Введение
Глава 1. Литературный обзор 13
1.1. Основные принципы технологии мониторинга состояния растений 13
1.2. Агроэкосистемы и условия выращивания растений 18
1.3. Кинетические измерения фотосинтеза и влияние световой среды 20
1.4 Оптические свойства растений и спектрофотометрические методы их исследований 25
1.5. Роль углекислого газа и изотопных отношений углерода в жизнедеятельности растений 32
1.6. Генерация биоэлектрических потенциалов. Растительно-микробные топливные элементы 41
Выводы по главе 1. Обоснование направления исследования 54
Глава 2. Спектры поглощение светочувствительных пигментов in vitro и листьев растений in vivo в зависимости от спектрального состава освещения 57
2.1. Параметры выращивания растений: выбор световой среды 57
2.1.1 Лабораторный фитотрон 57
2.1.2 Создание спектров освещения с физиологически значимыми характеристиками 59
2.2 Спектрофотометрический анализ поглощения светочувствительных пигментов в зависимости от спектральных характеристик освещения 63
2.2.1 Методика регистрации спектров поглощения пигментов растений 63
2.2.2 Спектры поглощения светочувствительных пигментов в зависимости от суточной доли ФАР 67
2.2.3 Поглощение светочувствительных пигментов в зависимости от спектров освещения 69
2.3 Спектрометрический анализ поглощения листьев in vivo 73
2.3.1 Экспериментальная установка 75
2.3.2 Карта поглощения листовой поверхности 77
2.3.3 Влияние спектральных особенностей световой среды на поглощение света листьями салата и его нетто-продуктивность 80
2.3.3.1 Условия выращивания и вариации световой среды 80
2.3.3.2 Влияние спектра освещения на продуктивность и биохимический состав 84
2.3.3.3 Влияние спектральных характеристик освещения на поглощение листовой поверхности 89
2.4 Модель поглощения квантов различной энергии растениями 96
Выводы по главе 2 99
Глава 3. Фракционирование изотопов углерода из окружающей среды в углеродный пул растений в условиях вариации спектральных характеристик световой среды 102
3.1 Масс-спектрометрический анализ изотопного состава углерода 102
3.2 Методика и аппаратный комплекс пробоподготовки для изотопного анализа углерода, участвующего в жизнедеятельности растений 103
3.2.1 Установка для обогащения углекислого газа и определения изотопного отношения углерода в атмосфере 104
3.2.2 Методика для определения изотопного отношение углерода глюкозы в тканях растений 110
3.2.3 Каталитическая ячейка для определения изотопного отношения углеродного пула растений 113
3.3 Фракционирование изотопов из атмосферы в углеродный пул листьев растений в зависимости от световой среды 120
3.4 Скорость ассимиляции изотопов углерода 12С и 13С из углекислого газа атмосферы в углеродный пул 123
Выводы по главе 3 124
Глава 4. Биоэлектрические потенциалы, генерируемые в системе корнеобитаемая среда – растение 127
4.1 Измерение биоэлектрических потенциалов 127
4.1.1 Инвазивное измерение биоэлектрических потенциалов растений 128
4.1.2 Создание неинвазивной автоматической системы регистрации 130
4.1.3 Биосовместимость электродных систем 133
4.2 Биоэлектрические потенциалы растений в условиях различного водного режима, глубины грунта и освещения 139
4.2.1 Влияние водного режима на величину биоэлектрического потенциала 139
4.2.2 Градиент биоэлектрических потенциалов в зависимости от глубины почвы 142
4.2.3 Вариации электрофитограмм в зависимости от спектральных характеристик освещения 145
4.3 Модель изменения динамики биоэлектрического потенциала в системе почва-растение, зависящей от водного режима 151
4.4 Растительно-микробный топливный элемент 154
4.5 Эффективность конверсии света в электрическую энергии в ризосферной зоне 159
Выводы по главе 4 159
Заключение 161
Выводы 164
Список сокращений 165
Благодарности 166
Список литературы 167
