Вплив конкурентних взаємодій між рослинами на анатомо-морфологічну будову, ріст і продуктивність деяких еугалофітів - Автореферат

Не зважаючи на те, що накопичений великий експериментальний матеріал по вивченню міжвидової і внутрішньовидової конкуренції, проте залишаються актуальними дослідження, що розглядають механізмів взаємодії рослин. У природних умовах зростання рослин конкурентні взаємодії протікають на тлі абіотичних чинників середовища. У звязку з вище викладеним, представляється вельми актуальним, вивчення впливу конкуренції на анатомо-морфологічну будову, ріст і продуктивність солестійких видів рослин, при розгляді питань, що стосуються біології, популяції рослин, і вирішуванні практичних завдань, повязаних з відновленням повторно засолених земель. Метою роботи було проаналізувати вплив внутрішньовидової конкуренції в угрупованнях Salicornia europaea і Suaeda acuminata на анатомо-морфологічну будову, ріст і продукційну діяльність рослин. Методи дослідження - для оцінки ступеня дії внутрішньовидової конкуренції на анатомо-морфологічну будову, ріст і продуктивність рослин використовували порівняльний аналіз життєдіяльності ізольованих одна від одної рослин і особин, що виросли в оточенні сусідів-конкурентів.Завдяки всесторонньому вивченню популяції рослин в даний час в біології склалося системне уявлення про її структурну організацію, яку можна охарактеризувати за такими ознаками: 1) популяція складається з особин одного виду, що займають певну територію; 2) популяція володіє деякою генетичною структурою, яка здатна до самостійного існування і підтримки чисельності на певному рівні; 3) популяція має цілий комплекс специфічних, системоутворювальних звязків, які звязують її елементи між собою і з середовищем існування (Куркин, Матвеева, 1981; Ценопопуляции растений, 1988). Будь-яка рослина в процесі своєї життєдіяльності трансформує навколишнє середовище за рахунок живильних речовин, води, виділення різного роду речовин тощо. Конкурентні взаємодії між рослинами здійснюються через середовище, в результаті контакту і перекриття їх фітогенних полів (Кришень, 2000; Норин, 1987; Уранов, Михайлова 1974). На момент появи перших сходів еугалофітів (початок червня), кожна ценопопуляція умовно ділилася на дві зони (ділянки): непорушена, така що приймається за контроль, де особини відчувають взаємний конкурентний вплив, і дослідна, де в радіусі фітогенного поля рослини (R>10-15 см) видаляли всіх найближчих до неї рослин - сусідів. Для аналізу життєвого стану особини в популяції використовували такі морфометричні ознаки, як повітряно-суху масу особини (m, г), висоту надземної частини рослини від кореневої шийки до верхівки головного пагону (h, мм) та діаметр стебла над кореневою шийкою (d, мм).Якщо значення вологості і засоленості екотопу знаходяться в межах діапазону толерантності Salicornia europaea і Suaeda acuminata, то варіювання основних параметрів життєвості рослин залежить від напруженості конкурентних взаємодій. Середні показники морфометричних параметрів (повітряно-суха маса, висота і діаметр стебла) особин, що виросли без сусідів-конкурентів, достовірно (P<0,05) перевищують аналогічні середні показники у рослин, що зазнають впливу конкуренції. Динаміка нетто-асиміляції і відносної швидкості росту протягом вегетаційного періоду Salicornia europaea і Suaeda acuminata не залежить від інтенсивності внутрішньовидових взаємодій, оскільки визначена фенологічними фазами індивідуального розвитку рослин. Конкуренція за ресурси ґрунтового живлення пригнічує ріст рослин обох видів і знижує швидкість накопичення органічної речовини приблизно у 2,5 рази. Це виявляється в зменшенні розміру, продуктивності і відносній швидкості росту рослин обох видів протягом періоду вегетації.

Основний зміст роботи

Провідними абіотичними чинниками у визначенні життєвого стану рослин в ценопопуляціях Salicornia europaea і Suaeda acuminata є вологість і засоленість ґрунту. На дію едафічних чинників накладається вплив внутрішньовидової конкуренції. Якщо значення вологості і засоленості екотопу знаходяться в межах діапазону толерантності Salicornia europaea і Suaeda acuminata, то варіювання основних параметрів життєвості рослин залежить від напруженості конкурентних взаємодій.

Внутрішньовидова конкуренція значно знижує життєвість рослин. Середні показники морфометричних параметрів (повітряно-суха маса, висота і діаметр стебла) особин, що виросли без сусідів-конкурентів, достовірно (P<0,05) перевищують аналогічні середні показники у рослин, що зазнають впливу конкуренції.

