Адаптація у рослин

Пристосованість онтогенезу рослин до місцевих умов середовища є наслідком їх еволюційного розвитку (мінливості, спадковості, відбору). Протягом филогенеза кожного виду рослин, у процесі еволюції виробилися певні потреби індивідуума до місцевих умов існування й пристосованість до яку він обіймав екологічної ніші. Влаголюбие і теневыносливость, жароустойчивость, холодостійкість та інші екологічні особливості конкретних видів рослин сформувалися під час еволюції внаслідок тривалої дії відповідних умов. Так, теплолюбні рослин та рослини короткого дня притаманні південних широт, менш вимогливі до тепла й рослини довгого дня — для северных.

У природою одному географічному регіоні кожен вид рослин займає екологічну нішу, відповідає її біологічним особливостям: влаголюбивые — ближчі один до водоймам, теневыносливые — під пологом лісу й до т. буд. Спадкоємність рослин формується під впливом певних умов довкілля. Важливе значення мають значення і зовнішні умови онтогенезу растений.

Найчастіше рослин та посіви (посадки) сільськогосподарських культур, відчуваючи дію тих чи інших несприятливих чинників, виявляють опірність ним як наслідок пристосування до місцевих умов існування, сформованим історично, що зазначав ще До. А. Тимирязев.

1. Основні середовища жизни.

1.

Під час вивчення довкілля (довкілля рослин та тварин та виробничої діяльності) виділяють такі її основні складові: повітряне середовище; водну середу (гідросферу); тваринний мир (человек, домашні і дикі тварини, зокрема риби і птиці); рослинний світ (культурні і дикі рослини зокрема які ростуть у воде);почву (растительный слой);недра (верхняя частина земної кори, не більше якої можлива видобуток з корисними копалинами); кліматичну і акустичну среду.

оздушная середовище то, можливо зовнішньої, у якій більшість людності проводять меншість часу (до 10−15%), внутрішньої виробничої (у ній людина проводить до 25−30% свого часу) і внутрішньої житловий, де люди перебувають багато часу (до 60−70% і более).

Зовнішнє повітря в землі містить за обсягом: 78,08% азоту; 20,95% кисню; 0,94% інертних газів і 0,03% вуглекислого газу. На висоті 5 км зміст кисню залишається тим самим, а азоту збільшується до 78,89%. Часто повітря в землі має різні домішки, особливо у містах: там він містить понад 40 інгредієнтів, далеких природної повітряної середовищі. Внутрішній повітря житлах, зазвичай, имеет.

підвищений вміст вуглекислого газу, а внутрішній повітря виробничих приміщень зазвичай містить домішки, характер яких визначається технологією виробництва. Серед газів виділяється водяну пару, який потрапляє у атмосферу внаслідок випарів з Землі. Велика його частину (90%) зосереджена найнижчому пятикилометровом шарі атмосфери, з висотою його кількість нас дуже швидко зменшується. Атмосфера містить багато пилу, який потрапляє туди разом з Землі і з космосу. При сильних заворушеннях вітри підхоплюють водяні бризки з морів, і океанів. Так потрапляють у атмосферу із води частки солі. Через війну виверження вулканів, лісових пожеж, роботи промислових об'єктів тощо. повітря забруднюється продуктами неповного згоряння. Найбільше пилу й інших домішок в приземному прошарку повітря. Навіть якщо після дощу один див міститься близько тридцяти тис. порошин, а суху погоду в суху погоду в кілька разів больше.

Всі ці дрібні домішки впливають на колір неба. Молекули газів розсіюють короткохвильову частина спектра сонячного променя, тобто. фіолетові і сині промені. Тому днем небо блакитного кольору. А частки домішок, що значно крупнішої молекул газів, розсіюють світлові промені майже всіх довжин хвиль. Тому, коли повітря запилений чи ньому містяться крапельки води, небо стає белесоватым. На великих висотах небо темно-фиолетовое і навіть черное.

