Как влияет засуха на растение
Обновлено: 05.10.2024
Растения, перенесшие небольшую засуху, повторно выдерживают ее с меньшими потерями, становятся более устойчивыми к обезвоживанию.
Разработаны методы предпосевного закаливания к засухе. закаливать наклюнувшиеся семена, подвергая их подсушиванию от одного до трех раз. В результате повышается засухоустойчивость растений и увеличивается их урожайность в засушливых условиях (пшеница и другие культуры). Закаленные растения приобретают анатомо-морфологическую структуру, свойственную засухоустойчивым растениям, имеют более развитую корневую систему. Окислительное фосфорилирование у 4-, 8 — и 11-дневных проростков кукурузы было у закаленных растений выше, чем у контрольных. Эффективность предпосевного закаливания по методу Генкеля повышается при замачивании семян в слабых растворах борной кислоты. Улучшает всхожесть и повышает жароустойчивость растений обработка семян цитокинином
18. Засуха и ее вид
За́суха — длительный период устойчивой погоды с высокими (для данной местности) температурами воздуха и малым количеством осадков , в результате чего снижаются влагозапасы почвы и возникает угнетение и гибель культурных растений.
Начало засухи обычно связано с установлением малоподвижного высокого антициклона. Обилие солнечного тепла и постепенно понижающаяся влажность воздуха создают повышенную испаряемость (атмосферная засуха), в связи с чем запасы почвенной влаги без пополнения их дождями истощаются (почвенная засуха). Постепенно, по мере усиления почвенной засухи, пересыхают пруды, реки, озёра, родники, — начинается гидрологическая засуха.
При засухе поступление воды в растения через корневые системы затрудняется, расход влаги на транспирацию начинает превосходить её приток из почвы, водонасыщенность тканей падает, нормальные условия фотосинтеза и углеродного питания нарушаются.
В зависимости от времени года различают весенние, летние и осенние засухи.
весенние засухи особенно опасны для ранних зерновых культур;
летние причиняют сильный вред как ранним, так и поздним зерновым и другим однолетним культурам, а также плодовым растениям;
осенние опасны для всходов озимых.
По способу воздействия на растения: длительн и кратковренеменные
19. Влияние засухи на растение
Если в почве имеется недостаточное количество доступной для растения воды, то отрицательное влияние перегрева становится особенно сильным. Перегрев вызывает повреждение растения, называемое запалом. Запал обнаруживается через некоторое время в виде различно окрашенных некротических пятен на листьях. На пшенице появляются желтые пятна, на овсе — красные, у большинства растений — коричневые.
Встречается и другой вид повреждений от атмосферной засухи — захват. Он наблюдается реже, чем запал, и проявляется в том случае, когда при сравнительно не очень высоких температурах наблюдаются сильный ветер и большая сухость воздуха. При этом листья просто высыхают, сохраняя зеленую окраску.
Недостаток воды в тканях растений (водный дефицит) может возникнуть в жаркую солнечную погоду к середине дня, при этом увеличивается сосущая сила листьев, что активирует поступление воды из почвы. Растение регулирует уровень водного дефицита открытием или закрытием устьиц. В этот период происходит временное завядание листьев. Обычно в вечерние и утренние часы это явление устраняется.
Отсутствие в почве доступной для растения воды приводит к глубокому завяданию. Это завядание чаще всего приводит к гибели растения. Характерным признаком устойчивого водного дефицита является сохранение его в тканях утром, прекращение выделения пасоки из срезанного стебля. Действие засухи приводит в первую очередь к уменьшению в клетках свободной воды, что нарушает гидратные оболочки белков цитоплазмы и сказывается на функции белков-ферментов.
При длительном завядании снижается активность ферментов синтеза и активируются гидролитические процессы, что приводит к возрастанию содержания в клетках низкомолекулярных белков.
Происходит снижение скорости фотосинтеза из-за недостатка СО2, нарушения синтеза хлорофилла и АТФ, изменения в течение фотохимических реакций и задержки оттока ассимилятов из листьев.
При обезвоживании у растений, не приспособленных к засухе, значительно усиливается интенсивность дыхания, а у засухоустойчивых растений такое явление не наблюдается.
