Каково влияние временного недостатка влаги на растение
Обновлено: 18.09.2024
Однако интересный факт: нет такого единого постоянного показателя как универсальная оптимальная влажность для растений – различные культуры, а иногда даже разные сорта одного и того же вида обладают своими предпочтениями и требованиями. Садоводу-новичку поможет узнать, какая нужна влажность воздуха для растений, таблица, которая есть в любом справочнике по растениеводству.
Эти таблицы основаны на данных изучения особенностей тех или иных групп культур:
Важность поддержания оптимальной влажности для растений
Мокрый, напитанный водой материал, попадая в сухой воздух, начинает активно испарять влагу. Так же и растение – просто отдает свою влагу вовне, и это помимо естественной терморегуляции, при которой испарение тем сильнее, чем выше температура воздуха (до определенных пределов, конечно). Однако плотные листья суккулентов и кактусы приспособились задерживать влагу.
Сухой горячий воздух вредит растениям, нарушая процесс дыхания и задерживая фотосинтез, ведь устьица перекрываются, доступ участвующей в фотосинтезе углекислоты к клеткам нарушается. А как без фотосинтеза производить питательные вещества и энергию для жизни?
На недостаток влаги в воздухе указывают ломкость края листовой пластины, ее пожелтение, поникание, опадание, сморщивание. Бутоны и цветы также вянут и опадают или вовсе не завязываются. Особенно чувствительны к понижению влажности представители флоры тропиков и экваториальных широт. Некроз листьев, например, настигает спатифиллум при опущении влажности до 50-30%.
А вот подсыхание края не всегда говорит о недостатке влаги в воздухе, здесь стоит обратить внимание на уход – возможно, есть огрехи в питании.
Оптимальная влажность воздуха для растений: как поддерживать?
В деле обеспечения нормальных микроклиматических условий в домашней оранжерее или тепличных условиях начинающим садоводам помогают таблицы влажности для растений, а также гигрометры для регулярного измерения содержания паров влаги в воздухе.
Чтобы влаголюбивые растения не страдали от недостатка влажности, а суккуленты, например, не ослабевали из-за ее избытка, растения необходимо группировать, а лучше вовсе рассадить группы по разным помещениям. Так будет проще достичь и поддерживать температуру и благоприятную влажность воздуха для растений.
Повышать влажность, как правило, приходится в жаркий засушливый летний период, а также в отопительный период, когда радиаторы иссушают воздух в помещениях.
К мерам, позволяющим повысить влажность, относятся:
Высокая влажность нарушает водно-воздушный баланс растения, ослабляя его. С чрезмерной влажностью стоит бороться, снижая ее, из-за риска развития болезнетворных микроорганизмов и гнили. Собственно, поэтому садоводы, выращивающие даже влаголюбивые плодовые культуры, предпочитают плавно снижать влажность до 40-50% в период цветения и плодоношения, чтобы плоды не подернулись плесенью, грибком и гнильцой. Но нехватка влаги в воздухе не должна быть критической. Компенсируется недостаток налаживанием режима полива и освещения.
Бороться с высокой влажностью позволяют:
- Проветривание.
- Использование осушителей воздуха.
- Организация принудительной вытяжной вентиляции в закрытых оранжереях, гроубоксах, теплицах.
Одни растения цветут по весне, другие летом, а третьим комфортно осенью и в холодное время года. Но есть и такие представители флоры.
Не все виды растений можно просто высадить в грунт и ждать урожая. Есть, конечно, и те, что прорастают отлично.
Если спросить опытного растениевода, чем лучше поливать зеленых питомцев, чтобы они росли крепкими, красивыми и здоровыми, он непременно упомянет о дождевой воде.
Одной из главных целей развития растениеводства выступает поиск и внедрение способов повышения производительности и качества урожая выращиваемых культур.
Очень часто полива и освещения оказывается мало для того, чтобы зеленые питомцы росли красивыми и здоровыми, причем, не исправляют ситуацию ни пересадка, ни лучшие подкормки. Цветы выглядят неопрятными, кривыми, слабеют. В таком случае стоит вспомнить, когда в последний раз проводилась подрезка растений и начать исправлять ситуацию.