Через війну того що відбувається Землі фотосинтезу рослинність щорічно утворює 100 млрд. тоннам органічних речовин (близько половини припадає на морів, і океанів), опановуючи у своїй близько 200 млрд. т. вуглекислого газу та виділяючи в навколишнє середовище близько 145 млрд. т. вільного кисню, вважають, завдяки фотосинтезу утворюється весь кисень атмосфери. Про роль у тому круговерті зелених насаджень свідчать такі дані: 1 га зелених насаджень загалом протягом години очищає повітря від 8 кг вуглекислого газу (який виділяється цей час при подиху 200 людина). Доросле дерево на добу виділяє 180 літрів кисню, а й за п’ять місяців (із травня до вересня) воно поглинає близько 44 кг вуглекислого газа.

Кількість який виділяється кисню і поглощаемого вуглекислого газу залежить від його віку зелених насаджень, видового складу, щільності посадки та інших факторов.

Не менше значення мають значення і морські рослини — фитопланктон (в основному водорості і бактерії), высвобождающие шляхом фотосинтезу кислород.

Водна середовище включає поверхневі і підземні води. Поверхневі води переважно зосереджено океані, змістом 1 млрд. 375 млн. кубічних кілометрів — близько 98% всієї води Землі. Поверхня океану (акваторія) становить 361 млн. квадратних кілометрів. Вона приблизно 2,4 рази більше площі суши—территории, займаної 149 млн. квадратних кілометрів. Вода в океані солона, причому більша значна її частина (більше однієї млрд. кубічних кілометрів) зберігає постійну солоність близько 3,5% і температуру, приблизно рівну 3,7є З. Помітні розбіжності у солоності і температурі спостерігаються майже у поверхневому шарі води, соціальній та околичних і особливо у средиземных морях. Зміст розчиненої кисню у питній воді істотно зменшується на глибині 50−60 метров.

Підземні води бувають солоними, солонуватими (меншою солоності) і прісними; існуючі геотермальні води мають підвищену температуру (більш 30єС).

Для виробничої діяльності людства та її господарсько-побутових потреб потрібно прісна вода, кількість якої лише лише 2,7% загального обсягу води Землі, причому дуже мала їхня частка (всього 0,36%) є у легкодоступних у видобуток місцях. Більшість прісної води міститься у снігах і прісноводних айсбергах, що у районах переважно Південного полярного круга.

Річний світової річковий стік прісної води становить 37,3 тис. кубічних кілометрів. З іншого боку, можна використовувати частина підземних вод, рівна 13 тис. кубічним кілометрів. На жаль, більшість річкового стоку у Росії, яка становить близько 5000 кубічних кілометрів, посідає малородючі і малозаселені північні территории.

лиматическая середовище є важливий чинник, визначальним розвиток різноманітних видів тваринного, рослинного світу та її родючість. Характерною ознакою Росії і те, що більшість її території має значно більше холодний клімат, ніж у сусідніх странах.

се розглянуті складові довкілля входять в.

БІОСФЕРУ: оболонку Землі, що включає частина атмосфери, гідросферу й верхній частина літосфери, які взаємно зв’язані складними біохімічними циклами міграції речовини і, геологічну оболонку Землі, населену живими організмами. Верхня межа життя біосфери обмежений інтенсивної концентрацією ультрафіолетового проміння; нижній — високої температурою земних надр (свыше100`С). Крайніх меж її досягають лише нижчі організми — бактерии.

Адаптація (пристосування) рослини до умов середовища забезпечується з допомогою фізіологічних механізмів (фізіологічна адаптація), а й у популяції організмів (виду) — завдяки механізмам генетичної мінливості, спадкоємності та відбору (генетична адаптація). Чинники довкілля можуть змінюватися закономірно і випадково. Закономірно изменяющиеся умови середовища (зміна сезонів року) виробляють рослин генетичну пристосованість до цих условиям.

