Анотація до роботи:

Жукова Т.В. Поглинання і розподіл катіонів К⁺ і Са²⁺ в рослинах озимої пшениці за різних умов живлення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.12. – фізіологія рослин. – Уманський державний аграрний університет УААН, Умань – 2008.

Дисертація присвячена дослідженню особливостей поглинання іонів К⁺ і Са²⁺, розподілу в компартментах клітин коренів, транспорту їх в надземні орга-ни у зв’язку з такими показниками як : активність Н⁺-екструзії і редокс-системи, транспірація, фотосинтез, дихання, опір продихів і мезофілу дифузії СО₂, вміст фітогормонів і продуктивність озимої пшениці.

Вперше встановлено, що дефіцит і надлишок К⁺ та Са²⁺ в поживному середовищі протилежно діє на ацидофікуючу і фериціанідвідновлювальну активність клітин коренів. Виявлено, що антагоністична взаємодія між поглинанням катіонів К⁺ і Са²⁺ призводить до їх перерозподілу в клітинних компартментах і органах рослин. Порушення умов калійного і кальцієвого живлення призводить до зниження співвідношення між активаторами росту (індолілоцтовою кислотою, зеатином і зеатинрибозидом) і його інгібітором (абсцизовою кислотою) та до пригнічення вуглекислотного газообміну листків озимої пшениці.

В дисертаційній роботі викладено теоретичні і практичні результати щодо особливостей поглинання іонів К⁺ і Са²⁺, розподілу в компартментах клітин коренів, транспорту їх в надземні органи, які призводять до суттєвих змін морфогенезу і основних фізіологічних процесів – фотосинтезу, дихання, транспірації, що істотно впливає на продуктивність озимої пшениці.

1. Дефіцит і надлишок К⁺ та Са²⁺ в поживному середовищі протилежно діє на ацидофікуючу і фериціанідвідновлювальну активність клітин коренів. Показано, що пригнічення ацидофікуючої активності клітин коренів при порушенні умов живлення супроводжується зростанням активності редокс-системи.

2. Антагоністична взаємодія між поглинанням катіонів К⁺ і Са²⁺ призводить до їх перерозподілу в клітинних компартментах коренів і органах рослин : дефіцит кальцію в поживному середовищі викликає накопичення калію в апопласті, вакуолях, надземних і підземних органах рослини, а надлишок Са²⁺ знижує вміст калію в апопласті в 5,5 раз, а в листках і коренях на 16,7 і 18,9 %;

3. Різке пригнічення ацидофікуючої активності, поглинання і надходження калію до апопласту і вакуолі коренів за його дефіциту в поживному середовищі призводить до зростання опору продихів газообміну СО₂ і зниження інтенсивності транспірації та транспорту кальцію в надземні органи з ксилемним соком.

4. Пригнічення поглинання Са²⁺ за його нестачі в поживному середовищі призводить до зростання надходження К⁺ в апопласт, вакуоль коренів та в надземні органи з ксилемним соком, зменшення співвідношення Са:К при їх поглинанні.

5. Зростання інтенсивності поглинання та транспорту К⁺ в надземні органи за подвійної його дози в поживному середовищі супроводжу-ється пригніченням поглинання і надходженням Са²⁺ іонів до апопласту коренів та транспорту в надземні органи рослини при збільшенні запасного його пулу у вакуолі коренів.

6. Порушення умов калійного і кальцієвого живлення призводить до пригнічення вуглекислотного газообміну листків озимої пшениці. Встановлено, що як за дефіциту так і надлишку К⁺ і Са²⁺ в поживному середовищі відбувається суттєве зменшення грос-фотосинтезу (6,4–22,1%), видимого фотосинтезу (2,2–17,4%), фото- і темнового дихання (21,6–39,2%) листків озимої пшениці.

7. Дефіцит калію і кальцію в поживному середовищі суттєво знижує співвідношення між активаторами росту (індолілоцтовою кислотою, зеатином і зеатинрибозидом) та його інгібітором (абсцизовою кислотою). Виявлено, що за дефіциту калію різке зростання в листках вмісту абсцизової кислоти і зеатину при відсутній зміні вмісту ІОК і зеатинрибозиду супроводжується значним пригніченням наростання маси органів озимої пшениці. За дефіциту кальцію в середовищі збільшення вмісту абсцизової кислоти в листках супроводжується зменшенням майже в 3 рази вмісту ІОК.

