Priežemio ozono ir UV-B spinduliuotės diferencijuotas ir kompleksinis poveikis vasariniams miežiams (Hordeum vulgare L.)

Ever more urgent have become environmental problems related to changes in the concentrations of ozone in the stratosphere and troposphere. The stratospheric ozone layer protects life on the Earth from the sun's harmful ultraviolet (UV) rays. Reductions in atmospheric ozone are expected to result in higher amounts of ultraviolet-B (UV-B) radiation reaching the Earth's surface. Another problem related to ozone is increasing tropospheric ozone level. Increasing levels of ozone and UV-B radiation have negative impact on plant vegetation, cause morphological and physiological alterations of all plant organisms. The biggest problem is that plants are simultaneously affected by these stress factors. Therefore it is important to determine the integrated impact of these factors. Adaptation possibilities of plants to environmental and climatic changes are becoming as a one of the most topical scientific issues. The objective of this research was to investigate the impact of tropospheric ozone and UV-B radiation on spring barley (Hordeum vulgare L.) and adaptation possibilities of barley to single and integrated impact of these factors. Scientific novelty. It was first time in Lithuania investigated the impact of elevated ozone and UV-B radiation on different cultivars of spring barley. Adaptation possibilities to single and integrated impact of ozone and UV-B radiation on spring barley were investigated and the limits of barley tolerance to these factors were established.Vis aktualesnės tampa aplinkos problemos, susijusios su ozono kiekio pokyčiais stratosferoje ir troposferoje. Ozono sluoksnis sugeria didelę dalį ultravioletinių spindulių ir apsaugo augalus bei kitus gyvus organizmus nuo žalingo jų poveikio. Ozono sluoksnio storis lemia UV-B spindulių srautą, todėl yrant ozono sluoksniui, didžiausią pavojų augalijai kelia ši ultravioletinės spinduliuotės spektro dalis. Kita su ozonu susijusi problema yra pagrindinio ozono pirmtako – azoto dioksido koncentracijos didėjimas troposferoje ir gana spartus priežemio ozono koncentracijos augimas. Didėjanti priežemio ozono koncentracija ir UV-B spinduliuotė daro neigiamą poveikį augalams, sukelia neigiamus jų morfologijos ir fiziologijos pokyčius. Tačiau svarbiausia problema yra tai, kad šie du stresoriai veikia kartu, todėl svarbu yra ištirti ne tik diferencijuotą, bet ir kompleksinį šių veiksnių poveikį augalų augimui ir vystymuisi. Tiriant antropogeninių klimato ir aplinkos pokyčių poveikį augalams, ypatingai aktualiu tampa augalų adaptacijos galimybių prie besikeičiančių klimato ir aplinkos sąlygų tyrimai. Darbo tikslas – ištirti priežemio ozono ir ultravioletinės (UV-B) spinduliuotės poveikį vasariniams miežiams bei miežių adaptacijos prie diferencijuoto ir kompleksinio šių veiksnių poveikio galimybes. Darbo mokslinis naujumas: Lietuvoje pirmą kartą buvo ištirtas padidėjusios ultravioletinės spinduliuotės ir ozono koncentracijos poveikis skirtingoms Lietuvoje auginamoms vasarinių miežių veislėms bei miežių adaptacinės galimybės prie diferencijuoto ir kompleksinio ultravioletinės spinduliuotės bei ozono poveikio, nustatytos jų tolerancijos šiems veiksniams sritys.Vytauto Didžiojo universiteta

Single and integrated impact of ozone and UV-B radiation on spring barley (Hordeum vulgare L.)