У природничих про людське око природні умови проростання чи обробітку рослини у свого зростання і розвитку часто відчувають вплив несприятливих чинників довкілля, яких відносять температурні коливання, посуху, надлишкове зволоження, засоленість грунтів та т. буд. Кожне рослина може до адаптації мінливих умовах довкілля не більше, обумовлених його генотипом. Що здатність рослини змінювати метаболізм відповідно до навколишнім середовищем, тим ширші норма реакції даного рослин та краще спроможність до адаптації. Це властивість відрізняє стійкі сорти сільськогосподарських культур. Зазвичай, несильні і короткочасні зміни чинників довкілля не призводять до істотних порушень фізіологічних функцій рослин, що з їх здатністю зберігати щодо стабільне стан при змінюються умовах довкілля, т. е. підтримувати гомеостаз. Проте різкі і тривалі впливу призводять до порушення багатьох функцій рослини, а вони часто й для її гибели.

При дії несприятливих умов зниження фізіологічних процесів та зняття функцій може становити критичних рівнів, не які забезпечують реалізацію генетичної програми онтогенезу, порушуються енергетичний обмін, системи регуляції, білковий міна й інші життєво важливі функції рослинного організму. При вплив на рослина несприятливих чинників (стрессоров) у ньому виникає напружене стан, відхилення від норми — стрес. Стрес — загальна неспецифическая адаптационная реакція організму на дію будь-яких несприятливих чинників. Вирізняють три основні групи чинників, викликають стрес рослин: фізичні — недостатня чи надлишкова вологість, освітленість, температура, радіоактивне випромінювання, механічні впливу; хімічні — солі, гази, ксенобіотики (гербіциди, інсектициди, фунгіциди, промислові відходи та інших.); біологічні — поразка збудниками хвороб чи шкідниками, конкуренція е іншими рослинами, вплив тварин, цвітіння, дозрівання плодов.

Сила стресу залежить від швидкості розвитку несприятливої для рослини ситуації та рівня стрессирующего чинника. При повільному розвитку несприятливих умов рослина краще пристосовується ним, аніж за короткочасному, але сильному дії. У першому випадку, зазвичай, більшою мірою виявляються специфічні механізми стійкості, у другому — неспецифические.

У несприятливих природні умови стійкість і продуктивність рослин визначаються поруч ознак, властивостей і защитно-приспособительных реакцій. Різні види рослин забезпечують стійкість і виживання в несприятливі погодні умови трьома основними способами: з допомогою механізмів, що дозволяють їм уникнути несприятливих впливів (стан спокою, эфемеры та інших.); у вигляді спеціальних структурних пристосувань; завдяки фізіологічним властивостями, що дозволяє їм подолати анчар оточуючої среды.

Однолетние сільськогосподарські рослини в поміркованих зонах, завершуючи свій онтогенез в порівняно сприятливі умови, зимують як стійких насіння (стан спокою). Багато багаторічні рослини зимують як підземних запасающих органів (цибулин чи кореневищ), захищених від вимерзання шаром грунтів та снігу. Плодові дерева й кущі поміркованих зон, захищаючись від зимових холодів, скидають листья.

Захист від несприятливих чинників середовища рослин забезпечується структурними пристосуваннями, особливостями анатомічного будівлі (кутикула, кірка, механічні тканини тощо. буд.), спеціальними органами захисту (жагучі шерстинки, колючки), руховими і фізіологічними реакціями, виробленням захисних речовин (смол, фітонцидів, токсинів, захисних белков).

До структурним пристосуванням ставляться мелколистность і навіть відсутність листя, воскообразная кутикула лежить на поверхні листя, їх густе опущення і заглибленість устьиц, наявність соковитих листя і стебел, які зберігали резерви води, эректоидность чи пониклость листя та інших. Рослини мають різними фізіологічними механізмами, що дозволяє пристосовуватися до несприятливих умов середовища. Це сам-тип фотосинтезу суккулентных рослин, який зведе до мінімуму втрати води та дуже важливий для виживання рослин, у пустелі тощо. д.

2. Пристосування у растений.

Холодостойкость растений.