В условиях водного дефицита тормозятся клеточное деление и особенно растяжение, что приводит к формированию мелких клеток. Вследствие этого задерживается рост листьев, стебля растения в целом.
Время от времени природа преподносит нам много неприятных сюрпризов: проливные дожди, землетрясения, ураганы и так далее. Раз в несколько лет в некоторых регионах нашей планеты случаются и засухи — температура воздуха поднимается до рекордных показателей, а дожди полностью перестают идти. Из-за отсутствия влаги большинство растений погибает, что впоследствии может стать причиной голода среди людей. Если верить статистике, с 1970 по 2010 год в Африке из-за последствий засухи погибло около 1 миллиона людей. Ученые много раз замечали, что некоторые растения имеют удивительное свойство выживать даже при внезапном исчезновении источника влаги. Причина живучести растений долгое время оставалась большой загадкой, но недавно этот секрет наконец-то был раскрыт. Кажется, скоро ученые научатся спасать растения от засухи и тем самым избавить многих людей от голода.
Некоторые растения могут пережить засуху. Их секрет раскрыт
Растения во время засухи
Засуха часто приводит к голоданию людей и эту проблему нужно решать
Ученым было интересно, каким именно образом растения регулируют размер пор, через которые испаряется часть имеющейся у них влаги. Исследователи обратили внимание на то, что у всех растений есть молекула гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК). Он также имеется у животных и людей, оказывая на протекающие в центральной нервной системе процессы тормозящий эффект. Биологические добавки на основе ГАМК часто прописываются для лечения травм головного мозга. Это очень важный посредник, который помогает клеткам регулировать между собой связь. Казалось бы, эта молекула уже хорошо изучена, но нет. Ученые до сих пор не понимали, какую роль она выполняет в растениях.
Секретная особенность растений
Исследователям было известно лишь о том, что молекула гамма-аминомасляной кислоты накапливается у растений во время стресса. В ходе новой научной работы стало известно, что она играет важную роль в регулировании размера пор в листьях. Так что же, возможно, это и есть ее основная функция? Допустим, растения каким-то образом чувствуют скорое приближение засухи, испытывают стресс и начинают накапливать ГАМК. А когда засуха наступает, эта молекула помогает растениям закрыть свои поры и экономить имеющийся запас влаги. Звучит очень даже правдоподобно.
Процесс закрытия и открытия пор растений
На данный момент ученые считают, что чем больше ГАМК имеется у растения, тем больше шансов у нее выжить при недостатке влаги. Это довольно большое открытие, потому что зная этот простой факт, ученые могут повысить защиту растений от засухи. Допустим, они разработают лекарство, которое увеличивает концентрацию ГАМК. Растения смогут быстро закрыть свои поры и сохранять воду до тех пор, пока засушливое время не останется позади.
Также на нашем сайте есть статья про самые ядовитые растения в мире. Знаете ли вы, чем опасны аконит и дурман?
Опасность глобального потепления
Создание такого лекарства особенно актуально в нынешнее время. Человечество уже официально признало опасность глобального потепления — каждый год в разных частях планеты вспыхивают масштабные пожары и эту проблему уже невозможно игнорировать. Из-за повышения температуры планеты вода будет быстрее испаряться, а количество осадков заметно снизится. И это может привести к вымиранию растений, животных и даже людей. Так что планету нужно срочно спасать. Сегодня этим делом занимаются очень многие люди, пытаясь уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу и свести к минимуму количество мусора. И создание лекарства для повышения выносливости растений — еще один весомый вклад в спасение планеты.
Глобальное потепление — одна из главных проблем на сегодняшний день
Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!
Из-за глобального потепления многие виды растений действительно могут исчезнуть с лица Земли. Я уже однажды рассказывал, что к 2099 году урожай ячменя может сократиться на целых 17%. Может показаться, что это немного. Но сокращение урожая сильно повлияет на стоимость продуктов. Взять, к примеру, пиво — его цена может возрасти на целых 300%. Если сегодня бутылка пива стоит около 4 долларов, в будущем ее стоимость может составить 24 доллара. Подробнее об этом можно почитать в этой статье. Под конец осталось лишь упомянуть, что употребления алкоголя вредит вашему здоровью. Не верите? Смотрите сами.
