in which this index increased by an average in 1.6 times. The highest indicators of water holding capacity in poplars were in June. The higher water retention capacity of the leaves in P. bolleana and P. italica allows poplars to resist dehydration under unfavorable conditions and is an indicator of their adaptation to the conditions of growth. Conclusion. The most resistant to unfavorable conditions of moistening are P. bolleana and P. italica, in which the ratio of water exchange processes is at optimal level, which is ensured by the agreement of high water content of cells, low values and tendency to decrease the daily water deficit during vegetation, to a partial restoration of the waterlogging of tissues when the effect of the stress factor is weakened. Мета – дослідити особливості водообмінних процесів в асиміляційному апараті тополь, інтродукованих у дендрарії Криворізького ботанічного саду НАН України. Матеріал та методи. Об’єктом досліджень були зміни стану водного режиму (обводненість, водний дефіцит, водо-утримувальна здатність) тополь, інтродукованих у дендрарії Криворізького ботанічного саду НАН України: Populus italica Du Roi, P. deltoides W. Bartram ex Marshall, P. simonii Carrière, P. candicans Aiton, P. bolleana Carmre. Залучені до експериментів види були представлені особинами другого класу віку (до 20 років). Визначення зв’язаної та вільної води в рослинному матеріалі проводили рефрактометричним методом за Н.А. Гусевим (1960). Загальну кількість води, водоутримувальну здатність і водний дефіцит асиміляційного апарату тополь визначали загальноприйнятими методами (Бессонова, 2006). У дослідах використовували листки рослин, відібрані із середньої частини крони південно-західної експозиції. Результати. Загальна обводненість листків P. bolleana і P. italica у червні на 20–40 % перевищувала таку листків P. deltoides, P. simonii та P. сandicans. У період з червня до вересня спостерігали зменшення обводненості досліджуваних видів тополь. Найбільше зниження загального вмісту води в листках тополь (на 15–20 %) порівняно з червнем відзначене у P. deltoides, P. candicans та P. simonii, які в межах природного ареалу (Північна Америка і Далекий Схід) зростають у зволоженіших місцях. Найменше загальна обводненість знизилася у середньоазійських видів P. bolleana і P. italica – до 10 %. У період з червня до серпня відбувалося зменшення вмісту вільної води та збільшення – зв’язаної. У P. italica і P. bolleana зв’язаної води було в 1,1–1,2разу більше, ніж у Р. candicans, P. deltoidеs та P. simonii, що свідчить про меншу пристосованість останніх до посухи. У серпні в усіх досліджуваних тополь показник водного дефіциту перевищував безпечне значення 10 % і становив 10,4–19,1 %. Найбільшим водний дефіцит був у тополь, які природно зростають у зволожених місцях з помірними температурами, – P. simonii, Р. candicans і P. deltoides та у 2,0–2,5 разу перевищував показник на початку літа. У P. bolleana і P. italica, зазначений показник збільшився в середньому в 1,6разу. Найбільші показники водоутримувальної здатності в тополь зафіксовано в червні. Вища водоутримувальна здатність листків у P. bolleana та P. italica дає їм змогу протистояти зневодненню за несприятливих умов і є показником їх адаптації до умов зростання. Висновок. Найстійкіші до несприятливих умов зволоження – P. bolleana і P. italica, в яких співвідношення процесів водного обміну є оптимальним: високий показник обводненості тканин, низьке значення і тенденція до зниження денного водного дефіциту протягом вегетації, здатність до часткового відновлення обводненості тканин при послабленні дії стресового чинника. M.M. Gryshko National Botanical Garden of the NAS of Ukraine 2018-05-01 Article Article application/pdf https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/30 10.5281/zenodo.2230660 Plant Introduction; Vol 78 (2018); 92-101 Інтродукція Рослин; Том 78 (2018); 92-101 2663-290X 1605-6574 10.5281/zenodo.3377684 en https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/30/24 Copyright (c) 2018 The Author(s) http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Danilchuk, N.M. Danilchuk, O.V. Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду |
| title | Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду |
| title_alt | Peculiarities of seasonal dynamics of water-exchange processes in species of Populus L. in dendrarium of Kryvyi Rih Botanical Garden |
| title_full | Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду |
| title_fullStr | Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду |
| title_full_unstemmed | Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду |
| title_short | Особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду Populus L. у дендрарії Криворізького ботанічного саду |
| title_sort | особливості сезонної динаміки водообмінних процесів у видів роду populus l. у дендрарії криворізького ботанічного саду |
| url | https://www.plantintroduction.org/index.php/pi/article/view/30 |
| work_keys_str_mv | AT danilchuknm peculiaritiesofseasonaldynamicsofwaterexchangeprocessesinspeciesofpopuluslindendrariumofkryvyirihbotanicalgarden AT danilchukov peculiaritiesofseasonaldynamicsofwaterexchangeprocessesinspeciesofpopuluslindendrariumofkryvyirihbotanicalgarden AT danilchuknm osoblivostísezonnoídinamíkivodoobmínnihprocesívuvidívrodupopulusludendrarííkrivorízʹkogobotaníčnogosadu AT danilchukov osoblivostísezonnoídinamíkivodoobmínnihprocesívuvidívrodupopulusludendrarííkrivorízʹkogobotaníčnogosadu |