Vliv zasolení na rychlost výměny plynů u vybraných druhů listové zeleniny

Jan Kodet

Bachelor's thesis

Influence of salinity stress on the rate of gas exchange in selected leafy vegetable species

Abstract:

V bakalářské práci byl sledován vliv zasolení na rychlost výměny plynů u vybraných druhů listové zeleniny: polníčku, salátu a čtyřboče. Cílem skleníkového pokusu bylo stanovení rychlosti transpirace, rychlosti fotosyntézy, rychlosti stomatální vodivosti a obsah pigmentů v listech v závislosti na rostlinném druhu, koncentraci NaCl a čase. V částečně řízených podmínkách skleníku, při teplotě 25 °C ve dne a v noci 20 °C, byly v přirozených světelných podmínkách pěstovány tři druhy listové zeleniny: polníček, salát a čtyřboč. Rostliny byly pěstovány v nádobách 11 x 11 cm, v zahradním substrátu. Schéma pokusu zahrnovalo celkem pět variant: kontrola (0 mM NaCl), 50 mM NaCl, 75 mM NaCl, 100 mM NaCl a 125 mM NaCl. Měření se uskutečnila v následujícím časovém sledu: 0 h, poté 24 h, 72 h, 168 h, 240 h a 336 h. U pokusných rostlin byla sledována stomatální vodivost, rychlost transpirace a fotosyntézy, obsah fotosynteticky aktivních pigmentů. Ze získaných výsledků vyplývá, že pro rostliny druhu Valerianella locusta jsou toxické zvýšené koncentrace NaCl, především 100 a 125 mM NaCl. Solný stres způsobuje změny v obsahu celkových chlorofylů, kdy nejnižší obsah chlorofylů vykazují rostliny polníčku z varianty 100 mM NaCl a 240 h po založení pokusu (4,770 nM/cm2)a naopak nejvyšší obsah chlorofylů vykazují rostliny čtyřboče v případě varianty 50 mM NaCl a 24 h od založení pokusu (12,807 nM/cm2). Nejvyšší obsah karotenoidů vykazoval čtyřboč v případě varianty 100 mM NaCl a 24 h od založení pokusu (3,067 nM/cm2). Na druhé straně nejnižší obsah karotenoidů vykazovaly rostliny polníčku v případě varianty 100 mM NaCl, 240 h po založení pokusu (3,881 nM/cm2).Nejvyšší obsah pigmentů měl čtyřboč (14,972 nM/cm2).Naopak nejnižší obsah pigmentů kozlíček (10,298 nM/cm2). Druhy Lactuca sativa a Tetragonia tetragonioides lze zařadit do skupiny rostlin, které jsou tolerantní k zasolení. Naopak druh Valerianella locusta lze zařadit do skupiny rostlin citlivých k zasolení. Solný stres způsobuje snížení rychlosti fotosyntézy, kdy nejnižší rychlost vykazoval polníček v případě varianty 125 mM NaCl (4,045 μM CO2/m2/s). Na straně druhé nejvyšší hodnoty vykazoval čtyřboč v případě varianty 50 mM NaCl (14,745 μM CO2/m2/s).V případě rychlosti transpirace u polníčku byly nejnižší hodnoty zaznamenány u varianty 125 mM NaCl (0,499mM H2O/m2/s). U rostlin salátu a čtyřboče byla rychlost transpirace nejnižší u varianty 75 mM NaCl, rostliny salátu byly zaznamenány hodnoty (0,788mM H2O/m2/s), u rostlin čtyřboče byly naměřeny hodnoty (1,233mM H2O/m2/s). Nejnižší hodnoty stomatální vodivosti vykazovay rostliny polníčku u varianty 125 mM NaCl (0,017 M CO2/m2/s). U rostlin salátu a čtyřboče, jako v případě rychlosti transpirace, byly zaznamenány nejnižší hodnoty u koncentrace 75 mM NaCl, u rostlin salátu byla zaznamenána hodnota (0,027 M CO2/m2/s) a u rostlin čtyřboče byla naměřena hodnota (0,055 M CO2/m2/s).Byla potvrzena hypotéza o existenci rozdílů v měřených fyziologických charakteristikách v závislosti na koncentraci soli a délce jejího působení. Dále byly potvrzeny mezidruhové rozdíly v reakci rostlin na salinitu.

Abstract:

In the bachelor's thesis, the effect of salinity on the gas exchange rate of selected types of leafy vegetables: cornmeal, lettuce and quadrilateral was studied. The aim of the greenhouse experiment was to determine the rate of transpiration, the rate of photosynthesis, the rate of stomatal conductivity and the content of pigments in the leaves depending on the plant species, NaCl concentration and time. Under partially controlled greenhouse conditions, at a temperature of 25 ° C during the day and 20 ° C at night, three types of leafy vegetables were grown in natural light conditions: comfrey, lettuce and quadruped. The plants were grown in 11 x 11 cm pots, in garden substrate. The experimental scheme included a total of five variants: control (0 mM NaCl), 50 mM NaCl, 75 mM NaCl, 100 mM NaCl and 125 mM NaCl. The measurements were performed in the following time sequence: 0 h, then 24 h, 72 h, 168 h, 240 h and 336 h. The obtained results show that increased concentrations of NaCl, especially 100 and 125 mM NaCl, are toxic for plants of the species Valerianella locusta. Salt stress causes changes in total chlorophyll content, where the lowest chlorophyll content is shown by the plants of the 100 mM NaCl variant and 240 h after the start of the experiment (4.770 nM/cm2) and conversely the highest chlorophyll content is shown by the quadrilateral plants in the case of 50 mM NaCl and 24 h since the start of the experiment (12,807 nM/cm2). The highest carotenoid content was quadrilateral for the 100 mM NaCl variant and 24 h from the start of the experiment (3.067 nM/cm2). On the other hand, the lowest carotenoid content was shown in the case of the 100 mM NaCl variant, 240 h after the start of the experiment (3.881 nM/cm2). The highest content of pigments had a quadrilateral (14.972 nM/cm2). In contrast, the lowest content of pigments had kidneys (10.298 nM / cm2). The species Lactuca sativa and Tetragonia tetragonioides can be included in the group of plants that are tolerant to salinity. Conversely, Valerianella locusta can be classified as a salt-sensitive plant. Salt stress causes a reduction in the rate of photosynthesis, with the lowest rate showing in the case of the 125 mM NaCl variant (4.045 μM CO2/m2/s). On the other hand, the quadrilateral values showed the highest values in the case of the 50 mM NaCl variant (14.745 μM CO2/m2/s). For lettuce and quadrilateral plants, the transpiration rate was the lowest in the 75 mM NaCl variant, lettuce plants recorded values (0.788 mM H2O/m2/s), and values for quadrilateral plants (1.233 mM H2O/m2/s). The lowest values of stomatal conductivity are reported by the cornflower plant in the variant 125 mM NaCl (0.017 M CO2/m2/s). For lettuce and quadrilateral plants, as in the case of the transpiration rate, the lowest values were recorded at a concentration of 75 mM NaCl, for lettuce plants the value was recorded (0.027 M CO2/m2/s) and for quadrilateral plants the value was measured (0.055 M CO2/m2/s). The hypothesis of the existence of differences in the measured physiological characteristics depending on the salt concentration and duration of action was confirmed. Furthermore, interspecies differences in the response of plants to salinity were confirmed.

Keywords

výměna plynů, pigmenty, salinita, listová zelenina

Keywords

pigments, gas exchange, leafy vegetables, salinity

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 4. 2022

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. František Hnilička, Ph.D.
• Reader: Jiří Krucký, Ing.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme:
Horticulture