Ксерофит суккулент особенности внешнего строения

Обновлено: 07.07.2024

Склерофиты - засухоустойчивые растения (ксерофиты), обладающие жёсткими побегами за счёт сильного развития механических тканей листа, толстой, препятствующей испарению влаги, кутикулой, с уменьшением размера клеток и межклеточного пространства. Отличаются исключительно мощной, глубокопроникающей корневой системой (гемиксерофиты). При дефиците влаги у склерофитов продолжительное время не наблюдается внешних признаков обезвоживания; они способны без вреда для себя терять до 25% содержащейся в них влаги.

Древесные склерофиты образуют жестколистные леса, наиболее характерные для Средиземноморья (мирт, маслина, вечнозелёные виды дуба). К типичным кустарникам-склерофитам относят саксаул, иглицу. Среди других древесных пород к склерофитам относятся некоторые хвойные (например, сосна). Для игл хвойных характерна ксероморфная структура (погруженные устьица, закрываемые зимой смоляными пробками, толстостенный эпидермис с подстилающей его гиподермой). Все эти черты строения служат приспособлением для предотвращения потерь воды в летнее и особенно в зимнее время.

Травянистые склерофиты - характерные степные растения; встречаются повсеместно в степных зонах (характерные представители - ковыль, типчак и многие другие злаки).

Ксерофиты с наиболее ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев имеют своеобразный внешний облик, за что получили название склерофитов. Облик типичного склерофита легко представить на примере чертополоха — Carduus crispus и пустынных полыней, ковылей, саксаулов.

Структурные защитные приспособления склерофитов, направленные на уменьшение расхода воды:

1. Общее сокращение транспирирующей поверхности. Многие ксерофиты имеют мелкие, узкие, сильно редуцированные листовые пластинки. В особо засушливых пустынных местообитаниях листья некоторых древесных и кустарниковых пород редуцированы до едва заметных чешуек. У таких видов фотосинтез осуществляют зеленые ветви.

2. Уменьшение листовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды вегетационного сезона. Для многих кустарников среднеазиатских, североафриканских и других пустынь, а так же для некоторых видов сухих субтропиков средиземноморья характерен сезонный деформизм листьев: ранней весной при еще благоприятном водном режиме образуются относительно крупные листья, которые летом, при наступлении жары и сухости, сменяются мелкими листьями более ксероморфного строения с меньшей интенсивностью транспирации.

3. Защита листьев от больших потерь влаги на транспирацию. Она достигается благодаря развитию мощных покровных тканей — толстостенного, иногда многослойного эпидермиса, часто несущего различные выросты и волоски, которые образуют густое "войлочное" опушение поверхности листа. У других видов поверхность покрыта водонепроницаемым слоем толстой кутикулы или воскового налета. Развитие защитных покровов на листьях причина того, что степной травостой имеет тусклые, седоватые оттенки, резко отличающиеся от яркой зелени лугов.

Устьица у ксерофитов обычно защищены от чрезмерной потери влаги, например, расположены в специальных углублениях в ткани листа, иногда снабженных волосками и прочими дополнительными защитными устройствами. У ковылей и других степных злаков существует интересный механизм защиты устьиц в самые жаркие и сухие часы дня: при больших потерях воды крупные тонкостенные водоносные клетки эпидермиса теряют тургор, и лист свертывается в трубку; так устьица оказываются изолированными от окружающего сухого воздуха внутри замкнутой полости, где благодаря транспирации создается повышенная влажность. Во влажную погоду клетки эпидермиса восстанавливают тургор, и листовая пластинка вновь развертывается.

4. Усиленное развитие механической ткани.

Клетки тканей листьев у ксерофитов отличаются мелкими размерами и весьма плотной упаковкой, то есть малым развитием межклетников, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность листа. Поскольку ксерофиты обычно обитают на открытых, хорошо освещенных местообитаниях, многие черты ксероморфной структуры листа — это одновременно и черты световой структуры. Так у многих видов листья имеют мощную иногда многорядную палисадную паренхиму, часто расположенную с обеих сторон.

