Concerning the prospects of quantitative valuing of leaf surface functional activity for different plants
- Authors: Kavelenova L.M.1, Petrova A.B.1, Trubnikov A.M.1, Yankov N.V.1, Savitskaya K.A.1, Kravtseva A.P.1, Antipenko M.I.2, Kuznetsov A.A.2
-
Affiliations:
- Samara National Research University
- Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhiguliovskye Sady»
- Issue: Vol 5, No 4 (2016)
- Pages: 18-24
- Section: 03.02.00 – General Biology
- URL: https://journals.rcsi.science/2309-4370/article/view/22124
- DOI: https://doi.org/10.17816/snv20164103
- ID: 22124
Cite item
Full Text
Abstract
The following paper discusses the problem of ecophysiological indicators evaluation and comparison for trees foliage formed in dynamic environment conditions. In addition to the already used methods of leaf parameters screening we propose to use one more indicator, characterizing foliage functional activity. In these aims, after performing some analytical procedures with leaf mass samples, some calculations must be made allowing to determine the quantity of active components (for instance, photosynthetic pigments, ash, etc.), per unit of leaf surface area. The prospects of proposing parameter use seem to be fruitful for a variety of purposes, including: - analysis of the seasonal dynamics features of the leaf metabolic activity; - comparison of ecophysiological characteristics of various plants (species and varieties, local and introduced objects); - reactions to stress factors, a comparison of various objects in resistance to stress. The article bases on the original data relating to the vegetation period of 2013-2015. The leaf mass samples were taken: for wild tree or shrub species - in the Krasnosamarsky forests, for fruit crops - in the gardens of Samara regional research institute «Zhiguliovskye Sady», for exotic tree and shrub species - in the dendrarium of the Botanical Garden of the Samara University. The leaf samples treatment mass procedure was performed according to the algorithm previously developed. In general, all aforementioned objects demonstrated more smooth dynamics of pigments component content per surface area unit than per mass unit. This situation seems to be connected with age-related changes of the leaf blades, saturated during the vegetative period with a certain amount of «ballast» substances or osmotically active compounds during stress periods, and so forth. The screening of photosynthetic surface unit quality allows us to note that the plants maintain a certain level of the metabolic activity of the leaf during variable weather conditions, producing a rapid «adjustment» pool of photosynthetic pigments on the basis of specific and varietal characteristics of their ecological plasticity.
Keywords
Full Text
##article.viewOnOriginalSite##About the authors
Lyudmila Mikhailovna Kavelenova
Samara National Research University
Author for correspondence.
Email: lkavelenova@mail.ru
doctor of biological sciences, head of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, 443011, 1, Academic Pavlov street, SamaraAnna Borisovna Petrova
Samara National Research University
Email: viksian@yandex.ru
postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, 443011, 1, Academic Pavlov street, SamaraArtyom Mikhailovich Trubnikov
Samara National Research University
Email: trubnikov.91@mail.ru
postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, 443011, 1, Academic Pavlov street, SamaraNikolay Viktorovich Yankov
Samara National Research University
Email: yankov-n@mail.ru
postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, 443011, 1, Academic Pavlov street, SamaraKristina Andreevna Savitskaya
Samara National Research University
Email: kristya_sav@mail.ru
student of Biology Faculty
Russian Federation, 443011, 1, Academic Pavlov street, SamaraAnastasia Pavlovna Kravtseva
Samara National Research University
Email: kravceva89@mail.ru
postgraduate student of Ecology, Botany and Nature Protection Department
Russian Federation, 443011, 1, Academic Pavlov street, SamaraMariya Ivanovna Antipenko
Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhiguliovskye Sady»
Email: antipenko28@rambler.ru
candidate of agricultural sciences, senior researcher
Russian Federation, 443072, 18 km, Moskovskoe chaussee, SamaraAnatoly Aleksandrovich Kuznetsov
Research Institute of Horticulture and Medicinal Plants «Zhiguliovskye Sady»
Email: golden-apple08@mail.ru
candidate of agricultural sciences, senior researcher
Russian Federation, 443072, 18 km, Moskovskoe chaussee, SamaraReferences
- Bussotti F., Pollastrini M. Evaluation of leaf features in forest trees: Methods, techniques, obtainable information and limits // Ecological Indicators. 2015. Vol. 52. P. 219-230.
- Cornelissen J.H.C., Lavorel S., Garnier E., Diaz S., Buchmann N., et al. A handbook of protocols for standardised and easy measurement of plant functional traits worldwide // Australian Journal of Botany. 2003. Vol. 51. P. 335-380.
