Реферат Адаптація рослин

і у межклеточном просторі. Не всяке освіту льоду наводить клітини рослини загибель.

Поступове зниження температури зі швидкістю 0,5—1 °С/ч призводить до утворення кристалів льоду насамперед у між клеточниках і спочатку не викликають загибелі клітин. Проте наслідки цього процесу може бути згубними для клітини. Освіта льоду в протопласте клітини, зазвичай, відбувається за швидкому зниженні температури. Відбувається коагуляція білків протоплазми, кристалами що утворився цитозоле льоду пошкоджуються клітинні структури, клітини поги говорять. Убитые морозом рослини після відтаювання втрачають тургор, з їхньої м'ясистих тканин випливає вода.

Морозоустойчивые рослини мають пристосування ми, уменьшающими зневоднення клітин. При зниженні температури таким рослин відзначаються підвищення утримуючи ния Сахаров та інших речовин, захищають тканини (кріопротектори), це передусім гидрофильные білки, моно- і олігосахариди; зниження оводненности клітин; збільшення кількості полярних ліпідів й відповідне зниження насиченості їх жирнокислотных залишків; збільшення кількості захисних білків.

На ступінь морозотривкість рослин великий вплив надають цукру, регулятори росту й інші речовини, утворю щиеся у клітинах. У зимуючих рослинах в цитоплазмі накапли ваются цукру, а зміст крохмалю знижується. Вплив цукрів для підвищення морозотривкість рослин багатосторонньо. Нагромадження Сахаров охороняє від замерзання великий обсяг внутрішньоклітинної води, помітно зменшує кількість утворю щегося льоду.

Властивість морозотривкість фор мируется у процесі онтогенезу рослини під впливом опреде ленних умов середовища відповідно до генотипом рослини, пов'язані з різкого зниження темпи зростання, переходом рослини до стану спокою.

Життєвий цикл розвитку озимих, двулетних і багаторічних рослин контролюється сезонним ритмом свето вого і температурного періодів. На відміну від ярих однолет них рослин вони починають готуватися перенесення неблаго приємних зимових умов з зупинки розвитку і потім протягом осені під час наступу знижених температур.

Зимостойкость рослин

Зимостойкость як опірність комплексу несприятливих чинників перезимовки.

Безпосереднє дію морозу на клітини - не єдина небезпека, загрозлива багаторічним трав'янистим і деревним культурам, озимим рослинам в тече ние зими. Крім прямої дії морозу рослини подверга ются низки несприятливих чинників. Протягом зими тим пература може істотно коливатися. Морозы нерідко сменя ются короткочасними і тривалими відлигами. Взимку досить часті снігові бурі, а бесснежные зими південніших районах країни - і суховії. Усе це виснажує рослини, котрі після перезимовки виходять сильно ослабленими і надалі можуть загинути.

Особливо численні несприятливі впливу ис пытывают трав'янисті багаторічні і однолетние рослини. На терені Росії в несприятливі роки загибель озимих зернових сягає 30—60 %. Гинуть як озимі хліба, а й багаторічні трави, плодові і ягідні багаторічні насадження. Крім низьких температур озимі рослини пошкоджується і гинуть від створення низки інших неблагопри ятных чинників в зимовий період і необхідність ранньої навесні: выпревания, вымокания, крижаної кірки, выпирания, ушкодження від зимової посухи.

Выпревание, вимокання, загибель під крижаної кіркою, выпира ние, ушкодження від зимової посухи.

Выпревание. Серед перелічених негараздів перше місце займає выпревание рас тений. Загибель рослин від выпревания спостерігається преимущест венно в теплі зими з великим сніговим покровом, що лежить 2—3 місяці, якщо сніг випадає на мокру і талу землю. Дослідження засвідчили, що з чину загибелі озимих від выпревания — виснаження рослин. На ходясь під снігом за нормальної температури близько Про °З дуже увлаж ненной середовищі, майже темряві, т. е. за умов, при кото рых процес дихання відбувається досить інтенсивно, а фотосинтез виключений, рослини поступово витрачають цукру й інші запа сы поживних речовин, накопичені у період проходження першої фази загартовування, і гинуть від виснаження (утримуючи ние Сахаров в тканинах зменшується з 20 до 2—4 %) і весняних приморозків. Такі рослини навесні легко пошкоджуються сніжної цвіллю, що також призводить до їхнього загибелі.

Вымокание. Вымокание проявляється переважно навесні в знижених місцях під час танення снігу, рідше під час тривалих відлиг, коли лежить на поверхні грунту накап ливается тала вода, яка всотується в завмерлу грунт, і може затопити рослини. І тут причиною загибелі рослин служить різкий недолік кисню (анаэробные усло вия - гіпоксія). У рослин, котрі опинилися під шаром води, нір мальное подих припиняється через брак кисню у воді й грунті. Відсутність кисню посилює анаэробное дыха ние рослин, у результаті можуть утворитися токсичні речовини й рослини гинуть від виснаження і прямого отравле ния організму.

