Существенное действие на растения оказывают как низкие температуры,
так и высокие температуры.
По отношению к низким температурам различают:
холодостойкость, т.е. способность растения переносить низкие
положительные температуры, при этом у растений не происходят
изменения в ферментативном аппарате, поскольку сами ферменты,
по-видимому, имеют структурные особенности, позволяющие сохранить
пространственную структуру и биологическую активность в
низкотемпературных условиях,
морозостойкость, т.е. способность растений переносить охлаждение
ниже ОоС,
зимостойкость, т.е. комплексная устойчивость растений против
неблагоприятных факторов зимы (морозов, чередующихся с оттепелями,
ледяной корки, снеговалов и т.п.).
При переживании растениями зимних условий особое значение имеют
типичные повреждения растений и способы профилактики этих
повреждений:
выпирание,
выпревание,
вымокание,
витрификация.
Выпирание - это гибель озимых культур, наступающая вследствие того,
что в почве образуется ледяная прослойка, поднимающая верхний слой
почвы вместе с растениями, что приводит к обрыву корневой системы.
Ледяная прослойка образуется в том случае, когда талая вода,
успевшая просочиться в почву, замерзает с наступлением морозов.
Выпревание - это гибель растений, находящихся под глубоким покровом
снега в условиях мягкой зимы. Причина выпревания - расходование на
дыхание запасенных с осени веществ без их фотосинтетического
пополнения. Устойчивость к выпреванию определяется большим
накоплением углеводов и низким уровнем дыхания в зимний период.
Вымокание - это гибель растений, происходящая преимущественно в
весенний период или в период продолжительных оттепелей, когда на
поверхности почвы скопляется талая вода, не впитавшаяся в замерзшую
почву. Причиной гибели является недостаток кислорода. При
замерзании этой талой воды образуется ледяная корка, которая может
сдавливать и разрывать вмерзшие в нее растения озимых культур.
Витрификация - это переход свободной воды в клетках растения в
стеклообразное состояние при резком охлаждении растений ниже 20
градусов мороза. Застывшая растительная ткань в виде аморфной
стекловидной массы долго сохраняет свою жизнеспособность. Условия
разморожения витрифицированных растений определяют возможность
восстановления жизнеспособности:
при медленном отогревании ткани восстанавливаются,
при быстром отогревании происходит гибель клеток из-за того, что
вода в большом количестве, поступающая в протопласт, не успевает
перейти в связанное с белками состояние и повреждает структуры ядра
и цитоплазмы.
Растения или органы растений, находящиеся в состоянии глубокого
покоя, переносят очень низкие температуры, например в
экспериментальных условиях удалось сохранить жизнеспособность
черенков смородины после замораживания их до -253оС.
И.И. Туманов в 60-е годы прошлого века обосновал теорию закаливания
растений, согласно которой при закаливании в тканях растений
физиологические процессы идут с клетках в следующем порядке:
на первой фазе закаливания происходит накапливание сахаров,
снижается осмотическое давление под влиянием низких положительных
температур, прекращается рост растения,
на второй фазе закаливания при отрицательных температурах от 0 до
-1оС, т.е. при температурах, еще не вызывающих необратимых
повреждений клетки, наблюдается частичная потеря воды клетками,
возрастает количество коллоидно-связанной воды.
Закаливанию растений способствует накопление ингибиторов роста, а
ослабляет процесс закаливания увеличение концентрации
гиббереллинов.
На проявление морозоустойчивости растений оказывает определенное
влияние фотопериод в данных климатических условиях, например,
длинный день способствует накоплению стимуляторов роста, а короткий
день - ингибиторов роста.
Устойчивость к заморозкам у сельскохозяйственных культур
различна.
Сельскохозяйственные культуры
температурный предел, который они выдерживают в фазе всходов
горох, капуста, овес, пшеница, ячмень
до -10оС
бобы, морковь, подсолнечник, свекла
до -8оС
картофель, кукуруза, махорка
до -3оС
арахис, бахчевые, гречиха, огурец, табак, томат, фасоль
до +1оС
В практике сельского хозяйства применяют следующие приемы повышения
холодостойкости растений:
закалка набухших семян в течение 5-10 дней попеременно
температурами выше и ниже 0оС,
намачивание семян теплолюбивых культур (кукурузы) в растворе
алюмокалиевых квасцов,
замачивание семян в растворах микроэлементов, азотнокислого
аммония,
закалка рассады в теплицах и парниках низкими положительными
температурами (открывание рам, поднятие "фартуков" в пленочных
теплицах днем).
Повышение морозостойкости при выращивании южных плодовых культур в
северных районах достигают путем искусственного сокращения длины
дня, при этом укорачивается период вегетации и создаются условия
для вызревания древесины, полного ухода в состояние покоя почек, а,
следовательно, обеспечивается успешная перезимовка.
Большое значение имеет холодо - и морозостойкость у озимых культур.
