Влияние внешних факторов на кривую ИФХ

Чтобы продемонстрировать чувствительность кривой ИФХ как индикатора изменения физиологического состояния растений и условий окружающей среды, приведем уже хорошо изученное экспериментально влияние некоторых внешних факторов на эту кривую.

1. Повышение температуры внешней среды относительно оптимального для данного вида растений значения вызывает уменьшение величины . Причиной является снижение активности электрон-транспортной цепи, т.е. световой стадии фотосинтеза. Исчезает промежуточный пик . Наиболее вероятная причина – преобразование части реакционных комплексов фотосистемы в комплексы .

При возрастании температуры выше жизненно допустимого уровня (выше 45-50° С) начинает заметно возрастать интенсивность .

По этим признакам можно, например, быстро (еще не выращивая следующее поколение растений) отбирать сорта и экземпляры растений, более стойкие к жаре.

2. Снижение температуры внешней среды относительно оптимального для данного вида растений значения тоже вызывает уменьшение величины . Причиной является снижение фотохимической активности фотосистемы II. Замедляется рост интенсивности флуоресценции на участке ; возрастает отношение . Причиной является увеличение концентрации так называемых – невосстанавливающих реакционных центров. Здесь – интенсивность флуоресцеции в точке кривой ИФХ. При повреждении листвы холодом исчезает максимум, замедляется – спад интенсивности флуоресценции.

По указанным признакам кривой ИФХ можно быстро отбирать более морозостойкие экземпляры и сорта растений.

3. Засоление почвы приводит к снижению интенсивностей и . Наиболее вероятная причина: ускорение миграции поглощенной световой энергии к фотосистемам І. Уменьшается также отношение , замедляется спад интенсивности флуоресценции. Причина: угнетение активности фотосистем ІІ, торможение транспорта электронов.

По указанным признакам кривой ИФХ теперь можно быстро отбирать растения, более стойкие к засолению почвы.

4. Водный дефицит вызывает уменьшение разности интенсивностей – примерно пропорционально уменьшению водного потенциала листьев. Наиболее вероятная причина – задержка восстановления первичного акцептора фотосистемы ІІ из-за угнетения выделения кислорода, торможение межсистемного переноса электронов [[50]]. Замедляется спад интенсивности флуоресценции на участке . Вероятная причина: замедление переноса электронов фотосистемой І. Уменьшается (сглаживается) максимум . Причина: заметные изменения в темновом метаболизме, угнетение темновой стадии фотосинтетического процесса.

Совокупность указанных признаков можно использовать для целенаправленного отбора засухоустойчивых сортов и экземпляров растений.

Можно приводить и много других примеров влияния изменения условий внешней среды на ход фотосинтеза в зеленых растениях, служащих причиной изменений в кривых ИФХ. И всё это можно использовать для ускорения селекции нужных сортов растений.

Ботаники установили, что практически всегда можно подобрать виды или сорта растений, в которых кривые ИФХ особенно чувствительны к интересующему нас фактору ухудшения окружающей среды. Периодическое наблюдение ИФХ в них может быть эффективным инструментом для непрерывного мониторинга состояния окружающей среды, особенно в т.н. "зонах риска". С помощью соответствующих водорослей, в частности, можно надежно выявлять ухудшение или подтверждать улучшение состояния акваторий (озёр, болот, каналов, рек, морей).