Земледелие в историческом контексте стало частью культуры человечества в целом, и отдельных народов в частности. В зависимости от места проживания, тот или иной народ имел свой подход к земледелию. Веками накопленные знания начали систематизироваться. Так появился научный подход к решению тех или иных проблем, в том числе в сфере земледелия.
Такой серьезный барьер на пути к получению урожая как засуха, безусловно серьезная проблема. Проблема, требующая именно научного подхода к ее решению. И именно благодаря многочисленным исследованиям и наблюдениям сегодня можно заявить о том, что существует методология борьбы с этим природным явлением.
Что же такое засушливые условия и каковы особенности возделывания культур в этих условиях?
Засуха делится на два типа: атмосферная и почвенная.
Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой воздуха (как правило выше 30 градусов) и низкой влажностью (менее 30 %)
Почвенная засуха характеризуется отсутствием влаги в почве.
Засушливые условия подразумевают под собой сопровождение атмосферной засухи и почвенной.
Влияние засухи на различные виды культур
Нет смысла подробно разбирать, что происходит внутри растения в период засухи. Важно другое, а именно: что происходит с растением в условиях засухи в разное время суток.
Логично, что у разных культур разная устойчивость к засухе. Например, среди бобовых и злаковых растений самые устойчивые к засухе это: просо, нут, сорга, чина, донник, желтая люцерна и суданская трава.
Средней устойчивостью обладают: пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, фасоль, люцерна синяя, чечевица, вика.
Слабая устойчивость проявляется у таких культур как рис, соя, овес, горох, бобы.
Наиболее чувствительны растения к засухе в период всходов и в период формирования пыльцы и оплодотворения. Например, зерновые снижают урожай, если засуха наступает в период всходов и формирование колоса, а древесные культуры уязвимы в период всходов.
Агроприемы, способствующие сохранению влаги в почве и минимизирующие потери влаги
Обследование полей пенетрометром на наличие горизонтальных уплотнений. Горизонтальные уплотнения, или так называемые плужные подошвы имеют ряд минусов.
Во-первых, ухудшается водопроницаемость почвы ниже уплотненного слоя. Если, например, уплотненный слой находится на глубине 30 см, то и влага сохраняется только на этих 30 см поверхностного слоя, и в период засухи быстро испаряется. Во-вторых, влага, находящаяся ниже плужной подошвы, по капиллярам поднимается до уплотненного слоя, но до семян уже не доходит.
В-третьих, плужная подошва – препятствует для роста корневой системы.
Методы борьбы с плужной подошвой.
Одним из методов борьбы с плужной подошвой является отказ от отвальной пахоты. Решается вопрос чизелеванием, когда чизель или глубокорыхлитель проходит ниже уплотненного слоя и разбивает плужную подошву.
Выстраивание правильного севооборота, когда чередуются мочковатые и стержневые корневые системы – тоже своего рода метод борьбы с таким явлением, как образование уплотненного слоя. Если в севообороте присутствует монокультура – то скорее всего раз в 4 года придется проходиться чизелем. Но опять же, все зависит от показаний пенетрометра.
Борьба с потерей влаги в почве
Основная причина потери влаги в почве – испарение.
Одна из причин, усиливающих интенсивность испарения — поглощение почвой солнечной энергии.Черная поверхность максимально впитывает в себя энергию солнца и нагревается, а белая наоборот – отражает. Зачерненное поле больше нагревается, и чем выше температура, тем выше испарение. В этом случае помогает покрытие почвы мульчой из соломы.
Представим, что посеяли семена в зачерненную почву. Поверхность черной почвы в безоблачную погоду прогревается до 60 – 70 градусов по Цельсии, и ростки оказываются буквально в духовке. В этих условиях растения усиливают транспирацию в 4-5 раз. А в полях с мульчой температура ниже на 7-10 градусов по Цельсии.
