booltБюллетень Государственного Никитского ботанического садаBulletin of the State Nikitsky Botanical Gardens0513-1634Federal State Funded Institution of Science “The Labour Red Banner Order Nikitsky Botanical Gardens – National scientific Center of the RAS”10.36305/0513-1634-2021-141-81-90boolt-548Research ArticleФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙPLANT PHYSIOLOGYОСОБЕННОСТИ ФОТОСИНТЕЗА И ВОДНОГО РЕЖИМА QUÉRCUS PUBÉSCENS WILLD. В УСЛОВИЯХ ОСЕННЕЙ ЗАСУХИ ЮЖНОГО БЕРЕГА КРЫМАFeatures of photosynthesis and water regime of Quércus pubéscens Willd. in the conditions of autumn dry of the Southern Coast of the CrimeaИльницкийОлег АнтоновичIlnitskyO. A.noemail@neicon.ruПлугатарьЮрий ВладимировичPlugatarYu. V.noemail@neicon.ruПаштецкийАндрей ВладимировичPashtetskyA. V.noemail@neicon.ruГильАлександр ТарасовичGilA. T.noemail@neicon.ruНикитский ботанический сад - Национальный научный центр РАНRussian Federation20212001202201418190Copyright © Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Паштецкий А.В., Гиль А.Т., 20222022Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Паштецкий А.В., Гиль А.Т.Ilnitsky O.A., Plugatar Y.V., Pashtetsky A.V., Gil A.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://boolt.elpub.ru/jour/article/view/548

Определены зоны оптимума и пороговые значения влажности почвы, температуры, освещенности, лимитирующие фотосинтез и транспирацию для Quércus pubéscens Willd. Показаны зависимости скорости нетто-фотосинтеза (Pn) и интенсивности транспирации (Е) от устьичной проводимости (gs), температуры листа (Тл) и влажности почвы (Wп). Определена зависимость между скоростью ксилемного потока в побеге растения (Sf), изменением диаметра этого побега (d) и влажностью почвы. Соотношения процессов фотосинтеза и дыхания, при воздействии почвенной засухи, позволили определить их оптимальные значения: Wп = 26-28%, Pn = 16 - 18 µмоль/м2с, Pt = 2-4 µмоль/м2с. Изучены изменения соотношения между составляющими суммарного дыхания (Pt, Rd, Rph) при воздействии почвенной засухи. Изучение зависимости между скоростью нетто-фотосинтеза, суммарным дыханием и температурой листа позволило определить температурный максимум нетто-фотосинтеза (тепловую точку компенсации): Pn = Pt = 2,0 µмоль/м2с при Тл = 370С. Установлено, что при отсутствии почвенной засухи доля дыхательных затрат (Pt/Pg) от истинного фотосинтеза составляет 20- 23%, а при влажности почвы 8-10% возрастает до 55-58%. Полученные результаты исследований позволили определить оптимальные и ограничивающие условия произрастания данного вида и возможности интродукции его в другие регионы.

For Quércus pubéscens Willd. the zones of optimum and threshold values of soil moisture, temperature, illumination, limiting photosynthesis and transpiration, were determined. The dependences of the rate of net photosynthesis (Pn) and the intensity of transpiration (E) on stomatal conductance (gs), leaf temperature (Tl) and soil moisture (Ws) are shown. The relationship between the speed of the xylem flow in the plant shoot (Sf, Rel. units), the change in the diameter of this shoot (d, mm) and soil moisture has been determined. The relationships between the processes of photosynthesis and respiration under the influence of soil drought made it possible to determine their optimal values: Ws = 26 - 28%, Pn = 16 - 18 µmol/m2s, Pt = 2 - 4 μmol/m2s. Changes in the ratio between the components of total respiration (Pt, Rd, Rph) under the influence of soil drought were studied. The relationship between the rate of net photosynthesis, total respiration and leaf temperature made it possible to determine the temperature maximum of net photosynthesis (thermal compensation point): Pn = Pt = 2.0 μmol/m2s, at T = 37°C. It was found that in the absence of soil drought, the share of respiratory expenditure (Rt/Pg) from true photosynthesis is 20 - 23%, and at soil moisture of 8-10% it increases to 55-58%. The obtained research results made it possible to determine the optimal and limiting conditions for the growth of this species and the possibility of its introduction to other regions.