Стійкість рослин до низьких температур поділяють на холодостойкость і морозоустойчивость. Під холодостойкостью розуміють здатність рослин переносити позитивні температури трохи вища Оє З. Холодостойкость властива рослинам помірної смуги (ячмінь, овес, льон, вика та інших.). Тропічні і субтропічні рослини пошкоджуються і відмирають за температур від 0є до 10є З (кави, бавовник, огірок та інших.). А для більшості сільськогосподарських рослин низькі позитивні температури негубительны. Пов’язано це про те, що з охолодженні ферментативний апарат рослин не засмучується, не знижується опірність грибною захворювань і взагалі відбувається помітних ушкоджень растений.

Ступінь холодостойкости різних рослин неоднакова. Багато рослини південних широт пошкоджуються холодом. При температурі 3 °З пошкоджуються огірок, бавовник, квасоля, кукурудза, баклажан. Стійкість до холоду у сортів різна. Для характеристики холодостойкости рослин використовують поняття температурний мінімум, у якому зростання рослин припиняється. Для великий групи сільськогосподарських рослин його величина становить 4 °З. Проте багато хто рослини мають вищу значення температурного і відповідно вони менш стійкі до впливу холода.

Пристосування рослин до низьким позитивним температур.

Стійкість до низьких температур — генетично детермінований ознака. Холодостойкость рослин визначається здатністю рослин зберігати нормальну структуру цитоплазми, змінювати обмін речовин, у період охолодження і наступного підвищення температури досить високому уровне.

Морозоустойчивость растений.

Морозоустойчивость — здатність рослин переносити температуру нижче Про °З, низькі температуру. Морозостійкі рослини здатні запобігати чи зменшувати дію низьких негативних температур. Морозы в зимовий період із температурою нижче -20 °З звичні для значній своїй частині терені Росії. Впливу морозів піддаються однолетние, двулетние і багаторічні рослини. Рослини переносять умови зими різні періоди онтогенезу. У однорічних культур зимують насіння (ярові рослини), раскустившиеся рослини (озимі), у двулетних і багаторічних — бульби, корені, цибулини, кореневища, дорослі рослини. Здатність озимих, багаторічних трав’янистих і деревних плодових культур перезимовывать обумовлюється їх зараз досить високої морозоустойчивостью. Тканини цих рослин можуть замерзати, проте рослини не гинуть.

Замерзання рослинних клітин та тканин та що відбуваються у своїй процеси.

Здатність рослин переносити температуру визначається спадкової основою цього виду рослин, проте морозоустойчивость однієї й тієї ж рослини залежить та умовами, попередніх наступові морозів, які впливають характер льдообразования. Крига може утворюватися як і протопласте клітини, і у межклеточном просторі. Не всяке освіту льоду наводить клітини рослини до гибели.

Поступове зниження температури зі швидкістю 0,5—1 °С/ч призводить до утворення кристалів льоду насамперед у межклеточниках і спочатку не викликають загибелі клітин. Однак 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 гинуть. Убиті морозом рослини після відтаювання втрачають тургор, з їхньої м’ясистих тканин випливає вода.

Морозостійкі рослини мають пристосуваннями, уменьшающими зневоднення клітин. При зниженні температури таким рослин відзначаються підвищення змісту Сахаров та інших речовин, захищають тканини (кріопротектори), це передусім гидрофильные білки, моноі олігосахариди; зниження оводненности клітин; збільшення кількості полярних ліпідів й відповідне зниження насиченості їх жирнокислотных залишків; збільшення кількості захисних белков.

На ступінь морозотривкість рослин великий вплив надають цукру, регулятори росту й інші речовини, які утворюються у клітинах. У зимуючих рослинах в цитоплазмі накопичуються цукру, а зміст крохмалю знижується. Вплив цукрів для підвищення морозотривкість рослин багатосторонньо. Нагромадження Сахаров охороняє від замерзання великий обсяг внутрішньоклітинної води, помітно зменшує кількість що утворюється льда.

Властивість морозотривкість формується у процесі онтогенезу рослини під впливом певних умов середовища відповідно до генотипом рослини, пов’язані з різкого зниження темпи зростання, переходом рослини до стану покоя.