Vis aktualesnės tampa aplinkos problemos, susijusios su ozono kiekio pokyčiais stratosferoje ir troposferoje. Ozono sluoksnis sugeria didelę dalį ultravioletinių spindulių ir apsaugo augalus bei kitus gyvus organizmus nuo žalingo jų poveikio. Ozono sluoksnio storis lemia UV-B spindulių srautą, todėl yrant ozono sluoksniui, didžiausią pavojų augalijai kelia ši ultravioletinės spinduliuotės spektro dalis. Kita su ozonu susijusi problema yra pagrindinio ozono pirmtako – azoto dioksido koncentracijos didėjimas troposferoje ir gana spartus priežemio ozono koncentracijos augimas. Didėjanti priežemio ozono koncentracija ir UV-B spinduliuotė daro neigiamą poveikį augalams, sukelia neigiamus jų morfologijos ir fiziologijos pokyčius. Tačiau svarbiausia problema yra tai, kad šie du stresoriai veikia kartu, todėl svarbu yra ištirti ne tik diferencijuotą, bet ir kompleksinį šių veiksnių poveikį augalų augimui ir vystymuisi. Tiriant antropogeninių klimato ir aplinkos pokyči�� poveikį augalams, ypatingai aktualiu tampa augalų adaptacijos galimybių prie besikeičiančių klimato ir aplinkos sąlygų tyrimai. Darbo tikslas – ištirti priežemio ozono ir ultravioletinės (UV-B) spinduliuotės poveikį vasariniams miežiams bei miežių adaptacijos prie diferencijuoto ir kompleksinio šių veiksnių poveikio galimybes. Darbo mokslinis naujumas: Lietuvoje pirmą kartą buvo ištirtas padidėjusios ultravioletinės spinduliuotės ir ozono koncentracijos poveikis skirtingoms Lietuvoje auginamoms vasarinių miežių veislėms bei miežių adaptacinės galimybės prie diferencijuoto ir kompleksinio ultravioletinės spinduliuotės bei ozono poveikio, nustatytos jų tolerancijos šiems veiksniams sritys.Ever more urgent have become environmental problems related to changes in the concentrations of ozone in the stratosphere and troposphere. The stratospheric ozone layer protects life on the Earth from the sun's harmful ultraviolet (UV) rays. Reductions in atmospheric ozone are expected to result in higher amounts of ultraviolet-B (UV-B) radiation reaching the Earth's surface. Another problem related to ozone is increasing tropospheric ozone level. Increasing levels of ozone and UV-B radiation have negative impact on plant vegetation, cause morphological and physiological alterations of all plant organisms. The biggest problem is that plants are simultaneously affected by these stress factors. Therefore it is important to determine the integrated impact of these factors. Adaptation possibilities of plants to environmental and climatic changes are becoming as a one of the most topical scientific issues. The objective of this research was to investigate the impact of tropospheric ozone and UV-B radiation on spring barley (Hordeum vulgare L.) and adaptation possibilities of barley to single and integrated impact of these factors. Scientific novelty. It was first time in Lithuania investigated the impact of elevated ozone and UV-B radiation on different cultivars of spring barley. Adaptation possibilities to single and integrated impact of ozone and UV-B radiation on spring barley were investigated and the limits of barley tolerance to these factors were established.Vytauto Didžiojo universiteta

Priežemio ozono ir UV-B spinduliuotės diferencijuotas ir kompleksinis poveikis vasariniams miežiams (Hordeum vulgare L.) : daktaro disertacija : biomedicinos mokslai, ekologija ir aplinkotyra (03 B)

Disert. rengta 2003-2007 metais Vytauto Didžiojo universiteteBibliogr.: p. 77-93Vytauto Didžiojo universiteta

Ground-level ozone and its effects on human health and vegetation

Aplinkotyros katedraVytauto Didžiojo universiteta

Effect of Ultraviolet (UV-B) Radiation on Spring Barley (Hordeum Vulgare L.)

Ultravioletinė radiacija yra žalinga visiems mūsų planetos gyviesiems organizmams, tarp jų ir žmogui. Dėl žmogaus veiklos suintensyvėjusi UV-B spinduliuotė gali turėti neigiamų pasekmių daugeliui ekonomiškai svarbių žemės ūkio augalų derliui ir jo kokybei. Vasariniai miežiai bandymams buvo pasirinkti kaip vieni iš plačiausiai Lietuvoje auginamų miglinių augalų. Tirta vasarinių miežių reakcija į ultravioletinės spinduliuotės (UV-B) poveikį. Siekiant kuo platesniame intervale įvertinti UV-B spinduliuotės poveikį, buvo tirtos tokios UV-B spinduliuotės dozės: 0 (kontrolinis variantas), 1, 2, 3, 4, 6, 8 ir 10 kJ m-2 per dieną. Poveikis truko penkias dienas. Nustatyta, kad UV-B spinduliuotė slopino vasarinių miežių augimą. Miežių reakcija į UV-B poveikį priklausė nuo UV-B spinduliuotės intensyvumo. Mažiausia aukščio depresija buvo vasarinius miežius paveikus 1 kJ m-2 per dieną UV-B doze. Vasarinių miežių biomasė UV-B poveikyje sumažėjo nuo 11 iki 48 %. Didesnės nei 1 kJ m-2 per dieną ultravioletinės spinduliuotės dozės miežių augimą ir antžeminės biomasės formavimąsi veikė neigiamaiUltraviolet radiation is harmful to living organisms on earth, including people. The supplemental UV-B irradiance may have negative impacts on yield of several economically important crops. There was investigated impact of UV-B on spring barley height and biomass. Plants were exposed to 0 (reference treatment), 1, 2, 3, 4, 6, 8 and 10 kJ m-2 d-1 UV-B radiation doses for five days. It was found that UV-B radiation caused a significant reduction in plant height, in comparison with the reference treatment. Plant height decreased with increasing UV-B dose. Spring barley biomass under UV-B irradiation decreased from 11 to 48 %. UV-B dose upper than 1 kJ m-2 d-1 had negative impact on spring barley growthVytauto Didžiojo universiteta