Quércus pubéscens Willdфотосинтезводный режимпочвенная засухаоптимальные и ограничивающие условия внешней средыQuércus pubéscens WilldPhotosynthesiswater regimesoil droughtoptimal and limiting environmental conditionsReferencesАнненков А.А., Иванов В.Ф., Хохрин А.В., Акимов Ю.А. Методические рекомендации по изыскательским работам для проектирования объектов озеленения в Крыму. - Ялта, 1984. - 26 с.Анненков А.А., Иванов В.Ф., Хохрин А.В., Акимов Ю.А. Методические рекомендации по изыскательским работам для проектирования объектов озеленения в Крыму. - Ялта, 1984. - 26 с.Дроздов С.Н. Некоторые аспекты экологической физиологии растений / С.Н. Дроздов, В.К. Курец. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2003. - 172 с.Дроздов С.Н. Некоторые аспекты экологической физиологии растений / С.Н. Дроздов, В.К. Курец. - Петрозаводск: ПетрГУ, 2003. - 172 с.Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П. Методология, приборная база и практика проведения фитомониторинга. - Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2018. - 233 с.Ильницкий О.А., Плугатарь Ю.В., Корсакова С.П. Методология, приборная база и практика проведения фитомониторинга. - Симферополь: ИТ «АРИАЛ», 2018. - 233 с.Исиков В.П., Плугатарь Ю.В. Дикорастущие деревья и кустарники Крыма. 2-е изд., испр. и доп. - Симферополь: ИТ «Aриал», 2018. - 324 с. ISBN 978-5-907032-47-7Исиков В.П., Плугатарь Ю.В. Дикорастущие деревья и кустарники Крыма. 2-е изд., испр. и доп. - Симферополь: ИТ «Aриал», 2018. - 324 с. ISBN 978-5-907032-47-7Рахманкулова З.Ф. Уровни регуляции энергетического обмена в растении // Вестник Башкирского университета, 2009. - Т. 35. - №. 2-1. - С. 1141-1154.Рахманкулова З.Ф. Уровни регуляции энергетического обмена в растении // Вестник Башкирского университета, 2009. - Т. 35. - №. 2-1. - С. 1141-1154.Abubakr Mohamed, Juma Siam, Kalliopi Radoglou, Basilios Noitsakis and Pavlos Smiris. Ecophysiology of Seedlings of Three Deciduous Oak Species During Summer Water Deficit Faculty of Forestry and Natural Environment // Aristotle University of Thessaloniki, Greece Sudan J. Des. Res. - 2009. - № 1 (1). - P. 71-87.Abubakr Mohamed, Juma Siam, Kalliopi Radoglou, Basilios Noitsakis and Pavlos Smiris. Ecophysiology of Seedlings of Three Deciduous Oak Species During Summer Water Deficit Faculty of Forestry and Natural Environment // Aristotle University of Thessaloniki, Greece Sudan J. Des. Res. - 2009. - № 1 (1). - P. 71-87.Claudia Cocozza, Elena Paoletti, Tanja Mrak, Saša Zavadlav, Tom Levanič, Hojka Kraigher, Alessio Giovannelli, Yasutomo Hoshika. Isotopic and Water Relation Responses to Ozone and Water Stress in Seedlings of Three Oak Species with Different Adaptation Strategies Forests. - 2020. - № 11(8). - 864 р. DOI: https://doi.org/10.3390/f11080864Claudia Cocozza, Elena Paoletti, Tanja Mrak, Saša Zavadlav, Tom Levanič, Hojka Kraigher, Alessio Giovannelli, Yasutomo Hoshika. Isotopic and Water Relation Responses to Ozone and Water Stress in Seedlings of Three Oak Species with Different Adaptation Strategies Forests. - 2020. - № 11(8). - 864 р. DOI: https://doi.org/10.3390/f11080864Contran N., Gunthardt-Goerg M.S., Kuster T.M., Cerana R., Crosti P.& Paoletti E. Physiological and biochemical responses of Quercus pubescens to air warming and drought on acidic and calcareous soils. // Plant Biology. June 2012. - p.157-168. DOI: 10.1111/j.1438 - 8677.2012.00627.x Source: PubMedContran N., Gunthardt-Goerg M.S., Kuster T.M., Cerana R., Crosti P.& Paoletti E. Physiological and biochemical responses of Quercus pubescens to air warming and drought on acidic and calcareous soils. // Plant Biology. June 2012. - p.157-168. DOI: 10.1111/j.1438 - 8677.2012.00627.x Source: PubMedDrozdov S.N., Kholoptseva E.S. Possibility of using multifactor experiments in study of plants’ ecological and physiological characteristics. Uchenyie zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta // Scientific Notes of the Petrozavodst State University. - 2013. - N.2 (131). - p. 11-15.Drozdov S.N., Kholoptseva E.S. Possibility of using multifactor experiments in study of plants’ ecological and physiological characteristics. Uchenyie zapiski Petrozavodskogo gosudarstvennogo universiteta // Scientific Notes of the Petrozavodst State University. - 2013. - N.2 (131). - p. 11-15.Haldimann P., Gallé A. and Feller U. Impact of an exceptionally hot dry summer on photosynthetic