Совершаемые ошибки при выращивании растений поучительные и вносят ценный вклад в опыт садовода. Но зачем тратить время и силы на результат.
Узнайте первым о предстоящих акциях и скидках. Мы не рассылаем спам и не передаем email третьим лицам
Недостаток влаги в почве отрицательно влияет на рост и развитие растений. При засухе наблюдается карликовый рост и преждевременное созревание у травянистых растений, увядание и сбрасывание листьев у древесных растений, а также отмирание верхушки деревьев.
Примером изменений, вызванных недостатком влаги, может служить излишнее образование механических тканей в растениях, растущих на чрезмерно сухих почвах. Так, в корнях моркови, свеклы и других овощных культур преобладает развитие механических элементов проводящих пучков; тонкостенные паренхиматические элементы превращаются в толстостенные прозенхиматические, а сахар и другие растворимые запасные питательные вещества заменяются крахмалом, клетчаткой и более сложными полисахаридами. Недостаток влаги в почве, таким образом, отрицательно сказывается как на количестве, так и на качестве урожая.
От недостатка влаги растения страдают обычно в самое жаркое и сухое время года, когда у них появляются болезненные состояния в виде вялости, обесцвечивания, пятнистостей и засыхания листьев, сопровождаемые опадением завязей и плодов. Сухость почвы может вызвать длительное завядание растений, при котором резко изменяется протоплазма клеток листьев и сопровождается часто повреждением и даже отмиранием корневых волосков и мелких корней, что приводит к отсыханию верхушки некоторых деревьев, так называемой суховершинности. Суховершинность часто наблюдается у дуба, сосны, пихты и других древесных пород. Например, в солонцовых и солонцеватых дубравах Теллермановского леса (Воронежская обл.) значительная часть деревьев с сухими вершинами. Основная причина суховершинности — нарушение водного баланса дерева в засушливые годы на почвах с глубоким уровнем грунтовой воды (недостаток или избыток воды).
Особенно губительно отражается недостаток влаги в почве на зерновых культурах во время налива зерна. Вредное влияние сухости почвы, а также атмосферных засух, приводящих к гибели хлебные злаки на больших площадях, получили название захвата или запала хлебов. Под влиянием неблагоприятных условий, препятствующих нормальному наливу, т. е. накоплению в зерне запасов питательных веществ, в колосьях образуются мелкие, щуплые, преждевременно созревающие зерна, или в отдельных колосках зерна не образуются совсем. В результате захват приводит к значительному снижению урожая. Основной причиной захвата хлебов является превышение отдачи воды надземными частями растений над ее поступлением из почвы, что влечет за собой оттягивание воды листьями от созревающего колоса и нарушает его питание и рост. Нарушается механизм процесса испарения, так как в замыкающих клетках накапливается сахар, в результате чего осмотическое давление клеточного сока в этих клетках увеличивается и устьица остаются открытыми, что приводит к усиленной отдаче влаги наружу.
Обычно захват хлебов приписывают действию суховеев, но в действительности он чаще всего вызывается недостатком почвенной влаги ко времени начала налива зерна, а атмосферная засуха только усиливает это вредное воздействие. Поэтому для предупреждения и защиты растений от захвата хлебов будут эффективными все мероприятия, направленные к накоплению и сбережению почвенной влаги: орошение в начале созревания, снегозадержание, лесные полезащитные полосы, а также культура скороспелых сортов, которые успевают созреть до наступления сильной жары и пересыхания почвы, и другие агроприемы, ускоряющие созревание.
К неинфекционным болезням, вызываемым недостатком или избытком влаги, относится бель початков кукурузы, или кукурузная бель, имеющая повсеместное распространение и встречающаяся почти в каждой партии початков. Внешние признаки поражения проявляются в образовании на зернах трещин с выступающим из них эндоспермом мучнисто-белого цвета. Чаще растрескивание появляется на коронке зерновки, но иногда и несколько сбоку, а зерновки с трещинами располагаются по початку беспорядочно.
Пораженные зерна теряют всхожесть и имеют повышенную склонность к последующему поражению белью и другими болезнями. На треснувших зернах початка при повышенной влажности развиваются грибы, вызывающие плесень початков.
Так как причина бели початков — неравномерное снабжение кукурузы влагой в период налива зерна, то одним из основных мероприятий в борьбе с этим заболеванием — накопление влаги в почве приемами агротехники, а в условиях орошаемого земледелия — равномерный полив, особенно в период налива зерна.
Избыток влаги в почве ведет к ослаблению роста растений, пожелтению листьев, а у древесных пород даже вызывает искривление ствола. Избыток влаги в почве приводит к уменьшению в ней кислорода, а его недостаток отрицательно сказывается на дыхании корневой системы, что в свою очередь приводит к ослаблению растений. Кроме того, избыток влаги в почве приводит к растрескиванию плодов и овощей, особенно при смене засушливого периода периодом избыточного увлажнения. Растрескивание характерно для корней моркови, свеклы, клубней картофеля, плодов томатов и других овощных культур, а также для плодов вишни, сливы, яблони, груши.
В результате растения быстро расходуют остатки запасов углеводов и других веществ, слабеют, легко заболевают паразитарными болезнями и гибнут. Попадая под воду, озимь уже через 7—10 дней желтеет от распада хлорофилла, а через 15 дней обесцвечивается и погибает.
Вымокание озимых хлебов (ржи и пшеницы) можно предупредить посевом устойчивых сортов озимой ржи и пшеницы, отводом скопляющейся воды при помощи обвалования замкнутых понижений (подов) и устройства с осени сточных борозд. Весной необходимо следить за скоплением талых вод в отдельных местах поля и всячески предотвращать его.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
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. При этом содержание воды в листьях снижается на 25—28 % по сравнению с утренним, растения утрачивают тургор и завядают. В результате снижается и водный потенциал листьев, что активизирует поступление воды из почвы в растение.
Различают два типа завядания: временное и глубокое. Причиной временного завядания растений обычно бывает атмосферная засуха, когда при наличии доступной воды в почве она не успевает поступать в растение и компенсировать ее расход. При временном завядании тургор листьев восстанавливается в вечерние и ночные часы. Временное завядание снижает продуктивность растений, так как при потере тургора устьица закрываются
Глубокое завядание растений наступает, когда в почве практически нет доступной для корней воды. Происходит частичное, а при длительной засухе и общее иссушение и даже гибель растительного организма. Характерный признак устойчивого водного дефицита — сохранение его в тканях утром. Временное и даже глубокое завядание может рассматриваться как один из способов защиты растения от летального обезвоживания, позволяющих некоторое время сохранять воду, необходимую для поддержания жизнеспособности растения. Завядание может происходить при разной потере воды растениями: у тенелюбивых — при 3—5 %, у более стойких — при водном дефиците в 20 и даже 30 %.
Водный дефицит и завядание в разной мере влияют на физиологическую деятельность растения в зависимости от длительности обезвоживания и вида растения. Последствия водного дефицита при засухах многообразны. В клетках снижается содержание свободной воды, возрастает концентрация и снижается рН ваку-олярного сока, что влияет на гидратированность белков цитоплазмы и активность ферментов. Изменяются степень дисперсности и адсорбирующая способность цитоплазмы, ее вязкость. Резко возрастают проницаемость мембран и выход ионов из клеток, в том числе из листьев и корней (экзоосмос); эти клетки теряют способность к поглощению питательных веществ.
При длительном завядании снижается активность ферментов, катализирующих процессы синтеза, и повышается ферментов, катализирующих гидролитические процессы, в частности распад (протеолиз) белков на аминокислоты и далее до аммиака, поли-сахаридов (крахмала на сахара и др.), а также других биополимеров. Многие образующиеся продукты, накапливаясь, отравляют организм растения. Нарушается аппарат белкового синтеза. При возрастании водного дефицита, длительной засухе нарушается нуклеиновый обмен, приостанавливается синтез и усиливается распад ДНК. В листьях снижается синтез и усиливается распад всех видов РНК, полисомы распадаются на рибосомы и субъединицы. Прекращение митоза, усиление распада белков при прогрессирующем обезвоживании приводят к гибели растения.
Безусловно, происходящие изменения до определенного этапа в условиях обезвоживания играют и защитную роль, приводят к увеличению концентрации клеточного сока, снижению осмотического потенциала, а следовательно, повышают водоудерживаю-щую способность растения. При недостатке влаги суммарный фотосинтез снижается, что является следствием в основном недостатка СО2 в листьях; нарушения синтеза и распада хлорофил-лов и других пигментов фотосинтеза; разобщения транспорта электронов и фотофосфорилирования; нарушения нормального хода фотохимических реакций и реакций ферментативного вое-
становления СО2; нарушения структуры хлоропластов; задержки оттока ассимилятов из листьев. По данным В. А. Бриллиант (1925), уменьшение оводненности листа у сахарной свеклы на 3—4 % приводит к снижению фотосинтеза на 76 %.
При нарастающем обезвоживании у незасухоустойчивых растений в первый период завядания интенсивность дыхания возрастает возможно из-за большого количества простых продуктов (гексоз) гидролиза полисахаридов, в основном крахмала, а затем постепенно снижается. Однако выделяющаяся в процессе дыхания энергия не аккумулируется в АТФ, а рассеивается в виде теплоты (холостое дыхание). При действии на растения высокой температуры (45 °С) и суховея происходят глубокие структурные изменения митохондрий, повреждение или ингибирование ферментов фосфорилирующего механизма. Все это свидетельствует о нарушении энергетического обмена растений. В корнях и пасоке повышается содержание амидов. В результате тормозится рост растения, особенно листьев и стеблей, снижается урожай. У более засухоустойчивых растений все эти изменения менее выражены.
Из физиологических процессов наиболее чувствительным к недостатку влаги является процесс роста, темпы которого при нарастающем недостатке влаги снижаются значительно раньше фотосинтеза и дыхания. Ростовые процессы задерживаются даже после восстановления водоснабжения. При прогрессирующем обезвоживании наблюдается определенная последовательность в действии засухи на отдельные части растения.
Если рост побегов и листьев в начале засухи замедляется, то корней даже ускоряется и снижается лишь при длительном недостатке воды в почве. При этом молодые верхние по стеблю листья оттягивают воду от более старых нижних, а также от плодоэлементов и корневой системы. Отмирают корни высоких порядков и корневые волоски, усиливаются процессы опробковения и суберинизации. Все это приводит к сокращению поглощения корнями воды из почвы. 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. При внезапном и сильном напряжении всех метеорологических факторов растение может быстро погибнуть в результате высыхания (захват) или высоких температур (запал). Засухоустойчивость различных органов растений неодинакова. Так, молодые растущие листья за счет притока ассимилятов дольше сохраняют способность к синтезу, относительно более устойчивы, чем листья, закончившие рост, или старые, которые при засухе подвядают в первую очередь.
В условиях затянувшейся засухи отток воды и веществ в молодые листья может происходить и из генеративных органов.
Засуха в ранние периоды развития приводит к гибели цветочных зачатков, их стерильности (белоколосица), а в более поздние — к образованию щуплого зерна (захват). При этом захват будет более вероятен при хорошо развитой к началу засухи листовой поверхности. Поэтому при сочетании влажной весны и начала лета с очень сухой второй половиной (или даже отдельных сильных суховеев) опасность снижения урожая наиболее вероятна.
Приспособленность онтогенеза растений к условиям среды является результатом их эволюционного развития (изменчивости, наследственности, отбора). На протяжении филогенеза каждого вида растений в процессе эволюции выработались определенные потребности индивидуума к условиям существования и приспособленность к занимаемой им экологической нише. Влаголюбие и теневыносливость, жароустойчивость, холодоустойчивость и другие экологические особенности конкретных видов растений сформировались в ходе эволюции в результате длительного действия соответствующих условий.
В природе в одном географическом регионе каждый вид растений занимает экологическую нишу, соответствующую его биологическим особенностям: влаголюбивые — ближе к водоемам, теневыносливые — под пологом леса и т. д. Наследственность растений формируется под влиянием определенных условий внешней среды. Важное значение имеют и внешние условия онтогенеза растений.
В большинстве случаев растения, испытывая действие тех или иных неблагоприятных факторов, проявляют устойчивость к ним как результат приспособления к условиям существования, сложившимся исторически, что отмечал еще К. А. Тимирязев.
Адаптация (приспособление) растения к конкретным условиям среды обеспечивается за счет физиологических механизмов (физиологическая адаптация), а у популяции организмов (вида) — благодаря механизмам генетической изменчивости, наследственности и отбора (генетическая адаптация). Факторы внешней среды могут изменяться закономерно и случайно. Закономерно изменяющиеся условия среды (смена сезонов года) вырабатывают у растений генетическую приспособленность к этим условиям.
1. Границы приспособления и устойчивости
В естественных для вида природных условиях произрастания или возделывания растения в процессе своего роста и развития часто испытывают воздействие неблагоприятных факторов внешней среды, к которым относят температурные колебания, засуху, избыточное увлажнение, засоленность почвы и т. д. Каждое растение обладает способностью к адаптации в меняющихся условиях внешней среды в пределах, обусловленных его генотипом. Чем выше способность растения изменять метаболизм в соответствии с окружающей средой, тем шире норма реакции данного растения и лучше способность к адаптации. Как правило, несильные и кратковременные изменения факторов внешней среды не приводят к существенным нарушениям физиологических функций растений, что обусловлено их способностью сохранять относительно стабильное состояние при изменяющихся условиях внешней среды, т. е. поддерживать гомеостаз. Однако резкие и длительные воздействия приводят к нарушению многих функций растения, а часто и к его гибели.
При действии неблагоприятных условий снижение физиологических процессов и функций может достигать критических уровней, не обеспечивающих реализацию генетической программы онтогенеза, нарушаются энергетический обмен, системы регуляции, белковый обмен и другие жизненно важные функции растительного организма. При воздействии на растение неблагоприятных факторов (стрессоров) в нем возникает напряженное состояние, отклонение от нормы — стресс. Стресс — общая неспецифическая адаптационная реакция организма на действие любых неблагоприятных факторов. Выделяют три основные группы факторов, вызывающих стресс у растений (В. В. Полевой, 1989): физические — недостаточная или избыточная влажность, освещенность, температура, радиоактивное излучение, механические воздействия; химические — соли, газы, ксенобиотики; биологические — поражение возбудителями болезней или вредителями, конкуренция с другими растениями.
2. Типы растений по отношению к водному режиму
В неблагоприятных природных условиях устойчивость и продуктивность растений определяются рядом признаков, свойств и защитно-приспособительных реакций. Различные виды растений обеспечивают устойчивость и выживание в неблагоприятных условиях тремя основными способами: с помощью механизмов, которые позволяют им избежать неблагоприятных воздействий (состояние покоя, эфемеры и др.); посредством специальных структурных приспособлений; благодаря физиологическим свойствам, позволяющим им преодолеть пагубное влияние окружающей среды.
Растения засушливых областей называются ксерофитами (от греческого хеrоs — сухой). Они способны в процессе индивидуального развития приспосабливаться к атмосферной и почвенной засухе. Характерные признаки ксерофитов — незначительные размеры их испаряющей поверхности, а также небольшие размеры надземной части по сравнению с подземной. Ксерофиты — это обычно травы или низкорослые кустарники. Их делят на несколько типов (П. А. Генкель):
1. Суккуленты — очень стойкие к перегреву и устойчивые к обезвоживанию, во время засухи они не испытывают недостатка воды, потому что содержат большое количество ее и медленно расходуют. Корневая система у них разветвлена во все стороны в верхних слоях почвы, благодаря чему в дождливые периоды растения быстро всасывают воду. Это кактусы, алоэ, очиток, молодило.
2. Эвксерофиты — жаростойкие растения, которые хорошо переносят засуху. К этой группе относятся такие степные растения, как вероника сизая, астра мохнатая, полынь голубая, верблюжья колючка и др. У них незначительная трансперация, высокое осмотическое давление, цитоплазма отличается высокой эластичностью и вязкостью, корневая система очень разветвлена, и основная ее масса размещена в верхнем слое почвы (50-60 см). Эти ксерофиты способны сбрасывать листья и даже целые ветви.
3.Гемиксерофиты, или полуксерофиты — это растения, которые неспособны переносить обезвоживание и перегрев. Вязкость и эластичность протопласта у них незначительная, отличается высокой транспирацией, глубокой корневой системой, которая может достигать подпочвенной воды, что обеспечивает бесперебойное снабжение растения водой. К этой группе относятся шалфей, резак обычный и др.
4. Стипаксерофиты — это ковыль, тырса и другие узколистные степные злаки. Они устойчивы к перегреву, хорошо используют влагу кратковременных дождей. Выдерживают лишь кратковременную нехватку воды в почве.
5. Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. Это в основном лишайники, которые могут высыхать до воздушно-сухого состояния и снова проявлять жизнедеятельность после дождей.
Помимо указанных групп засухоустойчивых растений также выделяют гигрофиты и мезофиты. Гигрофиты (от греческого hihros — влажный). У растений, относящихся к этой группе, нет приспособлений, ограничивающих расход воды. Для гигрофитов характерны сравнительно большие размеры клеток, тонкостенная оболочка, слабоодревесневшие стенки сосудов, древесных и лубяных волокон, тонкая кутикула и малоутолщенные внешние стенки эпидермиса, большие устьица и незначительное количество их на единицу поверхности, большая листовая пластинка, плохо развитые механические ткани, редкая сеть жилок в листе, большая кутикулярная транспирация, длинный стебель, недостаточно развитая корневая система. По строению гигрофиты приближаются к теневыносливым растениям, но имеют своеобразную гигроморфную структуру. Незначительный недостаток воды в почве вызывает быстрое завядание гигрофитов. Осмотическое давление клеточного сока в них невысокое. К ним относятся манник, багульник, брусника и др.
По условиям произрастания и особенностям строения к гигрофитам очень близки растения с частично или полностью погруженными в воду или плавающими на ее поверхности листьями, которые называются гидрофитами.
Мезофиты (от греческого mesos — средний, промежуточный). Растения этой экологической группы произрастают в условиях достаточного увлажнения. Осмотическое давление клеточного сока у мезофитов 1-1,5 тыс. кПа. Они легко завядают. К мезофитам относятся большинство луговых злаков и бобовых — пырей ползучий, лисохвост луговой, тимофеевка луговая, люцерна синяя и др. Из полевых культур твердые и мягкие пшеницы, кукуруза, овес, горох, соя, сахарная свекла, конопля, почти все плодовые (за исключением миндаля, винограда), многие овощные культуры (морковь, помидоры, капуста и др.).
3. Природа приспособительных реакций к недостатку воды у разных групп растений
Транспирирующие органы — листья — отличаются значительной пластичностью; в зависимости от условий произрастания в их строении наблюдаются довольно большие отличия. Даже листья одного растения при разном водоснабжении и освещении имеют различия в строении. Установлены определенные закономерности в строении листьев в зависимости от расположения их на растении.
В. Р. Заленский обнаружил изменения в анатомическом строении листьев по ярусам. Он установил, что у листьев верхнего яруса наблюдаются закономерные изменения в сторону усиления ксероморфизма, т. е. происходит образование структур, повышающих засухоустойчивость этих листьев. Установленные им закономерности называют законом Заленского. Листья, расположенные в верхней части стебля, всегда отличаются от нижних, а именно: чем выше расположен лист на стебле, тем меньше размеры его клеток, большее количество устьиц и меньше их размеры, большее количество волосков на единицу поверхности, гуще сеть проводящих пучков, сильнее развита палисадная ткань. Все эти признаки характеризуют ксерофилию, т. е. образование структур, способствующих повышению засухоустойчивости.
С определенной анатомической структурой связаны и физиологические особенности, а именно: верхние листья отличаются более высокой ассимиляционной способностью и более интенсивной транспирацией. Концентрация сока в верхних листьях также более высокая, в связи с чем может происходить оттягивание воды верхними листьями от нижних, засыхание и отмирание нижних листьев. Структура органов и тканей, повышающая засухоустойчивость растений, называется ксероморфизмом. Отличительные особенности в структуре листьев верхнего яруса объясняются тем, что они развиваются в условиях несколько затрудненного водоснабжения.