Загибель під крижаної кіркою. Крижана кірка про роззується з полів околицях, де часті відлиги змінюються сильними морозами. Дія вымокания у разі може збільшуватися. У цьому відбувається освіту висячих чи притертых (контактних) крижаних кірок. Менш небезпечні висячі палітурки, оскільки вони утворюються згори грунтів та мало вбираються рослинами; їх легко зруйнувати котком.

При освіті ж суцільний крижаної контактної палітурки рослини повністю умерзають у кригу, що веде до загибелі, адже й так ослаблені від вымокания рослини піддають ся дуже сильному механічному тиску.

Выпирание. Ушкодження і смерть рослин від выпира ния визначаються розривами кореневої системи. Выпирание рас тений спостерігається, якщо восени морози наступають при отсутст вии снігового покрову або якщо в поверхневому шарі грунту мало води (при осінньої посухи), і навіть при відлигах, якщо снігова вода встигне усмоктатися у сухий ґрунт. У таких випадках замерзання води починається ні з поверхні грунту, але в деякою глибині (де є волога). Образующаяся на глибині прошарок льоду поступово товщає з допомогою триваючого надходження води по по чвенным капілярам і порушує (випирає) верхні верстви грунту разом із рослинами, що зумовлює кручі коренів рослин, проникли на значну глибину.

Ушкодження від зимової посухи. Стійкий сніговий покрив охороняє озимі злаки від зимового ви сыхания. Але вони за умов безсніжною чи малосніжною зими, як і плодові дерева й кущі, у районах Росії часто піддаються небезпеці надмірного осушення постійними та з сильними вітрами, особливо наприкінці зими зі значним нагріванні сонцем. Річ у тім, що водний баланс рослин складається взимку вкрай несприятливий, бо вступ води з замерзлій грунту практично припиняється.

Для зменшення випаровування води, несприятливого дії зимової посухи плодові деревні породи утворюють на гілках потужний шар пробки, скидають взимку листя.

Яровизация

Фотопериодические реакцію сезонні зміни довжини дня мають значення для періодичності цвітіння багатьох видів, як поміркованих, і тропічних областей. Проте треба сказати, що з видів поміркованих широт, виявили фо топериодические реакції, щодо мало весеннецветущих, хоча ми постійно зіткнулися з тим, що дуже багато «квітів цвіте навесні», і з таких весеннецветущих форм, наприклад Ficaria verna, первоцвіт (Primula vutgaris), фіалки (види роду Viola) тощо. буд., виявляють виражене се зонное поведінка, залишаючись вегетативними решту року після багатого весняного цвітіння. Не виключено, що весняне цвітіння -реакція на короткі дні взимку, але багатьом видів, це, очевидно, негаразд.

Звісно, довжина дня перестав бути єдиним зовнішнім чинником, змінюваним протягом року. Зрозуміло, як і темпі ратура також характеризується чітко вираженими сезонними змінами, особливо у поміркованих областях, хоча у отноше нии цього чинника спостерігаються значні коливання, як щоденні, і щорічні. Ми знаємо, що сезонні изме нения температури, як і та довжини дня, ока зывают значний вплив на цвітіння багатьох видів расте ний.

Типи рослин, потребують охолодження до переходу до розквіту.

Встановлено, що мно гие види, зокрема озимі однолетние, і навіть двулетние і багаторічні трав'янисті рослини, потребують охлажде нии до переходу до розквіту.

Відомо, що озимі однолетники і двулетники поставши ляют собою монокарпические рослини, які прагнуть затято визации,- вони вегетативними під час першого ве гетативного сезону і цвітуть наступної весни чи раннім ле тому у відповідь період охолодження, отримуваний взимку. Необ ходимость охолодження двулетних рослин для індукції цве тения була експериментально продемонстровано ряд видів, як-от буряк (Beta vulgaris), селеру (Apiutn graveolens), капуста та інші культивовані сорти роду Brassiса, дзвіночок (Campanula medium), чесність (Lunaria biennis), наперстянка (Digitalis purpurea) та інші. Якщо рослини на перстянки, які у нормальних умов поводяться як дву летники, т. е. зацвітають другого року після проростання, зі тримати в оранжереї, можуть залишатися вегетативними не років. У районах із м'якою взимку капуста протягом не скількох років може зрости у відкритому грунті без «образова ния стрілки» (т. е. цвітіння) навесні, які зазвичай відбувається у районах з "холодною взимку. Такі види обов'язково вимагають яровизации, проте в інших видів цвітіння пришвидшується при вплив ними холодом, а може наступати і яровизации; до таких видам, котрі виявляють факультативну по требность в холоді, ставляться салат (Lactuca saiiva), шпинатом (Spinacia oleracea) і позднецветущие сорти гороху (Pistim sa-tivum).

Як і двулетние, багато багаторічні види потребують вплив холодом і зацвітають без щорічного зимового охолодження. З звичайних багаторічних рослин, у холодовом вплив потребують первоцвіт (Primula vulgaris), фіалки (Viola spp.), лакфиоль (Cheiranthus cheirii і З. allionii), лев дідька лисого (Mathiola incarna), деякі сорти хризантем (Chrisant-hemum morifolium), види роду Aster, турецька гвоздика (Dianthus), плевел (Lolium perenne). Багаторічні види вимагають переяровизации щозими.