traits in oak (Quercus pubescens) leaves. // Heron Publishing-Victoria, Canada Tree Physiology 28. - 2008. - р.785-795.Haldimann P., Gallé A. and Feller U. Impact of an exceptionally hot dry summer on photosynthetic traits in oak (Quercus pubescens) leaves. // Heron Publishing-Victoria, Canada Tree Physiology 28. - 2008. - р.785-795.Hurry V., Igamberdiev A.U., Keerberg O., Parnik T., Atkin O., Zaragoza-Castells J., Gardestrom P. Respiration in Photosynthetic Cells: Gas Exchange Components, Interactions with Photorespiration and the Operation of Mitochondria in the Light. // In Plant Respiration: From Cell to Ecosystem (eds. H. Lambers and M. Ribas-Carbo). Berlin: Springer-Verlag, 2005. - p. 43-61.Hurry V., Igamberdiev A.U., Keerberg O., Parnik T., Atkin O., Zaragoza-Castells J., Gardestrom P. Respiration in Photosynthetic Cells: Gas Exchange Components, Interactions with Photorespiration and the Operation of Mitochondria in the Light. // In Plant Respiration: From Cell to Ecosystem (eds. H. Lambers and M. Ribas-Carbo). Berlin: Springer-Verlag, 2005. - p. 43-61.Johnson J.D., Michelozzi M., Tognetti R. Carbon physiology of Quercus pubescens Wild, growing at the Bossoleto CO2 spring in central Italy Publisher: Cambridge University Press Online publication date: February, 2010. - p. 148-164. DOI: ttps://doi.org/10.1017/CBO9780511565236.013Johnson J.D., Michelozzi M., Tognetti R. Carbon physiology of Quercus pubescens Wild, growing at the Bossoleto CO2 spring in central Italy Publisher: Cambridge University Press Online publication date: February, 2010. - p. 148-164. DOI: ttps://doi.org/10.1017/CBO9780511565236.013Lionello P. Climate change projections for the Mediterranean region // Glob Planet Change, 2008. - № 63. - р. 90-104. DOI:10.1016/j.gloplacha.2007.09.005Lionello P. Climate change projections for the Mediterranean region // Glob Planet Change, 2008. - № 63. - р. 90-104. DOI:10.1016/j.gloplacha.2007.09.005Lucian Dinca, Emilia Vechiu, Marin Drăcea Intelligent Pubescent. Oak Forests (Quercus Pubescens Wild.) From Dobroudja Plateau, Romania Sustainable Development Research. 2020. - Vol. 2. DOI: https://doi.org/10.30560/sdr.v2n2p1Lucian Dinca, Emilia Vechiu, Marin Drăcea Intelligent Pubescent. Oak Forests (Quercus Pubescens Wild.) From Dobroudja Plateau, Romania Sustainable Development Research. 2020. - Vol. 2. DOI: https://doi.org/10.30560/sdr.v2n2p1Medrano H., Escalona J.M., Bota J., Gulias J., Flexas J. Regulation of Photosynthesis of C3 Plants in Response to Progressive Drought: Stomatal Conductance as a N3Reference Parameter. Annals of Botany, 2002. - Vol. 89, Iss.7. - p. 895-905.Medrano H., Escalona J.M., Bota J., Gulias J., Flexas J. Regulation of Photosynthesis of C3 Plants in Response to Progressive Drought: Stomatal Conductance as a N3Reference Parameter. Annals of Botany, 2002. - Vol. 89, Iss.7. - p. 895-905.Physiological Plant Ecology: Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. Heidelberg: Springer-Verlag, 2003.Physiological Plant Ecology: Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Groups. Heidelberg: Springer-Verlag, 2003.Sperlich D., Chang C.T., Peñuelas J., Gracia C., Sabaté S. Seasonal variability of foliar photosynthetic and morphological traits and drought impacts in a Mediterranean mixed forest // Tree Physiology. - 2015. - V. 35. - P. 501-520. DOI: 10.1093/treephys/tpv017.Sperlich D., Chang C.T., Peñuelas J., Gracia C., Sabaté S. Seasonal variability of foliar photosynthetic and morphological traits and drought impacts in a Mediterranean mixed forest // Tree Physiology. - 2015. - V. 35. - P. 501-520. DOI: 10.1093/treephys/tpv017.Vasile Șimonca, Sanda RoȘca, Alexandru ColiȘar, Florin Rebrean, Ștefan BilaȘco. Favorable and Restrictive Factors for Quercus pubescens in the Transylvanian Basin // Evaluated by GIS Techniques Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca is a peer-reviewed quarterly, 2019. - Vol. 48, No. 4. DOI: https://doi.org/10.15835/nbha47411624Vasile Șimonca, Sanda RoȘca, Alexandru ColiȘar, Florin Rebrean, Ștefan BilaȘco. Favorable and Restrictive Factors for Quercus pubescens in the Transylvanian Basin // Evaluated by GIS Techniques Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca is a peer-reviewed quarterly, 2019. - Vol. 48, No. 4. DOI: https://doi.org/10.15835/nbha47411624

The authors declare that there are no conflicts of interest present.