Физиoлогические адаптации ксерофитов, позволяющие успешно выдерживать недостаток влаги:

С давних пор пристальное внимание привлекала проблема расхода воды ксерофитами на транспирацию. Казалось бы, многочисленные анатомические приспособления, достаточно надежно защищающие наземные части ксерофитов от сильного испарения, должны способствовать значительному снижению транспирации. Однако выяснилось, что в действительности это не так. При достаточном водоснабжении большинство ксерофитов имеют довольно высокую транспирацию, но при наступлении засушливых условий, они сильно сокращают ее. При этом играет роль и закрывание устьиц, и сильное обезвоживание листа при начинающемся подвядании. Несомненно, анатомо-морфологические приспособления имеют определенное значение, но основную роль в засухоустойчивости ксерофитов в настоящее время отводят физиoлогическим механизмам.

К числу этих механизмов принадлежит высокая водоудерживающая способность тканей и клеток, обусловленная рядом физиoлогических и биохимических особенностей.

Суккуленты - это растения засушливых местообитаний, приспособившиеся переживать отсутствие доступной влаги в корнеобитаемом слое почвы за счет ее накопления в собственных зеленых, фотосинтезирующих тканях: в листьях или стеблях.

Физиoлогические адаптации суккулентов:

Основной способ преодоления засушливых условий у суккулентов — накопление больших запасов воды в тканях и крайне экономное ее расходование. В условиях жаркого и сухого климата весь водный запас мог бы быть быстро растрачен, но растения имеют защитные приспособления, направленные к сокращению транспирации. Одно из них — своеобразная форма надземных частей суккулентов. В дополнение к этому у многих суккулентов поверхность защищена восковым налетом опушением, хотя есть и суккуленты с тонким не защищенным эпидермисом. Устьица очень немногочисленны, часто погружены в ткань листа или стебля. Днем устьица обычно закрыты, и потеря воды идет в основном через покровные ткани.

Транспирация у суккулентов чрезвычайно мала. Ее трудно уловить за короткий период и приходится определять расход воды не за час, а за сутки или за неделю. Водоудерживающая способность тканей суккулентов значительно выше, чем у других растений экологических групп, благодаря содержанию в клетках гидрофильных веществ. Поэтому и без доступа влаги суккуленты расходуют водный запас очень медленно и долго сохраняют жизнеспособность даже в гербарии.

Ограничения, обусловленные особенностями водного режима суккулентов, создают и другие трудности для жизни этих растений в аридных условиях. Слабая транспирация сводит к минимуму возможность терморегуляции, с чем связано сильное нагревание массивных надземных органов суккулентов. Затруднения создаются и для фотосинтеза, поскольку днем устьица обычно закрыты, а открываются ночью, следовательно, доступ углекислоты и света не совпадают во времени. Поэтому у суккулентов выработался особый путь фотосинтеза, при котором в качестве источника углекислоты, частично используются продукты дыхания. Иными словами, в крайних условиях растения частично используют принцип замкнутой системы с реутилизацией отходов метаболизма.

В силу всех этих ограничений интенсивность фотосинтеза суккулентов невелика, рост и накопление массы идут очень медленно, вследствие чего они не отличаются высокой биологической продуктивностью и не образуют сомкнутых растительных сообществ.

Тропические пустыни с их особенно высокими температурами воздуха и почвы и отсутствием зимних заморозков несколько отличаются от внетропических.

Растительность тропических пустынь. В них, кроме ксерофитных злаков (например, аристиды), широко распространены суккуленты. В азиатских тропических пустынях это, главным образом, молочайные, алоэ. В Северной Америке очень разнообразны кактусовые. На Мексиканском нагорье находится их вторичный центр видообразования и расселения. Кроме того, в американских пустынях обитают юкки, агавы, опунции, ксерофитные бромелиевые, креозотовый куст и др. Многие из них имеют древовидную форму. Характерные растения, придающие пустынным территориям США и Мексики особый облик, — канделябровидные кактусы и идрия из фукьериевых.

Систематическая принадлежность суккулентных растений Основные семейства и рода

В природе существуют разные группы растений, которые адаптированы к непростым условиям произрастания. В частности, они хорошо переносят засуху, поэтому могут расти в местностях с засушливым климатом.

К такой группе относятся ксерофиты – это растения сухих мест обитания, которые могут переносить продолжительный период засухи и воздействие высоких температур. Их можно встретить в сухих субтропиках, пустынях, песчаных дюнах, сухих степях и т.д.