8. Встановлено, що на фонах N₉₀Р₉₀К₉₀ і N₁₈₀Р₉₀К₉₀ за додаткового внесення кальцію урожай зерна зростає на 5,6 і 5,4 ц/га, при цьому вміст в зерні білка збільшується, відповідно, до 15,2 і 15,7 % і клейковини до 31,3 і 32,3 %.

9. За умов додаткового внесення кальцію на фонах N₉₀Р₉₀К_90, N₁₈₀Р₉₀К₉₀ висока економічна і біоенергетична ефективність супроводжується покращенням агрохімічних властивостей ґрунту: збільшенням рН до 6,4, загального вмісту азоту, фосфору, калію на 38, 15, 40 % відповідно

Публікації автора:

1. Ткачук К.С., Жукова Т.В., Богдан М.М., Кірізій Д.А. Поглинання К⁺ і Са²⁺ та інтенсивність транспірації і фотосинтезу листків озимої пшениці // Наук. зап. Терноп. держ. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка Серія: Біологія. – 2002. – № 3 (18). – С. 39 – 42

2. Ткачук К.С., Жукова Т.В., Богдан М.М., Кірізій Д.А. Са-залежна фотосинтетична активність листків озимої пшениці // Физиология и биохимия культ. раст. – 2003. – 35, № 1. – С. 17 – 21

3. Ткачук К.С., Жукова Т.В., Богдан М.М. Специфічність реакції клітин коренів рослин озимої пшениці на дефіцит і надлишок калію та кальцію // Физиология и биохимия культ. раст. – 2003. – 35, № 3. – С. 248 – 251

4. Ткачук К.С., Жукова Т.В. Сучасний стан дослідження фізіологічної ролі і кругобігу К⁺ в системі середовище-рослина // Физиология и биохимия культ. раст. – 2005. – 37 № 6. – С. 474 – 485.

5. Жукова Т.В., Богдан М.М., Карлова А.Б., Ткачук К.С. Інтенсивність фотосинтезу листків озимої пшениці і цукрового буряка за різних умов живлення.– Примы повыш. урож. раст.: от продук-ти фотосинтеза к совр. биотехнологиям. Матер. междун. науч.-прак. конф. – Киев, НАУ. – 2003. – С. 7 – 10.

6. Ткачук К.С., Жукова Т.В., Богдан М.М.., Шубенко А.І. Вплив макро- і мікродобрив на врожайність і якість зерна за вирощування озимої пшениці на сірому лісовому ґрунті // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН (випуск 3). – К.: ЕКМО, 2005. – С. 22 – 27.

7. Tkachuk K.S., Kiriziy D.A., Zhukova T.V., Bohdan M.M. Calcium ion uptake and functional activity of winter wheat root and leaves at nutrient stress. – Plant under environmental stress. Intern. Symp.- Moscow, K.A.Timiryasev Institute of Plant Physiology. – 2001. – P. 300–301.

8. Tkachuk K.S., Zhukova T.V., Bohdan M.M., Kiriziy D.A. Photosynthetic activity of the leaves depends on both K⁺, Ca²⁺ correlation of uptake and localization in the plant root cells Abst. of Intern. Conf. “Photosynthesis and crop production”. – Kyiv, 2002. – P. 102.

9. Жукова Т.В. Поглинання К⁺ і Са²⁺ та окисно-відновна активність клітин коренів озимої пшениці. – Сучасні напрямки у фізіології та ге-нетиці рослин. Тези доп. VIII конф. мол. вчених. – Київ, 2002. – С. 18.

10. Ткачук К.С., Жукова Т.В. Гормональний статус і фотосинтетична активність листків озимої пшениці за дефіциту кальцію і калію в середовищі – Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти. Тези ІІ Міжнародної конференції. – Львів, 2004. – С. 282.

11. Жукова Т.В. Транспорт K⁺ і Ca²⁺ з ксилемним соком в надземні органи. – Актуальні проблеми ботаніки та екології. Випуск 9. Матеріали конференції молодих вчених-ботаніків. – Канів, 2004. – С. 158–159.