- Perez-Harguindeguy N., Diaz S., Garnier E., Lavorel S., Poorter H. et al., 2013. New handbook for standardised measurement of plant functional traits worldwide // Aust. J. Bot. 2013. Vol. 61. P. 167-234.
- Kleyer M., Bekker R.M., Knevel I.C., Bakker J.P., Thompson K.,et al. 2008. The LEDA Traitbase: a database of life-history traits of Northwest European flora // Jornal of Ecology. 2008. Vol. 96. P. 1266-1274.
- Кавеленова Л.М., Малыхина Е.В., Розно С.А., Смирнов Ю.В. К методологии экофизиологических исследований листьев древесных растений // Поволжский экологический журнал. 2008. № 3. С. 200-210.
- Малыхина Е.В., Кавеленова Л.М., Минин А.Н. К оценке экофизиологических особенностей клоновых подвоев для косточковых культур в лесостепи среднего Поволжья // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009. Т. 11, № 1-4. С. 711-714.
- Кавеленова Л.М., Кравцева А.П., Трубников А.М., Янков Н.В. К возможностям оценки функциональной активности листовых пластинок древесных растений // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3-7. С. 2333-2336.
- Burghardt M., Riederer V. Ecophysiological relevance of cuticular transpiration of deciduous and evergreen plants in relation to stomatal closure and leaf water potential // Journal of Experimental Botany. 2003. V.54. N.389. P. 1941-1949.
- Niinemets U., Kull O., Tenhunen J.D. An analysis of light effects on foliar morphology, physiology and light interception in temperate deciduous woody species of contrasting shade tolerance // Tree Physiology. 1998. V.18. P. 681-696.
- Bussotti F., Borhgini F., Celesti C., Leonzio C., Bruschi P. Leaf morphology and macronutrients in broadleaved trees in central Italy // Trees. 2000. V. 14. № 7. P. 361-368.
- Кавеленова Л.М., Розно С.А., Киреева Ю.В., Смирнов Ю.В. К структурно-функциональным особенностям листьев древесных растений в насаждениях лесостепи // Бюллетень Самарская Лука. 2007. Т. 16, № 3. С. 568.
- Розно С.А. Итоги интродукции древесных растений в лесостепи Среднего Поволжья: монография / Розно С.А., Кавеленова Л.М.; Федеральное агентство по образованию, Гос. образовательное учреждение высш. проф. образования «Самарский гос. ун-т». Самара, 2007. 228 с.
- Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений / Н.Н. Третьяков, Е.И. Кошкин, Н.М. Макрушин и др.; под ред. Н.Н. Третьякова. М.: «Колос», 2000. 640 с.
- Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений: В 2-х т. Т. 1. Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 393 с.
- Лучшие сорта плодовых, ягодных культур и винограда селекции государственного бюджетного учреждения Самарской области «Научно-исследовательский институт садоводства и лекарственных растений "Жигулевские сады"» / под общ. ред. О.И. Азарова, Л.Г. Демениной, Л.Г. Деменина, М.И. Антипенко, А.А. Кузнецова, Г.И. Соболева, А.А. Верченова. Самара: Изд-во «Ас Гард», 2013. 148 с.
- Климат Куйбышева / под ред. д-ра геогр. наук Ц.А. Швер. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 224 с.
- Кавеленова Л.М., Розно С.А. Временная неоднородность климатических условий лесостепи и ее значение для биомониторинга и интродукции растений // Вестник Самарского государственного университета. 2002. Сер. Естественные науки. Внеочередной выпуск. С. 156-165.
- Брагина О.М., Власова Н.В., Кравцева А.П., Петрова А.Б., Помогайбин Е.А., Трубников А.М., Янков Н.В. Особенности химического состава фитомассы некоторых дикорастущих и культивируемых древесных растений: к оценке зольного компонента // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16, № 1(3). С. 724-727.
- Кравцева А.П., Петрова А.Б., Савицкая К.С., Кавеленова Л.М., Кузнецов А.А., Антипенко М.И. Особенности сезонной динамики зольного компонента в листьях различных сортов груши и земляники садовой // Вестник молодых ученых и специалистов Самарского гос. университета. 2014. № 2. С. 31-36.
- Кавеленова Л.М., Кравцева А.П., Трубников А.М., Янков Н.В. К возможностям оценки функциональной активности листовых пластинок древесных растений // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 3 (7). С. 2333-2336.