Не виключено, як і в інших весеннецветущих многолет ников можна знайти потреба у охолодженні. Весенне-цветущие цибулинні рослини, такі, як нарциси, гиацин ти, проліски (Endymion nonscriptus), крокуси тощо. буд. не требу ют охолодження для закладення квіток, оскільки примордий квітки залягав в цибулині попереднім влітку, та їх зростання на значною мірою залежить від температурні умови. Наприклад, у тюльпана початку цвітіння сприяють від носительно високих температур (20° С), але для подовження стебла і зростання листя оптимальної температурою спочатку яв ляется 8-9 °із послідовним підвищенням більш позд них стадіях до 13, 17 і 23°С. Аналогічні реакцію темпі ратуру притаманні гіацинтів і нарцисів.

В багатьох видів закладення квітки відбувається під час самого періоду охолодження і розпочинається лише по тому, як рослина піддалося дії вищих температур, наступних за охолодженням.

Отже, хоча за низьких температурах метаболізм в багатьох рослин значно сповільнюється, поза сумнівом, що яровизация включає активні фізіологічні процеси, природа яких ще зовсім невідома.

Жароустойчивость рослин

Жароустойчивость (жаровыносливость) - здатність расте ний переносити дію високих температур, перегрів. Це ге нетически обумовлений ознака. Види рослин різняться по витривалості до найвищих температур.

По жароустойчивости виділяють групи рослин.

Жаростойкие - термофильные синьо-зелені водорості і бак терии гарячих мінеральних джерел, здатні переносити підвищення до 75-100 °З. Жароустойчивость тер мофильных мікроорганізмів визначається високий рівень метаболізму, підвищеним змістом РНК у клітинах, підвалина чивостью білка цитоплазми до теплової коагуляції.

Жаровыносливые - рослини пустель і сухих місця проживання (суккуленты, деякі кактуси, представники сімейства Толстянковые), що витримують нагрівання сонячним промінням до 50-65єС. Жароустойчивость суккулентов багато чому визначає ся підвищеними в'язкістю цитоплазми і змістом пов'язаний іншої води у клітинах, зниженим обміном речовин.

Нежаростойкие - мезофитные і водні рослини. Мезофиты відкритих місць переносять короткочасне дію температур 40-47 єС, затінених місць - близько 40-42 °З, водні рослини витримують підвищення до 38-42 °З. З сельско господарських найбільш жаровыносливы теплолюбні рослини південних широт (сорго, рис, бавовник, клещевина та інших.).

Багато мезофиты переносять високої температури повітря і уникають перегріву завдяки інтенсивної транспірацію, сни жающей температуру листя. Більше жаростойкие мезофиты відрізняються підвищеною в'язкістю цитоплазми і посиленим сін тезом жаростойких белков-ферментов.

Рослини виробили систему морфологічних і фізіологічних пристосувань, захищають їхні від теплових ушкоджень: світлу забарвлення поверхні, яка відображатиме инсо ляцию; складання і скручування листя; опушения чи чого шуйки, які захищають від перегріву глубжележащие тканини; тонкі верстви корковій тканини, предохраняющие флоэму і камбий; велику товщину кутикулярного шару; високий вміст уг леводов мала — води в цитоплазмі та інших.

На теплової стрес рослини нас дуже швидко реагують индук тивной адаптацією. До впливу високих температур можуть підготуватися протягом кількох годин. Так було в спекотні дні стійкість рослин до найвищих температур пополудні вище, ніж уранці. Зазвичай ця стійкість тимчасова, вона закріплюється і досить швидко зникає, якщо стає про хладно. Обратимость теплового впливу можуть становитиме від кількох годин до 20 днів. У період освіти генератив ных органів жаростійкість однорічних і двулетних рослин знижується.

Засухоустойчивость рослин

Звичайним явищем багатьом регіонів Росії і близько країн СНД стали посухи. Засуха - це тривалий бездождливый пери од, супроводжуваний зниженням відносної вологості віз духу, вологості грунтів та підвищенням температури, коли забезпечуються нормальні потреби рослин, у воді. На терені Росії є регіони нестійкого зволоження з річним кількістю опадів 250-500 мм посушливі, з кількістю опадів менш 250 мм на рік при випаровуваності понад тисячу мм.

Засухоустойчивость - здатність рослин переносити дли тільні посушливі періоди, значний водний дефіцит, зневоднення клітин, тканин та органів. У цьому збитки уро жая залежить від тривалості посухи і його напруженості. Розрізняють посуху почвенную і атмосферную.

Ґрунтова посуха викликається тривалим відсутністю дощів разом із високої температури повітря і сонячної инсо ляцией, підвищеним випаром із поверхні грунтів та транспирацией, сильними вітрами. Усе це призводить до иссушению корнеобитаемого шару грунту, зниження запасу доступною для рослин води при зниженою вологості повітря. Атмосферне посуха характеризується високої температурою і низької віднось тельной вологістю повітря (10-20 %). Жорстка атмосферна посуха викликається переміщенням мас сухого і гарячого

Схожі реферати:

Навігація