Динаміка нетто-асиміляції і відносної швидкості росту протягом вегетаційного періоду Salicornia europaea і Suaeda acuminata не залежить від інтенсивності внутрішньовидових взаємодій, оскільки визначена фенологічними фазами індивідуального розвитку рослин. Конкуренція за ресурси ґрунтового живлення пригнічує ріст рослин обох видів і знижує швидкість накопичення органічної речовини приблизно у 2,5 рази.

Із зростанням посушливості субстрату відбувається загальне пригнічення життєвого стану особин в ценопопуляціях Salicornia europaea і Suaeda acuminata. Це виявляється в зменшенні розміру, продуктивності і відносній швидкості росту рослин обох видів протягом періоду вегетації.

Для покривної тканини Salicornia europaea характерно два види продихів: перший (I група) - утворений замикаючими клітинами округлої форми довжиною 21,1 ± 0,5 мкм; другий (II група), представлений відносно великими (25,2 ± 0,7 мкм) замикаючими клітинами, витягнутими уздовж поздовжньої осі продихової щілини. У підпродихову порожнину кожного продиху II групи відкривається спіральна потовщена трахея, яка своїм протилежним кінцем "занурена" у водоносну паренхіму. Для Salicornia europaea і Suaeda acuminata характерне "атипове" вторинне потовщення стебла, що є результатом діяльності меристеми, яка закладається в перициклі.

Дрібноклітинність епідерми і зменшення довжини замикаючих клітин продихів I групи у Salicornia europaea є результатом обмеження конкуренцією ґрунтового водопостачання і мінерального живлення рослин. Потовщення зовнішньої стінки клітинної оболонки епідерми у Salicornia europaea і Suaeda acuminata в умовах конкуренції, а також у рослин, що зростають на сильно засолених екотопах (вміст легкорозчинних солей в поверхневому ґрунтовому горизонті близько 4%), спрямоване зменшує продихову транспірацію і зберігає вологу в рослинному організмі.

Ступінь розвитку водонакопичувальноі тканини в органах Salicornia europaea знаходиться в тісному взаємозвязку з рівнем засоленості екотопу і не залежить від інтенсивності конкурентних взаємодій. Зволоженість місцезростання не чинить значного впливу на товщину водоносної паренхіми в стеблі Salicornia europaea.

У ценопопуляціях Salicornia europaea і Suaeda acuminata встановлено достовірний (P<0,05) вплив внутрішньовидової конкуренції на метричні параметри хлорофілоносної тканини в органах рослин. Конкурентні взаємодії між рослинами за елементи мінерального живлення, а саме за ґрунтовий азот, пригнічують ріст і розтяг клітин палісадної паренхіми і призводять до слабкого розвитку внутрішньої асиміляційної поверхні.

Жалдак С.Н. Взаимодействие в сообществах однолетних галофитов и их влияние на анатомо - морфологические структуры растений // Питання біоіндикації та екології. - 2000. - Вып. 5, №3. - С. 17-20.

Жалдак С.Н. Зависимость продуктивности растений от внутривидовых взаимодействий в моноценозах Suaeda confusa Iljin. // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана. - 2001. - Вып. 11. - С. 140-144.

Жалдак С.Н. Экспериментальное изучение влияния конкуренции на анатомические структуры растений галофитных сообществ Крыма // Ученые записки Таврического национального университета. - 2001. - Т. 14 (53), №3. - C .70-74.

Жалдак С.Н. Структурно-функциональные особенности строения эпидермы эугалофитов семейства Chenopodiaceae Vent. // Экосистемы Крыма, их оптимизация и охрана. - 2002. - Вып. 12. - С. 84-88.

Жалдак С.Н. Оценка влияния эколого-ценотических факторов на анатомическое строение Salicornia europaea L. // Ученые записки Таврического национального университета. - 2003. - Т. 16 (55), №3. - С. 69-73.

Котов С.Ф., Иванова С.Н. Оценка конкурентного воздействия многолетнего видана однолетник в полынно-петросимониевых сообществах Крыма // Ученые записки Симферопольского университета. - 1998. - Т. №5(44). - С. 13-17.

Жалдак С.Н., Котов С.Ф. Анализ влияния конкурентных взаимодействий на продукционную деятельность растений в моноценозах Salicornia europaea L. // Укр. фітоцен. збірн. - 1999. - Сер. С., №1 (15). - С. 62-68.

Жалдак С.Н., Котов С.Ф., Степанова О.В. Влияние конкуренции нарост однолетних галофитов // Ученые записки Таврического национального университета. - 2001. - Т. 14 (53), №1. - C. 70-74.

Котов С.Ф., Репецкая А.И., Жалдак С.Н. Количественный анализ некоторых диагностических признаков Salicornia perennans Willd.(на примере материала из Крыма) // Й. К. Пачоський та сучасна ботаніка. - Херсон: Айлант, 2004. - С. 114-120.