Ultraviolletinės (UV-B) spinduliuotės ir ozono poveikio skirtingoms vasarinių miežių veislėms tyrimai

Kontroliuojamomis aplinkos sąlygomis tirtas ultravioletinės (UV-B) spinduliuotės (8 kJ m–2 d–1) ir ozono (240 μg m–3) poveikis septynioms vasarinių miežių (Hordeum vulgare L.) veislėms. Tirtų miežių veislių jautrumas ultravioletinės spinduliuotės poveikiui labai skyrėsi nuo jų jautrumo ozono poveikiui. Daugeliu atvejų veislės, pakančios UV-B spinduliuotei, buvo jautrios ozono poveikiui ir atvirkščiai. Nustatyta, kad abu tirti stresoriai slopino chlorofilo sintezę, chlorofilo a koncentracija sumažėjo labiau nei chlorofilo b. Taip pat sumažėjo chlorofilo a ir chlorofilo b santykis. Dėl UV-B spinduliuotės karotinoidų koncentracija lapuose padidėjo, dėl ozono poveikio, priešingai, karotinoidų koncentracija visų tirtų veislių miežių lapuose sumažėjoExperiments were conducted under controlled environmental conditions to assess the impact of UV-B radiation (8 kJ m-2 d-1) and ozone (240 μg m-3) on seven spring barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. It has been established that the impact of UV-B and ozone on various spring barley cultivars differs greatly and in most cases the cultivars which are tolerant to an impact of ozone are sensitive to UV-B and vice versa. The impact of both investigated stressors resulted in a more pronounced decrease in chlorophyll a than chlorophyll b content while the chlorophyll a/b ratio in the leaves of different spring barley cultivars has also decreased. The reaction of carotenoids differs greatly depending on a stressor. UV-B radiation causes a significant increase in the content of carotenoids which is most likely a defence reaction against high energy short-wave radiation. The impact of ozone, in contrast, resulted in a decrease in carotenoids in the leaves of different spring barley cultivarsAplinkotyros katedraVytauto Didžiojo universiteta

Ozone sensitivity of different spring barley cultivars

Tyrimai vykdyti Lietuvos sodininkystės ir daržininkystės instituto fitokamerų komplekse. Kontroliuojamomis aplinkos sąlygomis tirta septynių vasarinių miežių (Hordeum vulgare L.) veislių (‘Annabell’, ‘Henni’, ‘Scarlet’, ‘Barke’, ‘Jersey’, ‘Tolar’ ir ‘Aura’) reakcija į priežemio ozono poveikį. Viena dalis tirtų veislių miežių augo kontrolinėje kameroje, kur ozono koncentracija ore sąlygiškai buvo 0 μg m–3, kita dalis tų pačių veislių augalų 9 dienas buvo veikta 240 μg m–3 ozono koncentracija. Bandymo pabaigoje nustatytas augalų aukštis, antžeminė biomasė, fotosintezės pigmentų (a, b chlorofilų ir karotinoidų) koncentracija. Gauta, kad 240 μg m–3 ozono koncentracija slopino augalų biomasės akumuliaciją ir sutrikdė fotosintezės pigmentų sistemos pusiausvyrą, tačiau skirtingų miežių veislių jautrumas ozono poveikiui buvo skirtingas. Mažiausiu poveikiu pasižymėjo lietuviška miežių veislė ‘Aura’, o didžiausiu – ‘Annabell’ veislės miežiai. Tyrimų rezultatai parodė, kad ‘Aura’, ‘Jersey’ ir ‘Tolar’ veislių miežius galima priskirti prie sąlygiškai tolerantiškų, o ‘Henni’, ‘Scarlet’ ir ‘Annabell’– prie jautrių ozonuiThe experiments were carried out at the phytotron complex of the Lithuanian Institute of Horticulture. Seven spring barley (Hordeum vulgare L.) cultivars (‘Annabell’, ‘Henni’, ‘Scarlet’, ‘Barke’, ‘Jersey’, ‘Tolar’ and ‘Aura’) were grown under controlled conditions. Plants were sown and grown in 5 L pots of neutral (pH 6.0–6.5) peat substrate, 25 plants per pot. A photoperiod of 16 h was used, and air temperature of 21 / 17 °C (day / night) was maintained in the phytotron chamber throughout the experiment. One part of seedlings of each cultivar was grown in the reference chamber without ozone treatment, and the other part of barley seedlings was exposed to 240 μg m–3 ozone concentration. All treatments were run in three replicates. Ozone concentration was generated by an OSR-8 ozone generator (Ozone Solution, Inc.). The height of seedlings was measured, dry over-ground biomass and the concentration of photosynthetic pigments (a, b chlorophylls and carotenoids) were determined at the end of experiment. It was established that exposure to ozone caused a reduction in plant dry biomass and in the concentration of photosynthetic pigments. The least difference from the reference treatment in dry biomass was found for the local ‘Aura’ cultivar (19%), and the highest reduction in biomass (39%) was characteristic of the ‘Annabell’ cultivar. According to the study indices, the ‘Aura’, ‘Jersey’ and ‘Tolar’ cultivars were evaluated as most tolerant, while ‘Henni’, ‘Scarlet’ and ‘Annabell’ as most sensitive to ozone impactVytauto Didžiojo universiteta

Effect of Ultraviolet (UV-B) Radiation on Spring Barley (Hordeum Vulgare L.) in Controlled Environmental Conditions

Kontroliuojamomis aplinkos sąlygomis tirta septynių vasarinių miežių veislių reakcija į ultravioletinės spinduliuotės (UV-B) poveikį. Kiekvienos veislės augalai buvo padalinti į dvi dalis. Viena dalis augalų šešias dienas buvo švitinama 8 kJ m-2 d-1 UV-B doze. Kita dalis tų pačių veislių augalų tuo metu augo kontrolinėje kameroje. Ištirtas UV-B poveikis skirtingų miežių veislių aukščiui, sausajai biomasei, fotosintezės pigmentų (chlorofilų a ir b, karotinoidų) kiekiui augalų lapuose. Nustatyta, kad 8 kJ m-2 d-1 UV-B dozė mažino augalų augimą, slopino biomasės akumuliaciją ir sutrikdė fotosintezės pigmentų sistemos pusiausvyrą. Skirtingų miežių veislių atsparumas UV-B spinduliuotei buvo nevienodas. Jautriausiai į UV-B spinduliuotės poveikį reagavo ‘Aura’, ‘Annabell’ ir ‘Tolar’ veislės augalai. Tolerantiškesni UV-B poveikiui buvo ‘Henni’ ir ‘Jersey’ miežiaiSeven cultivars of spring barley were grown under controlled conditions in growth chambers with and without UV-B radiation. One half of each cultivar of plants was irradiated with 8 kJ m-2 d-1 UV-B radiation. Other part of barley was grown in control chamber. The impact of UV-B on the height, dry weight, photosynthetic (chlorophylls a and b, carotenoids) pigments content in different cultivars of barley leaves, has been investigated. It was found that 8 kJ m-2 d-1 UV-B radiation reduced growth, biomass accumulation, hindered the formation of photosynthetic pigments. The different cultivars tolerance to UV-B radiation was dissimilar. ‘Aura’, ‘Annabell’ and ‘Tolar’ barley were sensitive to UV-B radiation. ‘Henni’ and ‘Jersey’ barley were more tolerantVytauto Didžiojo universiteta

Dispersion of ground-level ozone Kaunas and its relationship with meteorological conditions in 2013

Aplinkotyros katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Salyklinių miežių derliaus formavimo parametrai skirtinguose sėjos laiko, sėklų ir tręšimo normų variantuose

Vytauto Didžiojo universitetasŽemės ūkio akademij