Study of photosynthetic and biochemical characteristics of spring barley plants under drought conditions | Изучение фотосинтетических и биохимических характеристик растений ярового ячменя в условиях засухи

English. The study was conducted to select a suitable vegetation index for determining photosynthetic pigments in spring barley plants, as well as to assess changes in antioxidant activity under drought conditions during the tillering and heading phases. The experiments were carried out in 2024 involving 'Lekar' spring barley plants cultivated in "Sinegotron ISR.11.02.", closed-type climatic chambers with controlled growing conditions. The replication was threefold. Drought conditions during the tillering and heading phases were modelled by stopping watering for 5 days. This led to a decrease in the concentration of chlorophyll Cl a relative to the control by 15.8% and 14.0%, respectively, Cl b – by 50% and 28% (p ≤ 0.05) and Cl a + b by 41.2 and 26.6%. The proportion of protective pigments of carotenoids Car increased by 41.0 and 5.0%. For a qualitative assessment of chlorophyll content, several vegetation indices were selected, which were calculated based on the reflectance at certain wavelengths using the FigSpec FS2X hyperspectral camera (China). Analysis of Pearson correlation coefficients showed a close relationship between the OSAVI (optimized soil-adjusted index) and TCARI (transformed chlorophyll absorption index in reflected light) values with Cl a, Cl b, Cl a+b (r = 0.78-0.96). Under drought conditions in the tillering and heading phases of spring barley, an increase in lipid peroxidation activity was observed, compared to the control, by 55.0% and 87.9%, respectively, superoxide dismutase – by 81.0% and 64.0%, catalase – by 29.4% and 21.0%.

Russian. Исследование проводили с целью выбора подходящего вегетационного индекса для определения фотосинтетических пигментов в растениях ярового ячменя, а также оценки изменения антиоксидантной активности в условиях засухи в фазы кущения и колошения. Эксперименты проводили в 2024 г. на растениях ярового ячменя сорта Лекарь в климатических камерах закрытого типа с контролируемыми условиями выращивания "Синерготрон ИСР.11.02.". Повторность – трехкратная. Условия засухи в фазах кущения и колошения моделировали путем прекращения полива на 5 дней. Это приводило к снижению концентрации хлорофилла Cl a относительно контроля соответственно на 15,8% и 14,0%, Cl b – на 50% и 28% (р≤0,05) и Cl а + b на 41,2 и 26,6%. Доля защитных пигментов каротиноидов Car при этом увеличивалась на 41,0 и 5,0% соответственно. Для качественной оценки содержания хлорофилла были выбраны несколько вегетационных индексов, которые рассчитывали на основе коэффициента отражения на определенных длинах волн с использованием гиперспектральной камеры "FigSpec" FS2X (Китай). Анализ коэффициентов корреляции Пирсона показал тесную связь между величинами OSAVI (оптимизированный с поправкой на почву индекс) и TCARI (преобразованный индекс поглощения хлорофилла в отраженном свете) с Cl a, Cl b, Cl a+b (r=0,78…0,96). В условиях засухи в фазах кущения и колошения у ярового ячменя наблюдали увеличение активности перекисного окисления липидов, по сравнению с контролем, на 55,0% и 87,9% соответственно, супероксиддисмутазы – на 81,0% и 64,0%, каталазы – на 29,4% и 21,0%.