Котов С.Ф., Репецкая А.И., Иванова С.Н. Конкуренция и аллометрия однолетних видов в сообществах галофитной растительности Крыма // Матеріали Міжнарод. наук. конф. "Актуальні питання збереження i відновлення степових екосистем" (Асканія-Нова, 21-23 травня 1998 р.). - Асканія-Нова, 1998. - С. 183-185.

Котов С.Ф., Жалдак С.Н. Конкуренция и аллометрия у Salicornia europaea L. // Материалы VIII Междунар. симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье" (Алушта, 9-19 сентября 1999 г.). - Симферополь, 1999. - С. 154.

Жалдак С.Н. Зависимость анатомо- морфологических структур Salicornia europaea L. от конкурентных взаимодействий между растениями // Тезисы конференции, посвященной 85-летию биологической станции Харьковского государственного университета "Биологические исследования на природных территориях и биологических стационарах" (Харьков, 16-19 сентября 1999 г.). - Харьков: ХГУ, 1999. - С. 52.

Жалдак С.Н. Влияние конкуренции на некоторые анатомо-морфологические структуры Salicornia europaea L. // Матеріали конф. молодих вчених - ботаніків Украіни "Актуальні питання ботаніки та екологіі" (Ніжин, Ядути, 14-17 вересня 1999 р.). - Ніжин: Наука-сервіс, 1999. - С. 72.

Репецкая А.И., Жалдак С.Н. Рост и продукционная деятельность особей в популяциях Salicornia europaea L // Тези Міжнарод. конф. "Проблеми сучасної екологіі" (Запоріжжя, 20-22 вересня 2000 р.). - Запоріжжя: ЗДУ, 2000. - С. 119.

Жалдак С.Н. Оценка зависимости продукционной деятельности растений от конкуренции в моноценозах Salicornia europaea L. // Тезисы VII Молодежн. конф. ботаников в С.-Петербурге (С.-Петербург, 15-19 мая 2000 г.). - С.-Петербург, 2000. - С. 183.

Котов С.Ф., Репецкая А.И, Жалдак С.Н., Симагина Н.О. Экспериментальное исследование механизмов конкурентных взаимодействий в сообществах засоленных земель Крыма // Материалы IX Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье" (Алушта, 3-10 сентября 2000 г.). - Симферополь, 2000. - С. 529-532.

Жалдак С.Н. Особенности анатомического строения Salicornia europaea L. в условиях внутривидовой конференции // Матеріали конф. молодих вчених-ботаніків Украіни "Актуальні питання ботаніки та екологіі" (смт. Зноб - Новгородське, 20-23 серпня 2001 р.). - Ніжин, 2001. - С. 59.

Жалдак С.Н. Влияние эколого-ценотических факторов на анатомические показатели Salicornia europaea L. (Северо-западный Крым) // Тези Міжнарод. конф. "Проблеми сучасної екологі" (Запоріжжя, 24-26 червня 2002 р.). - Запоріжжя, 2002. - С. 23.

Репецкая А.И., Жалдак С.Н. Динамика ростовых процессов у однолетних видов растений в галофитных сообществах Крыма // Тезисы докладов научной конференции молодых ученых "Еколого-біологічні дослідження на природних та антропогенно-змінених територіях" (Кривий Ріг, 13-16 травня 2002 р.). - Кривий Ріг, 2002. - С. 332-334.

Жалдак С.Н. Влияние режима увлажнения почвы на некоторые анатомо-морфологические признаки Petrosimonia oppositifolia (Pall.) Litv // Тезисы докладов II Международной конференции по анатомии и морфологии растений (С.-Петербург, 14-18 октября 2002 г.). - С.-Петербург, 2002. - С. 276.

Жалдак С.Н. Анатомические особенности строения эпидермы листьев Suaeda confusa Iljin. в условиях разного увлажнения почвы // Матеріали конф. молодих вчених-ботаніків Украіни "Актуальні проблеми флористики, систематики, екології та збереження фіторізноманіття" (Львів, Івано-Франково, 6-10 серпня 2002 р.). - Львів, 2002. - С. 147-148.

Жалдак С.Н. Влияние засоленности экотопа на параметры жизненности и процессы роста Salicornia europaea L. // Тезисы 7-й Пущинской школы-конференции молодых ученых "Биология - наука XXI века" (Пущино, 14-18 апреля 2003 г.). - Пущино, 2003. - С. 168.

Жалдак С.Н. Особенности анатомического строения листовой пластинки Suaeda confusa Iljin. в условиях внутривидовой конкуренции // Матеріали конф. молодих вчених-ботаніків України "Актуальні питання ботаніки та екологіі" (Канів, 7-10 вересня 2004 р.). - Канев, 2004. - С. 154-156.