Качество сева
Уменьшить испарение помогают и сами растения. Они могут отражать солнечные лучи и затенять почву. Здесь видно, как важно качество сева. На максимально густых посевах потеря урожая доходит до 23 % а в изреженных, из-за плохого сева до 75 %. Это серьезный показатель. Еще, увеличить затененность почвы позволяет направление сева относительно сторон света. Так расположение Восток-Запад позволяет получить дополнительно 15 % урожая, по сравнению с расположением Север-Юг.
Снегозадержание
Есть 3 основных варианта задержания снега на полях.
Во-первых, это искусственное создание гребней из снега
Во-вторых, посев кулис, которые сеются каждые 6-10 метров. Основные культуры для посева кулис – сорга, просо, гречиха, кукуруза, подсолнечник.
В-третьих, уборка очесывающими жатками. Опыты, проведенные в Казахстане, показывают, что чем выше стерня – тем больше задерживается снег. И больше влаги, соответственно, поступает в почву.
Если, например, очесывающей жаткой оборудован только 1 комбайн, то можно сделать 2-3 прохода с обычной жаткой, а третий и четвертый с очесывающей жаткой. Так создаются кулисы, препятствующие выдуванию снега с поля. В южных регионах, где практически нет снега, эффект дает высокая стерня, отражающая солнечные лучи и снижающая скорость ветра, что способствует уменьшению испарения. Посадка лесополос тоже хороший вариант для снегозадержания. Это, конечно, очень трудоемкий процесс, но лесополосы снижают скорость ветра и увеличивают влажность воздуха. За счет этого испаряемость влаги из почвы снижается на 15-20 %.
Посев семян в бороздке
Следующий прием позволяет улучшить влагопотребление культур на начальном этапе. Это посев семян в бороздке. Например, у компании HORSCH есть сеялка, которая делает бороздку, под которой располагаются семена. Так можно посеять на любую глубину и, что называется, поймать влагу. Большим плюсом является и то, что на глубине этой бороздки скапливаются капли росы в ночной период. Эта система очень популярна у австралийских фермеров. Австралия — это самый засушливый континент в мире. И при всем этом средняя урожайность в Австралии в 2017 году составила 27 центнеров с гектара. Так что у Австралийских фермеров есть чему поучиться.
Обработка семян пестицидами и стимуляторами роста
Любой протравитель подавляет в самом начале рост растений, что может повлиять на полевую всхожесть. Как можно уменьшить влияние протравителя на полевую всхожесть? Во-первых, подбор производителя протравителя с помощью полевых опытов. Во-вторых, подбор дозы протравителя. Многие производители для перестраховки завышают рекомендуемые дозы протравителя. На практике дозы можно уменьшать в несколько, при этом защитные свойства не будут теряться. В-третьих, смешивание стимуляторов роста с протравителями. В качестве антидота для протравителя могут быть гуминовые кислоты, аминокислоты и комплекс макро и микроэлементов. Согласно полевым опытами на льне масличном, присутствие одного только протравителя дало всхожесть 60 %, а там где была смесь протравителя с гуминатрином масличным — всхожесть 67 % .
Особенности минерального питания в засушливых условиях
Особенности минерального питания растений, как правило, рассматриваются в контексте изучения макро и микроэлементов
Основные макроэлементы: азот, фосфор и калий.
При внесении минеральных удобрений в почву, в первую очередь стоит обратить внимание на фосфор. В самом начале развития культуры фосфор влияет на формирование корневой системы. При его недостатке корневая система развивается хуже, и культура получает меньше влаги.
Азот. Азот важен для растений, однако если вносить только азот – без фосфора и калия, разгонится вегетативная масса. Чем больше разгоняется вегетативная масса, тем больше нужно будет влаги. Поэтому в засушливых условиях односторонне азотное питание может дать минусовую прибавку урожая. Как итог такого мероприятия, деньги будут потеряны зря. Общая схема внесения удобрений для озимых культур примерно следующая: фосфорно-калийное удобрение вносится при посеве с осени, и вносится небольшое количество азотных удобрений, чтобы не разогнать вегетативную массу.
Весной, при возобновлении вегетации и при присутствии влаги, вносится аммиачная селитра. Дальше по вегетации следует работать карбомидом 3-4% вместе с микроэлементами и стимуляторами роста.
Основные микроэлементы
В дневные часы микроэлементы снижают транспирацию, а в утреннее усиливают ее. Усиливают и водозадерживающие свойства тканей растений. Кроме того, медь, железо, магний, цинк, бор марганец — снижают дневную депрессию фотосинтеза и способствует перемещению сахаров в репродуктивные органы и корневую систему.
Вывод
Подводя итоги рассмотрения особенностей возделывания культур в засушливых условиях, важно отметить несколько моментов.
В каждом регионе, в зависимости от климатических условий, используются свои агроприемы.
Однако, можно заметить, что выше перечисленные агроприемы имеют свои вариации использования в различных регионах. Это связаны, в первую очередь, с тем, что все агроприемы можно разделить на физические и химические. И в зависимости от условий местности, где возделывается культура, зависит и выбор комбинации химических и физических видов агпроприемов.
Комбинирование приемов, в свою очередь, зависит от фактора сезонности.
Так уж сложилось, что человек, при всех своих научных достижениях, вынужден приспосабливаться к природным условиям. Собственно говоря, и большинство научных достижений человека – это стремление к приспособлению. И пример тружеников сельского хозяйства, а особенно тех, кто работает в условиях засухи, наглядно демонстрирует это.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ
Засуха — это длительный без дождливый период, сопровождаемый снижением относительной влажности воздуха, влажности почвы и повышением температуры, когда не обеспечиваются нормальные потребности растений в воде
Для формирования урожая существенно относительно равномерное распределение осадков, особенно в период активного роста растений. Активный рост растений осуществляется в мае и июне, но как раз в эти месяцы не хватает осадков.
Засухоустойчивость — способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит, обезвоживание клеток, тканей и органов. При этом ущерб урожая зависит от продолжительности засухи и ее напряженности. Различают засуху почвенную и атмосферную.
Почвенная засуха вызывается длительным отсутствием дождей в сочетании с высокой температурой воздуха, повышенным испарением с поверхности почвы и транспирацией, сильными ветрами. Все это приводит к иссушению корнеобитаемого слоя почвы, снижению запаса доступной для растений воды при пониженной влажности воздуха. Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха (10-20 %).
Атмосферная засуха, резко усиливая испарение воды с поверхности почвы и транспирацию, способствует нарушению согласованности скоростей поступления из почвы в надземные органы воды и потери ее растением, в результате растение завядает. Однако при хорошем развитии корневой системы атмосферная засуха не причиняет растениям большого вреда, если температура не превышает переносимый растениями предел. Продолжительная атмосферная засуха в отсутствие дождей приводит к почвенной засухе, которая более опасна для растений.
Обычно атмосферная и почвенная засухи сопровождают друг друга. В чистом виде атмосферная засуха нередко наступает весной, когда почва еще насыщена водой после схода снега. Почвенная засуха часто наблюдается в середине или конце лета, когда зимние запасы влаги уже исчерпаны, а летних осадков оказалось недостаточно. Почвенная засуха всегда снижает урожай, а если она начинается очень рано, то может привести к полной потере урожая.
Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на растение.
Засуха вызывает в первую очередь нарушения водного режима растений, которые затем отражаются и на остальных его физиологических функциях.
Влияние на растения недостатка влаги.
Недостаток воды в тканях растений возникает в результате превышения ее расхода на транспирацию перед поступлением из почвы. Это часто наблюдается в жаркую солнечную погоду к середине дня. В результате снижается и водный потенциал листьев, что активизирует поступление воды из почвы в растение.
Если рост побегов и листьев в начале засухи замедляется, то корней даже ускоряется и снижается лишь при длительном недостатке воды в почве. Это связанно с тем, что корень пытается найти доступную для него воду. После длительного завядания растения оправляются медленно и функции их полностью не восстанавливаются. Затянувшееся завядание при засухе приводит к резкому снижению урожая сельскохозяйственных культур или даже к их гибели.
Орошение как радикальное средство борьбы с засухой.
Наиболее эффективным способом борьбы с засухой является орошение. Необходимо организовать полив растений таким образом, чтобы свести повреждаемость растений от засухи к минимуму и наиболее эффективно использовать поливную воду. Особенно важно обеспечить растения водой в критические периоды.
Читайте также: