Исследование влияния дегазации земли на растения методом комбинационного рассеяния Селезнева Е.А. Научный руководитель: Тимченко Е.В. Соавторы: Таскина Л.А.,Тимченко П.Е., Трегуб Н.В. Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королёва (национальный исследовательский университет)
Цели и задачи Исследование влияния водорода на оптические свойства растения. Задачи: 1)Провести экспериментальные исследования воздействия водорода на растительную ткань методом комбинационного рассеяния; 2) Исследовать кинетические процессы в растениях при действии различной концентрации водорода с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния 3) Получение микроструктурных изменений растений при действии водорода методом конфокальной микроскопии.
1. Лабораторные исследования Рис.1 – Схема воздействия водорода на растения в лабораторных условиях (а) и методика проведения экспериментов (б)
Результаты лабораторных исследований Рис. 2 – Зависимость интенсивности КР от волновых чисел для: а)образца петрушки обработанного 2% водородом и контрольного образца б)образца гороха обработанного 2% водородом и контрольного образца
2. Полевые исследования Рис. 3 – а) Карта мест выхода глубинного водорода на территории парка Самарская Лука: 1 - области выхода газов; 2 - области с наиболее активным газовым режимом; 3 - места сбора образцов б) Методика проведения полевых исследований Рис. 4 - Зависимость интенсивности комбинационного рассеяния от волновых чисел для земляники, выращенной в зонах А и Б
Исследования кинетических процессов растительной ткани методом КР Рис.6 – Схематичное изображение изменения стебля растения (а) контрольного образца и (б) обработочного водородом
3. Микроскопический анализ Рис.6 –Установка флуоресцентной конфокальной микроскопии: 1 – источник видимого света, 2 – коллиматор, 3 – объект, 4 – объектив, 5 – поворотное зеркало, 6 – конфокальный сканирующий блок, 7 – блок фильтров, 8 – камера, 9 – компьютер, 10 – лазерный блок Рис. 7 – Микроизображения растений а) при действии водорода; б) контрольного растения; в) гистограмма процентного среднего значения количества хлоропластов при действии водорода и контрольный образец
1) Получены особенности спектра комбинационного рассеяния растений при воздействии водорода. Показано, что при концентрации водорода 2% повышается амплитуда интенсивности комбинационного рассеяния на волновых числах1130 см-1 и 1495 см-1, что связано с увеличением глюкозы, крахмала и каротиноидов в результате ускорения химической реакции в цикле Кальвина. 2) Проведенные исследования кинетических процессов растительной ткани показали, что действие водорода вызывает мгновенную реакцию растений, что отражается в увеличении интенсивности КР, а также приводит к изменению биологических параметров растений. 3)С помощью метода конфокальной микроскопии доказано увеличение хлоропластов в листе при действии водорода.