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

Barbora Slavětinská

Bachelor's thesis

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

Abstract:

Vodní stres ovlivňuje u rostlin ve značné míře průběh a rychlost fotosyntézy a transpirace. Cílem této bakalářské práce je zjistit vliv uměle vyvolaného vodního deficitu na rychlost fotosyntézy a transpirace u vybraných druhů listové zeleniny, čtyřboče rozložité [Tetragonia tetragoniodes (Pallas) O. Kutze], lociky seté ´Orion´ (Lactuca sativa L.), rokety seté ´Astro´ (Eruca sativa Mill.) a šruchy zelné ´Green Purslane´ (Portulaca oleracea L.). Předmětem pokusu bylo vyhodnotit fyziologické změny vybraných druhů při omezené zálivce. Pokus byl založen ve výukovém skleníku v areálu ČZU, kde byly vysety vybrané druhy listové zeleniny. Dospělé rostliny byly rozděleny do dvou variant od každého druhu, a to na stresovanou (nezalévanou) a kontrolní (zalévanou). Omezení zálivky trvalo sedm dní a poté byly změřeny základní fyziologické charakteristiky. Měření fotosyntetické aktivity a transpirace bylo provedeno pomocí přístroje LCpro+, fungujícího na principu schopnosti CO2 a vodních par absorbovat infračervené záření. Při měření rychlosti fotosyntézy a transpirace byl zjištěn obdobný trend u všech sledovaných druhů. Největší rozdíl mezi variantami byl u lociky seté (pokles intenzity fotosyntézy o 85,25 %; pokles intenzity transpirace o 91,29 %) a nejmenší rozdíl mezi variantami u rokety seté (pokles intenzity fotosyntézy o 33 %; pokles intenzity transpirace o 33,99 %). U ostatních druhů (šrucha zelná, čtyřboč rozložitá) bylo snížení mezi stresovanou a kontrolní variantou u obou charakteristik přibližně o 75 %. Dalším sledovaným parametrem byla stomatální vodivost, kdy byl opět změřen podobný trend jako u předchozích charakteristik. U lociky seté byl zaznamenán pokles hodnoty mezi variantami o 97,5 % a naopak nejnižší pokles mezi variantami byl u rokety seté o 44,83 %. U ostatních druhů byl pak pokles v průměru o 84 %. K podobnému trendu došlo i u měření hodnot substomatální koncentrace CO2, kde byl největší rozdíl hodnot mezi stresovanou a kontrolní rostlinou zjištěn u lociky seté (snížení o 28,75 %) a nejmenší rozdíl u rokety seté (snížení o 4,1 %). U ostatních druhů bylo snížení o cca 16,5 %. Největší těsnost vztahu mezi stomatální vodivostí a intenzitou fotosyntézy byla zjištěna u šruchy zelné, tedy 65% vliv. U ostatních druhů byla těsnost přibližně 16%. U měření závislosti transpirace na stomatální vodivosti byla korelace mnohem těsnější, nejvíce u rokety seté (cca 98%), nejméně u lociky seté (cca 75%) a u ostatních druhů v průměru 93% těsnost. U všech pokusných rostlin tedy došlo při stresované variantě k předpokládanému snížení všech pozorovaných fyziologických charakteristik. Byla potvrzena hypotéza o těsnosti stomatální vodivosti a výměny plynů, kdy byla u obou charakteristik zjištěna kladná korelace, tedy že hodnoty intenzit asimilace i transpirace se zvyšovaly spolu s hodnotami stomatální vodivosti, respektive že vlivem vodního stresu dochází k uzavírání průduchů a k poklesu stomatální vodivosti a ke snížení rychlosti fotosyntézy a transpirace.

Abstract:

Water stress greatly affects the process and rate of photosynthesis and transpiration in plants. The object of this bachelor´s thesis is to determine how artificially created drought stress affects rate of photosynthesis and transpiration in selected types of leafy vegetables, New Zealand spinach [Tetragonia tetragoniodes (Pallas) O. Kutze], lettuce ´Orion´ (Lactuca sativa L.), rocket salad ´Astro´ (Eruca sativa Mill.), green purslane (Portulaca oleracea L.). The object of this experiment is to determine physiological changes of selected types exposed to lowered supply of water. The experiment was held in an educational greenhouse in the grounds of Czech Agricultural University, where the chosen species of leaf vegetables were plated out. Adult plants were divided into two variants of each type, to stressed variant (not watered) and control variant (watered). Limitation of the water supply lasted for seven days and after that the basic physiological characteristics were measaured. Measurment of the photosynthetic activity and transpiration was performed using the LCpro+ machine which functions on account of carbon dioxide´s and water vapor´s ability to absorb infrared radiation. A similar trend was detected on every observed type during the measuring of the rate of photosynthesis and transpiration. The biggest difference between the two variants was measured in the case of lettuce (decrease in intesity of photosynthesis of 85,25 %, decrease in intensity of transpiration of 91,29 %) and the smallest difference between variants was measured in case of rocket salad (decrease in intensity of photosynthesis of 33 %, decrease in intensity of transpiration of 33,99 %). In cases of the remaining speacies (green purslane, New Zeland spinach) was the decrease in intensity of both transpiration and photosynthesis between stressed and control variant around 75 %. Another monitored aspect was stomatal conductance, where a similar trend was observed. The highest decrease of stomatal conductance was measured in case of lettuce and it was 97,5 % between the variants while the lowest difference occured in case of the rocket salad (decrease of 44,83 %). The average decrease in cases of remaining plants was 84 %. A similar trend was detected during the measurement of substomatal concentration of CO2 where the biggest difference of values between stressed and control plant was detected in case of lettuce (decrease of 28,75 %) and the smallest difference in case of rocket salad (decrease of 4,1 %). Decrease in cases of the remaining plants was around 16,5 %. The highest correlation of stomatal conductance and intensity of photosynthesis was detected in case of the green purslane with percentage value of 65 %. Correlation in cases of the remaining plants was around 16 %. Correlation between transpiration and stomatal conductance was distinctly higher, the highest in case of rocket salad (around 98%) and the lowest in case of lettuce (around 75%) while correlation in cases of the remaining plants was about 93 %. As expected the decrease of all observable physiological characteristics in cases of the stressed variants was detected on all monitored plants. The hypothesis of correlation between stomatal conductivity and gas exchange was confirmed, when in cases of both variants a positive correlation was detected, meaning that the values of intensity of assimilation and transpiration was increasing as well as the values of stomatal conductance or that an influence of water stress leads to closing of stomata and to decrease of stomatal conductance and to decrease of the rate of photosynthesis and transpiration.

Keywords

fotosyntéza, transpirace, vodní stres, listová zelenina

Keywords

water stress, photosynthesis, transpiration, leafy vegetables

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2017

Thesis defence

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

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Horticulture / Horticulture