Для уравнения баланса между поступлением и расходом воды в растении образовалась сложная система анатомо-физиологических приспособлений. Такие приспособления наблюдаются у ксерофитов, гигрофитов, мезофитов. Большой интерес в связи с этим представляют исследования Б. А. Келлера, который изучал анатомо-физиологические особенности у растений резко отличающихся экологических групп, но близких между собой в систематическом отношении. Он исследовал многолетние травянистые растения из семейства Мареновые (Asperula). Одни из них были типичными степными растениями, а другие теневыносливыми, лесными.
Степной вид ясменника колокольчиковидного (Asperula glauca) имеет сизые узкие иглообразные толстые листья с сильно развитой — двухслойной палисадной паренхимой; края листьев немного загнуты вниз. Это типичный ксерофит, растущий, на открытой местности в степной полосе или полупустынях. Второй вид — ясменник душистый (Asperula odorata) — характерен для влажных и очень тенистых участков лиственного леса; у растений этого вида широкая и тонкая пластинка, однослойная палисадная ткань, состоящая из укороченных и рыхло расположенных клеток. У обоих видов Asperula было проведено сравнительное изучение анатомического строения и интенсивности транспирации.
Такие же исследования провел Б. А. Келлер с двумя видами подмаренника: весенний (Gallium verum) и крестовидный (Gallium cruciata). Полученные им данные также свидетельствуют о том, что условия произрастания оказывают большое влияние на анатомическую структуру и физиологические особенности растения. Если ксерофиты одновременно являются гелиофитами, то мезофиты и даже гигрофиты не обязательно являются теневыносливыми растениями.
Различие между стойкими и нестойкими против засухи растениями обусловлено характером тех изменений в обмене веществ, которые возникают у растения под влиянием обезвоживания. Так, уровень оводненности ткани пшеницы выше у неустойчивых против засухи сортов по сравнению с устойчивыми. Кроме того, у неустойчивых сортов наблюдается более высокий уровень гидролитического действия ферментов углеводного и белкового обменов. Однако эти признаки непостоянны и проявляются лишь в условиях полного насыщения водой, а при нарушении водоснабжения они быстро утрачиваются. Результаты исследований показали, что приспособительные свойства у засухоустойчивых форм растений возникают под влиянием условий их существования.
В онтогенезе растения неодинаково чувствительны к недостатку воды. Очень чувствительны растения к недостатку воды в периоды наибольшего роста конкретного органа или всего растения. Для каждого вида растений существуют критические периоды, т. е. периоды наибольшей чувствительности к снабжению водой.
В период генеративного развития растений на ранних этапах развития засуха приводит к стерильности цветков, а на более поздних — к снижению качества и количества урожая плодов и семян. Важно подчеркнуть, что именно в критические периоды растения наиболее интенсивно растут и формируют хозяйственно полезные органы (плоды, семена и др.).
Для определения устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды используют разнообразные методы. Это в первую очередь визуальная диагностика состояния растений: высота растения, кустистость, темпы роста, формирование листового аппарата, окраска листьев и т. д. Как правило, такие показатели используют при прямых полевых или вегетационных методах выращивания. Однако трудоемкость и продолжительность прямых методов вызвали необходимость разработки лабораторных методов диагностики устойчивости растений. В основе этих методов лежат изменения физиологических и биохимических процессов, происходящих в растениях.
В зависимости от вида действующего фактора можно выделить такие показатели, как водоудерживающая способность растений, содержание свободной и связанной воды, эластичность и вязкость протоплазмы. Для определения засухоустойчивости растений применяют метод крахмальной пробы, определение выхода электролитов из тканей растений и содержания статолитного крахмала, устойчивость пигментного комплекса, скорость движения цитоплазмы.
Применяя различные методы определения устойчивости растений, можно уже на ранних этапах роста и развития растений выявить возможность выращивания их в той или иной экологической среде.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Володько И.К. ''Микроэлементы и устойчивость растений к неблагоприятным условиям'', Минск, Наука и техника, 1983г.
2. Горышина Т.К. ''Экология растений'', уч. Пособие для ВУЗов, Москва, В. школа, 1979г.
3. Прокофьев А.А. ''Проблемы засухоустойчивости растений'', Москва, Наука, 1978г.
4. Уоринг Ф., Филлипс И. ''Рост растений и дифференцировка'', Москва, Мир, 1984г.
Читайте также: