Vliv osmotického stresu na rychlost fotosyntézy a transpirace u vybraných druhů listové zeleniny.

Petra Černohorská

Bachelor's thesis

Effect of osmotic stress on the rate of photosynthesis and transpiration in selected types leafy vegetables.

Anotácia:

Cílem této práce je sledovat vliv osmotického stresu, navozeného NaCl na rychlost fotosyntézy a transpirace u vybraných druhů listové zeleniny. Pokus se uskutečnil u čtyř vybraných druhů listové zeleniny: čtyřboč rozložitá (Tetragonia tetragonioides (Pallas) O. Kuntze), locika setá ˈOrionˈ (Lactuca sativa L.), roketa setá ˈAstroˈ (Eruca sativaMill.) a šrucha zelná ˈGreen Purslaneˈ (Portulaca oleracea L.).Osmotický stres byl rostlinám navozen zálivkovými roztoky o různé koncentraci NaCl. Schéma pokusu zahrnovalo pět variant, první varianta byla kontrolní, zalévána po celou dobu pokusu čistou vodou s nulovou koncentrací NaCl. Další čtyři varianty byli zalévány roztoky o různé koncentraci NaCl, a to 50mmol l-1, 100mmol l-1, 200mmol l-1 a 300mmol l-1. Všechny varianty byly zavlažovány 50ml roztoku/vody jednou za dva dny. Pro měření rychlosti fotosyntézy, transpirace a stomatální vodivosti, byl využit přístroj LCpro+, fungující na principu schopnosti CO2 a H2O absorbovat infračervené záření.Z naměřených výsledků rychlosti fotosyntézy jsou patrné rozdíly v citlivosti jednotlivých druhů listové zeleniny. Nejvyšších hodnot rychlosti fotosyntézy při všech variantách zasolení vykazovala šrucha zelná. U druhů roketa setá a čtyřboč rozložitá docházelo ke snižování rychlosti fotosyntézys přibývající koncentrací roztoku, překvapující nárůst hodnot byl zaznamenán u rokety seté při 50 mmol l-1 a u čtyřboče rozložité při 100 mmol l-1. Nejvyšší pokles fotosyntézy v porovnání s kontrolní variantou, byl zaznamenán u lociky seté o 96 %, při koncentraci roztoku 300 mmol l-1. Dalším sledovaným parametrem byla rychlost transpirace, šrucha zelná vykazovala podobně jako u rychlosti fotosyntézy velmi vysoké hodnoty, při všech stupních zasolení. Roketa setá vykazovala nejvyšší rychlosti transpirace při kontrolní variantě, ale s přibývající koncentrací roztoku NaCl, rychlost transpirace klesala. Čtyřboč rozložitá vykazovala při měření transpirace velmi obdobný trend jako u fotosyntézy, také byl zaznamenán nárůst hodnot při koncentraci roztoku 100 mmol l-1. U lociky seté, byla rychlost transpirace klesající s přibývající koncentrací NaCl. Při nejvyšším stupni zasolení, klesla rychlost transpirace v porovnání s kontrolní variantou o 87 %, tento pokles je nejvyšší i v porovnání s ostatními druhy.Posledním sledovaným parametrem byla stomatální vodivost, šrucha zelná vykazovala opět, velmi vysoké hodnoty stomatální vodivosti i s přibývající koncentrací roztoku NaCl. Roketa setá vykazovala obdobný trend stomatální vodivosti, jako při měření rychlosti transpirace, stejně tomu tak bylo i u čtyřboče rozložité. Locika setá, stejně jako u předchozích měřených parametrů snižovala stomatální vodivost se zvyšující se koncentrací roztoku NaCl, při nejvyšší koncentraci roztoku byla naměřena nulová hodnota stomatální vodivosti. Z naměřených hodnot je patrná velmi těsná závislost stomatální vodivosti, transpirace a fotosyntézy. Intenzita výměny plynů u fotosyntézy a transpirace narůstala a klesala spolu s hodnotami stomatální vodivosti. Tyto výsledky byly pozorovány u šruchy zelné, čtyřboče rozložité,méně pak u rokety seté a locika setá vykazovala u fotosyntézy rozdílných hodnot v porovnáni se stomatální vodivostí a transpirací.Z tohoto pokusu lze vyhodnotit že, v podmínkách zatížených salinitou je nejvhodnější pěstovat šruchu zelnou a čtyřboč rozložitou. Naopak rostlinycitlivé, a tedy méně vhodné k pěstování v zasolených oblastech jsou roketa setá, a především locika setá.