Узел кущения у озимых культур - это единственный орган, способный к
образованию новых корней и надземных побегов, поэтому особое
значение имеет его глубина залегания. У зимостойких сортов эта
величина в 1,5-2 раза больше, чем у не зимостойких сортов. С
увеличением глубины заделки семян при посеве возрастает и глубина
залегания узла кущения.
Таким образом можно управлять процессом перезимовки, регулируя
сроки, способы посева, глубину посева, нормы высева, активно
применяя весеннее боронование, стимулирующее способность к
регенерации узла кущения злаков, подбирая сорта, наилучшим образом
приспособленные к данным климатическим условиям.
По отношению к высоким температурам различают:
жаростойкость- способность растений переносить перегрев от 40 до
65оС. При повреждении растений высокими температурами без изменения
уровня влажности в тканях происходит разрушение белково-липидного
комплекса мембран, клетки теряют осмотические свойства, происходит
обезвоживание тканей, разрушение коллоидных структур
цитоплазмы.
засухоустойчивость - способность растений переносить атмосферную и
почвенную засуху.
Засухиделятся на следующие виды в зависимости от времени
наступления:
весенняя засуха характеризуется сравнительно низкими температурами,
низкой относительной влажностью воздуха и сильными сухими
ветрами,
летняя засуха характеризуется высокими температурами, низкой
влажностью воздуха и повышенной испаряемостью,
осенняя засуха характеризуется высокими температурами, низкой
влажностью воздуха и сильным иссушением почвы.
В зависимости от особенностей протекания засухи делятся на два
типа:
1. Почвенная засуха - характеризуется постепенным иссушением почвы
и растения в некоторой степени способны временно приспособиться к
ней. При этом виде засухи завядают сначала нижние листья.Но при
достаточно длительном периоде продолжительности почвенной засухи в
конце лета и осенью, она гораздо опаснее кратковременной
атмосферной засухи.
Атмосферная засуха - характеризуется резким уменьшением
относительной влажности воздуха (до 10-20%), вследствие чего
корневая система не успевает подавать воду в листья при сильно
увеличившейся транспирации. Происходит быстрое обезвоживание
верхних листьев, репродуктивных органов. Для атмосферной засухи
характерны такие явления, как "запал" и "захват". Запал - это
повреждение листьев и других надземных органов под действием
перегрева и высокой сухости воздуха. При сильной степени запала
листья высыхают, оставаясь зелеными, при обычном запале хлорофилл
распадается и листья буреют. Захват - это повреждение хлебов
суховеями в стадии молочной или молочно-восковой спелости (конец
июня - начало июля). Вследствие перегрева и резкого водного
дефицита зерновки пересыхают, белки сворачиваются, нарушается отток
пластических веществ из листьев и соломы. зерно щуплое с низкой
всхожестью. Поэтому в зоне суховеев используют скороспелые сорта и
проводят агролесомелиоративные мероприятия, снижающие интенсивность
суховеев.
Ко всем видам воздействия температурным фактором растения
приспосабливаются используя все виды приспособлений
(морфологические - для снижения транспирации, физиологические - для
изменения вязкости цитоплазмы, переход в состояние покоя).
Устойчивость растений к засухе или к повышенным температурам
определяется различными методами как лабораторными (в специальных
опытах в использованием отдельных тканей и органов), так и
лабораторно-полевыми (в специальных опытах в вегетационных сосудах
с контролируемым режимом полива). В полевых условиях засухо - и
жаростойкость растений и необходимость полива определяют с помощью
различных приборов:
"тургомера" (принцип действия - измерение толщины листьев при
воздействии высокой температуры),
ЭСТЛП-1а (прибор для определения электрического сопротивления
тканей листьев) (принцип действия - измерение электрического
сопротивления тканей листьев, которое имеет тесную отрицательную
сопряженность с содержанием воды в листьях и положительную
сопряженность с водоудерживающей способностью листьев).
По отношению к температурному фактору и водному режиму все растения
подразделяются на следующие экологические типы:
1. Ксерофиты (приспособлены к атмосферной засухе) и делятся на
подтипы:
суккуленты (стойки к перегреву, содержат большое количество воды и
медленно ее расходуют - кактусы, алоэ, очиток),
эвксерофиты (хорошо переносят засуху за счет морфологических и
физиологических приспособлений - верблюжья колючка, полынь),
гемиксерофиты (полуксерофиты) (переносят обезвоживание и перегрев
за счет глубокой корневой системы - шалфей),
стипаксерофиты (выносят перегрев, но почвенную засуху переносят
плохо - ковыль и другие степные злаки),
пойкилоксерофиты (уходят от неблагоприятных условий - степные
тюльпаны, лишайники),
2. Гигрофиты - водные растения - не переносят засухи и высоких
температур,
3. Мезофиты - произрастают в условиях достаточного водоснабжения -
подавляющее большинство культурных растений.
Приспособление растений к температурному фактору.
78
0
5 минут
Темы:
Понравилась работу? Лайкни ее и оставь свой комментарий!
Для автора это очень важно, это стимулирует его на новое творчество!