Photosynthetic pigment parameters of grasses in Armenia’s mountain ecosystems

Abstract

The content of α-chlorophyl and β-chlorophyl as well as the total amount of carotenoids in grasses growing in dry-steppe, meadow-steppe, and alpine zones of mountain ecosystems of Armenia (1250-3000 m AMSL) is studied. The purpose of the paper is to estimate the extent of photosynthetic pigment variation in plant leaves during a day, a vegetation period, and according to vertical zones. The target of the study is the following wild species: sagebrush (Artemizia fragrans), euphorbia (Euphorbia Marschalliana), geranium (Geranium tuberosum), dandelion (Taraxacum officinale, T. Stevenii ), clover (Trifolium ambiguum, T. pratense), vetch (Vicia variabilis), sainfoin (Onobrychis transcaucassica), cocksfoot (Dactylis glomerata) and bluebell (Campanula tridentata). Pigments of plastids are extracted from fresh samples of leaves using the organic solvent of dimethylsulphoxide, according to the methodology developed by the authors of this paper for field conditions. The examination of the daily dynamics of pigment accumulation demonstrates that the maximum pigment content in plant leaves of the meadow-steppe zone is observed in the morning hours, and in the alpine zone it occurs at noon. In contrast to the daily dynamics, no clear pattern in pigment content variation is observed during the vegetation period of plants. It was also stated that the total amount of all studied pigments in plants of the dry-steppe zone varies within the range of 194-304 mg/100 g of wet sample, in the meadow steppe zone it is 236-280 mg/100 g, and in the alpine zone it is 134-225 mg/100 g.

Изучено содержание α-хлорофилла и β-хлорофилла, а также общее количество каротиноидов в травах, произрастающих в сухостепной, луговостепной и альпийской зонах горных экосистем Армении (1250-3000 м над уровнем моря). Цель данной работы – оценить степень изменения фотосинтетических пигментов в листьях растений в течение дня, периода вегетации и в зависимости от вертикальных зон. Объектом исследования являются следующие дикорастущие виды: полынь (Artemizia fragrans), молочай (Euphorbia Marschalliana), герань (Geranium tuberosum), одуванчик (Taraxacum officinale, T. Stevenii), клевер (Trifolium ambiguum, T. pratense), вика (Vicia variabilis), эспарцет (Onobrychis transcaucassica), лапчатка (Dactylis glomerata) и колокольчик (Campanula tridentata). Пигменты пластид экстрагируются из свежих образцов листьев с использованием органического растворителя диметилсульфоксида в соответствии с методологией, разработанной авторами данной статьи для полевых условий. Изучение суточной динамики накопления пигмента показывает, что максимальное содержание пигмента в листьях растений лугово-степной зоны наблюдается в утренние часы, а в альпийской зоне - в полдень. В отличие от суточной динамики, четкой закономерности в изменении содержания пигментов в период вегетации растений не наблюдается. Также было установлено, что общее количество всех изученных пигментов в растениях сухостепной зоны колеблется в пределах 194-304 мг/100 г влажного образца, в лугово-степной зоне оно составляет 236-280 мг/100 г, а в альпийской зоне - 134-225 мг/100 г.