Життєвий цикл розвитку озимих, двулетних і багаторічних рослин контролюється сезонним ритмом світлового і температурного періодів. На відміну від ярих однорічних рослин вони починають готуватися перенесення несприятливих зимових умов з зупинки розвитку і потім протягом осені під час наступу знижених температур.

Зимостійкість растений.

Зимостійкість як опірність комплексу несприятливих чинників перезимовки.

Безпосереднє дію морозу на клітини — не єдина небезпека, загрозлива багаторічним трав’янистим і деревним культурам, озимим рослинам протягом зими. Крім прямої дії морозу рослини піддаються низки несприятливих чинників. Протягом зими температура може істотно коливатися. Морозы нерідко змінюються короткочасними і тривалими відлигами. Взимку нерідкісне явище снігові бурі, а бесснежные зими південніших районах країни — і суховії. Усе це виснажує рослини, котрі після перезимовки виходять сильно ослабленими і надалі можуть погибнуть.

Особливо численні несприятливі впливу відчувають 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 несприятливих чинників в зимовий період і необхідність ранньої навесні: выпревания, вымокания, крижаної кірки, выпирания, ушкодження від зимової засухи.

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

Выпревание. Серед перелічених негараздів перше місце займає выпревание рослин. Загибель рослин від выпревания спостерігається переважно у теплі зими з великим сніговим покровом, що лежить 2—3 місяці, якщо сніг випадає на мокру і талу землю. Дослідження показали, що причиною загибелі озимих від выпревания — виснаження рослин. Перебуваючи під снігом за нормальної температури близько Про °З дуже зволоженій середовищі, майже темряві, т. е. за умов, у яких процес дихання відбувається досить інтенсивно, а фотосинтез виключений, рослини поступово витрачають цукру й інші запаси поживних речовин, накопичені у період проходження першої фази загартовування, і гинуть від виснаження (зміст Сахаров в тканинах зменшується з 20 до 2—4%) і весняних приморозків. Такі рослини навесні легко пошкоджуються сніжної цвіллю, що також призводить до їхнього гибели.

Вимокання. Вимокання проявляється переважно навесні в знижених місцях під час танення снігу, рідше під час тривалих відлиг, коли лежить на поверхні грунту накопичується тала вода, яка всотується в завмерлу грунт, і може затопити рослини. І тут причиною загибелі рослин служить різкий недолік кисню (анаэробные умови — гіпоксія). У рослин, котрі опинилися під шаром води, нормальне подих припиняється через брак кисню у воді й грунті. Відсутність кисню посилює анаэробное подих рослин, у результаті можуть утворитися токсичні речовини й рослини гинуть від виснаження і прямого отруєння организма.

Загибель під крижаної кіркою. Крижана кірка утворюється 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 катком.

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

Выпирание. Ушкодження і смерть рослин від выпирания визначаються розривами кореневої системи. Выпирание рослин спостерігається, якщо восени морози наступають за відсутності снігового покрову або якщо в поверхневому шарі грунту мало води (при осінньої посухи), і навіть при відлигах, якщо снігова вода встигне усмоктатися у грунт. У таких випадках замерзання води починається ні з поверхні грунту, але в деякою глибині (де є волога). Що Настає на глибині прошарок льоду поступово товщає з допомогою триваючого надходження води по грунтовим капілярам і порушує (випирає) верхні верстви грунту разом із рослинами, що зумовлює кручі коренів рослин, проникли на значну глубину.

Ушкодження від зимової посухи. Стійкий сніговий покрив охороняє озимі злаки від зимового засихання. 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 прекращается.

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 фотопериодические 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 сезонне поведінка, залишаючись вегетативними решту року після багатого весняного цвітіння. Не виключено, що весняне цвітінняреакція на короткі дні взимку, але багатьом видів, це, очевидно, не так.

Звісно, довжина дня перестав бути єдиним зовнішнім чинником, змінюваним протягом року. Зрозуміло, як і температура також характеризується чітко вираженими сезонними змінами, особливо у поміркованих областях, хоча стосовно цього чинника спостерігаються значні коливання, як щоденні, і щорічні. Ми знаємо, що сезонні зміни температури, як і та довжини дня, істотно впливають на цвітіння багатьох видів растений.

Типи рослин, потребують охолодження до переходу до цветению.

Встановлено, що багато видів, зокрема озимі однолетние, і навіть двулетние і багаторічні трав’янисті рослини, потребують охолодженні до переходу до розквіту.

Відомо, що озимі однолетники і двулетники є монокарпические рослини, які прагнуть яровизации, — вони вегетативними під час першого вегетативного сезону і цвітуть наступної весни чи на початок літа у відповідь період охолодження, отримуваний взимку. Необхідність охолодження двулетних рослин для індукції цвітіння 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 наперстянки, які у нормальних умов поводяться як двулетники, т. е. зацвітають другого року після проростання, утримувати в оранжереї, можуть залишатися вегетативними кілька років. У районах із м’якою взимку капуста протягом кілька років може зрости у відкритому грунті без «освіти 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 потреба у 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), левкой (Mathiola incarna), деякі сорти хризантем (Chrisant-hemum morifolium), види роду Aster, турецька гвоздика (Dianthus), плевел (Lolium perenne). Багаторічні види вимагають переяровизации кожну зиму.

Не виключено, як і в інших весеннецветущих многолетников можна знайти потреба у охолодженні. Весенне-цветущие цибулинні рослини, такі, як нарциси, гіацинти, проліски (Endymion nonscriptus), крокуси тощо. буд. не вимагають 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 щодо високих температур (20° С), але для подовження стебла і зростання листя оптимальної температурою спочатку є 8−9 °із послідовним підвищенням більш пізніх стадіях до 13, 17 і 23 °C. Аналогічні реакцію температуру притаманні гіацинтів і нарциссов.

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 неизвестна.

Жароустойчивость растений.

Жароустойчивость (жаровыносливость) — здатність рослин переносити дію високих температур, перегрів. Це генетично обумовлений ознака. Види рослин різняться по витривалості до найвищих температурам.

По жароустойчивости виділяють групи растений.

Жаростойкие — термофильные синьо-зелені водорості і бактерії гарячих мінеральних джерел, здатні переносити підвищення до 75−100 °З. Жароустойчивость термофильных мікроорганізмів визначається високий рівень метаболізму, підвищеним змістом РНК у клітинах, сталістю білка цитоплазми до теплової коагуляции.

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 визначається підвищеними в’язкістю цитоплазми і змістом пов’язаної води у клітинах, зниженим обміном веществ.

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 сільськогосподарських найбільш жаровыносливы теплолюбні рослини південних широт (сорго, рис, бавовник, клещевина і др.).

Багато мезофиты переносять високої температури повітря і уникають перегріву завдяки інтенсивної транспірацію, знижує температуру листя. Більше жаростойкие мезофиты відрізняються підвищеною в’язкістю цитоплазми і посиленим синтезом жаростойких белков-ферментов.

Рослини виробили систему морфологічних і фізіологічних пристосувань, захищають їхні від теплових ушкоджень: світлу забарвлення поверхні, яка відображатиме інсоляцію; складання і скручування листя; опушения чи лусочки, які захищають від перегріву глубжележащие тканини; тонкі верстви корковій тканини, предохраняющие флоэму і камбий; велику товщину кутикулярного шару; високий вміст вуглеводів мала — води в цитоплазмі і др.

На теплової стрес рослини нас дуже швидко реагують індуктивної 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 прохолодно. Оборотність теплового впливу можуть становитиме від кількох годин до 20 днів. У період освіти генеративних органів жаростійкість однорічних і двулетних рослин снижается.

Засухоустойчивость растений.

Звичайним явищем багатьом регіонів же Росії та країн СНД стали посухи. Засуха — це тривалий бездождливый період, супроводжуваний зниженням відносної вологості повітря, 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 тривалі посушливі періоди, значний водний дефіцит, зневоднення клітин, тканин та органів. У цьому збитки врожаю 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 инсоляцией, 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 відносної вологістю повітря (10−20%). Жорстка атмосферна посуха викликається переміщенням мас сухого і гарячого повітря — суховія. До негативних наслідків наводить імла, коли суховій супроводжується появою повітря ґрунтових частинок (пилові бури).

Атмосферне посуха, різко посилюючи випаровування води із поверхні грунтів та транспирацию, спричиняє порушення узгодженості швидкостей надходження з грунту в надземні органи води та втрати її рослиною, внаслідок рослина завядает. Проте за хорошому розвитку кореневої системи атмосферна посуха не йде на рослинам великої шкоди, якщо температура вбирається у стерпний рослинами межа. Тривала атмосферна посуха за відсутності дощів призводить до грунтової посухи, яка більше небезпечна для растений.

Засухоустойчивость обумовлена генетично певної приспособленностью рослин до місцевих умов місця проживання, і навіть адаптацією до дефіциту води. Засухоустойчивость виявляється у здібності рослин переносити значне зневоднення з допомогою розвитку високого водного потенціалу тканин при функціональної схоронності клітинних структур, і навіть з допомогою адаптивних морфологічних особливостей стебла, листя, генеративних органів, що підвищують їх витривалість, толерантність дії тривалої засухи.

Типи рослин стосовно водного режиму.

Рослини посушливих областей називаються ксерофитами (від грецького хеrоs — сухий). Вони можуть у процесі індивідуального розвитку пристосовуватися до атмосферної і грунтової посухи. Характерні ознаки ксерофитов — незначні обсяги испаряющей поверхні, і навіть невеликі розміри надземної частини проти підземної. Ксерофиты — це звичайно трави чи низькорослі чагарники. Їх ділять сталася на кілька типів. Наводимо класифікацію ксерофитов по П. А. Генкелю.

Суккуленты — дуже стійкі до перегріву і стійкі до зневоднення, під час посухи вони відчувають нестачі води, оскільки містять дуже багато її й повільно витрачають. Коренева система вони розгалужена в різні боки у верхніх шарах грунту, завдяки чому дощові періоди рослини швидко всмоктують воду. Це кактуси, алое, очиток, молодило.

Эвксерофиты — жаростойкие рослини, що добре переносять посуху. До цій групі ставляться такі степові рослини, як вероніка сиза, айстра волохата, полин блакитна, кавун колоцинт, верблюжа колючка та інших. Але вони незначна транспирация, високе осмотическое тиск, цитоплазма вирізняється високою еластичність і в’язкістю, коренева система дуже розгалужена, і полягала основна її маса розміщена у верхній шарі грунту (50−60 див). Ці ксерофиты здатні скидати листя, і навіть цілі ветви.

Гемиксерофиты, чи полуксерофиты — це рослини, які нездатні переносити зневоднення і перегрів. В’язкість і еластичність протопласта вони незначна, вирізняється високою транспирацией, глибокої кореневої системою, яка може становити підгрунтової води, що забезпечує безперебійне постачання рослини водою. До цій групі ставляться шавлія, різак звичайний і др.

Стипаксерофшпы — це ковила, тирса та інші узколистные степові злаки. Вони стійкі до перегріву, добре використовують вологу короткочасних дощів. Витримують лише короткочасну брак води в почве.

Пойкилоксерофиты — рослини, не регулюючі свого водного режиму. Це переважно лишайники, які можуть опинитися висихати до воздушно-сухого гніву й знову виявляти життєдіяльність після дождей.

Гигрофиты (від грецького hihros — вологий). У рослин, які стосуються цій групі, немає пристосувань, обмежують витрата води. Для гигрофитов характерні порівняно великі розміри клітин, тонкостінна оболонка, слабоодревесневшие стінки судин, деревних і луб’яних волокон, тонка кутикула і малоутолщенные зовнішні стінки епідермісу, великі устячка і мало їх у одиницю поверхні, велика листовая платівка, погано розвинені механічні тканини, рідкісна мережу жилок в аркуші, велика кутикулярная транспирация, довгий стебло, недостатньо розвинена коренева система. По будовою гигрофиты наближаються до теневыносливым рослинам, але мають своєрідну гигроморфную структуру. Незначний недолік води у грунті викликає швидке завядание гигрофитов. Осмотическое тиск клітинного соку у яких невисока. До них належать лепешняк, багно, брусниця, лох.

Згідно з умовами проростання і особливостям будівлі до гигрофитам дуже близькі рослини з частково чи цілком зануреними у воду чи плаваючими їхньому поверхні листям, які називаються гидрофитами.

Мезофиты (від грецького mesos — середній, проміжний). Рослини цієї екологічної групи ростуть за умов достатнього зволоження. Осмотическое тиск клітинного соку у мезофитов 1−1,5 тис. кПа. Вони легко завядают. До мезофитам ставляться більшість лугових злаків і бобовихпирій, лисохвіст луговий, тимофеевка лугова, люцерна синя та інших. З польових культур тверді і м’які пшениці, кукурудза, овес, горох, соя, цукрові буряки, коноплі, майже всі плодові (крім мигдалю, винограду), багато овочевим культурам (моркву, помидорыи др.).

Транспирирующие органи — листя відрізняються значної пластичністю; залежно та умовами проростання у тому будову спостерігаються досить високі відмінності. Навіть листя одного рослини при різному водопостачанні і висвітленні мають розбіжності у будову. Встановлено певні закономірності у структурі листя залежно розміщення їх у растении.

У. Р. Заленский виявив зміни у анатомічному будову листя по ярусам. Він встановив, що з листя верхнього ярусу спостерігаються закономірні зміни у бік посилення ксероморфизма, т. е. відбувається освіту структур, що підвищують засухоустойчивость цих листя. Листя, які працюють у верхню частину стебла, завжди від нижніх, саме: що стоїть розташований лист на стеблі, тим менше розміри його клітин, більше устьиц і від їх розміри, більше шерстинок на одиницю поверхні, гущі мережу які проводять пучків, сильніше розвинена палисадная тканину. Всі ці ознаки характеризують ксерофилию, т. е. освіту структур, сприяють підвищенню засухоустойчивости.

З певної анатомічної структурою пов’язані Шекспір і фізіологічні особливості, саме: верхні листя відрізняються вищої асиміляційною здатністю і більше інтенсивної транспирацией. Концентрація соку у верхніх листі зустрічалися з більш висока, у зв’язку з що може відбуватися відтягування води верхніми листям від нижніх, засыхание і відмирання нижніх листя. Структура органів прокуратури та тканин, що підвищує засухоустойчивость рослин, називається ксероморфизмом. Відмітні особливості у структурі листя верхнього ярусу пояснюються тим, що вони розвиваються за умов кілька утрудненого водоснабжения.

Для рівняння балансу між надходженням і витратою води в рослині утворилася складна система анатомо-фізіологічних пристосувань. Такі пристосування простежуються в ксерофитов, гигрофитов, мезофитов.

Результати досліджень показали, що пристосувальні властивості у засухостійких форм рослин виникають під впливом умов його существования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Дивовижна гармонія живої природи, її досконалість створюються сама природа заклала: боротьбою за виживання. Форми пристосувань в рослин і тварин нескінченно різноманітні. Весь тваринний і рослинний світ від часу своєї появи вдосконалюється шляхом доцільних пристосувань до місцевих умов проживання: до води, до повітрю, сонячному світлу, сили тяжкості тощо.

1. Володько И. К. «» Мікроелементи і стійкість рослин до несприятливих умов «», Мінськ, Наука і, 1983 г.

2. Горышина Т. К. «» Екологія рослин «», уч. Посібник для вузів, Москва, У. школа, 1979 г.

3. Прокоф'єв А.А. «» Проблеми засухоустойчивости рослин «», Москва, Наука, 1978 г.

4. Сергєєва К.А. «» Фізіологічні і біохімічні основи зимостойкости деревних рослин «», Москва, Наука, 1971 г.

5. Культиасов І.М. Екологія рослин. — М.: Вид-во московського ун-ту, 1982.