Abstract:

The aim of this work is to investigate the effect of osmotic stress induced by NaCl on the speed of photosynthesis and transpiration in selected leaf vegetable. The experiment was carried out on four selected types of leaf vegetable: New Zealand spinach (Tetragonia tetragoniodes (Pallas) O. Kutze), lettuce ´Orion´ (Lactuca sativa L.), rocket salad ´Astro´ (Eruca sativa Mill.), purslane ´Green Purslane´ (Portulaca oleracea L.).Osmotic stress was induced by planting solutions with different concentration of NaCl. The experimental scheme was consisted of five variants: the first variant was control and was wateredall the time with clean water with a zero concentration of NaCl. The other four variants were watered with solutions of various concentrations of NaCl: 50mmol l-1, 100mmol l-1, 200mmol l-1 a 300mmol l-1. All variants were irrigated with 50 ml of solution/water once every two days. In order to measure the rate of photosynthesis, transpiration and stomatal conductance, the LCpro+ device, using the CO2 and H2O capability to absorb infrared radiation, was used.From the measured results of photosynthesis speed are evident differences in the sensitivity of individual species of leaf vegetables. The highest values of the photosynthesis speed in all saline variants showed a purslane. For species of rocket salad and New Zealand spinach, the photosynthesis speed was gradually decreasing with increasing concentration of the solution. Surprisingly, the increase in values was recorded in rocket salad at 50 mmol l-1and in New Zealand spinach at 100 mmol l-1. The highest decrease (96%) in photosynthesis compared to the control variant was observed in the case of lettuce at the concentration of 300 mmol l-1.Another parameter monitored was the speed of transpiration, purslane showed also high values at all saline levels, similarly to the very high speed of photosynthesis. The rocket salad showed the highest transpiration speed in the control variant, but with the increasing NaCl concentration, the speed of transpiration declined. The New Zealand spinach showed a very similar trend to measurement in photosynthesis, also an increase in the concentration of 100 mmol l-1 was also noted. At the lettuce, the rate of transpiration was decreasing with increasing NaCl concentration. At the highest salinity level, the transpiration rate decreased by 87% compared to the control variant, this decrease is the highest compared to other species.The last monitored parameter was the stomatal conductivity, the purslane again showed very high values of stomatal conductivity as well with the increasing concentration of NaCl solution. The rocket salad as well as New Zealand spinach showed a similar trend in stomatal conductivity as in the transpiration speed measurement. The lettuce, as with the previous measured parameters, reduced the stomatal conductivity with the increasing concentration of the NaCl solution. The zero value of the stomatal conductance was measured at the highest concentration of the solution.A very tight dependence of stomatal conductivity, transpiration and photosynthesis is evident from the measured values. The intensity of gas exchange in photosynthesis and transpiration has increased and decreased with stomatal conductivity values. These results were observed in the purslane, New Zealand spinach, less them for rocket salad. For lettuce, the speed of photosynthesis of different values was not comparable with stomatal conductance and transpiration.From this experiment, it is possible to evaluate that in saline-enriched conditions it is best to grow the purslane and New Zealand spinach. On the contrary, plants sensitive and therefore less suitable for cultivation in saline areas are rocket salad and especially lettuce.

Kľúčové slová

transpirace, stomatální vodivost, osmotický stres, NaCl, fotosyntéza

Keywords

osmotic stress, NaCl, photosynthesis, transpiration, stomatal conductivity

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Helena Hniličková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / odbor:
Horticulture / Horticulture