Они лучше, чем другие растения, могут регулировать водный обмен, благодаря чему во время продолжительной засухи они сохраняют свое активное состояние. Данная группа растений не является однородной в плане того, как они могут переживать экстремальные условия произрастания. К примеру, некоторые ксерофиты сбрасывают листья и останавливают свой рост, кто-то переживает засуху благодаря короткому вегетационному периоду и т.д.

П. Л. Генкелем была разработана классификация растений, которые могут переносить длительную засуху. Рассмотрим ее более подробно.

Суккуленты

В эту группу входят растения, которые могут удерживать достаточное количество влаги в органах и тканях. Поверхность их тела сокращена до минимума, она покрыта восковым налетом, кутикулой или опушением. Рост и обмен веществ таких растений сильно замедлен.

К суккулентам относятся кактусы и толстянковые. Влага накапливается в листьях (агавы, алоэ) и мясистых стеблях (кактус, молочай).

Для суккулентов характерны следующие признаки:

корневая система неглубокая, но она широко распространена;
низкий уровень содержания клеточного сока;
листья редуцированы;
поверхность покрыта толстой кутикулой, которая ограничивает транспирацию;
испаряющаяся поверхность сокращена.

Суккуленты нельзя назвать засухоустойчивыми растениями, потому что они в большей степени способны переносить именно сильную жару. Они растут в районах, где период обильных дождей сменяется длительным засушливым периодом. Соответственно, именно во время дождей они накапливают достаточное количество влаги, которая и дает им возможность пережить засуху.

Эвксерофиты

К категории настоящих ксерофитов относятся такие представители, как эвксерофиты – это растения, которые обладают способностью резко сокращать транспирацию в условиях сильного недостатка влаги.

Они обладают следующими особенностями:

повышенная способность удержания влаги;
сниженная оводненность;
повышенная эластичность цитоплазмы.

Эти растения могут высасывать влагу практически из сухой почвы. Листья покрыты слоем кутикулы. В эту категорию входят различные типы полыней, акация и другие растения.

Гемиксерофиты

У этих растений сильно развита способность к добыванию воды. Корневая система сильно разветвленная, уходит глубоко внутрь почвы. Благодаря усиленной транспирации, листья интенсивно охлаждаются, при этом даже в жаркое время года в них происходит фотосинтез.

Как правило, у таких растений высокое содержание клеточного сока. Благодаря своим особенностям, они могут извлекать воду даже с достаточно большой глубины. В эту категорию входит шалфей, дикий колоцинт, люцерна и т.д.

Псевдоксерофиты

Не отличаются устойчивостью к засухе, но их способность выдерживать длительный засушливый период объясняется коротким вегетационным периодом, который совпадает с сезоном дождей. Иными словами, они живут мало, поэтому попросту не застают время засухи.

Неблагоприятные условия они переносят в виде семян (маки), корневищ, луковиц и клубней (ревень и т.д.).

Пойлилоксерофиты

В период засухи эти растения впадают в анабиозное состояние, при котором метаболизм протекает в медленном темпе.

В эту категорию входят папоротники, некоторые виды лишайников, часть покрытосеменных растений. Когда наступает сезон дождей, то они возвращаются к своему обычному состоянию.

Знание экологических свойств трав позволяет:

высевать на кормовых угодьях те типы травосмесей, которые соответствуют экологическим условиям места обитания;
при помощи агротехнических мероприятий оптимизировать экологические условия для разных видов трав;
иметь представление об экологических характеристиках места обитания на основании произрастающих на нем растений.

Селекционерами предпринимается много попыток сделать растения более устойчивыми к засухе. В частности, они учитывают специфику ксерофитов, особенности их строения, обменные процессы. Эта работа позволяет получать сорта, которые устойчивы к неблагоприятным условиям произрастания.

Растения, живущие в различных экологических условиях, умеют противостоять экстремальной среде обитания. Рассмотрим способности растений противостоять иссушению. В процессе приспособления к жизни в условиях засухи и временной нехватки воды природа проявила изобретательность, что и отразилось в разнообразных формах роста растений-ксерофитов.

Экономные суккуленты

Хороший способ защиты от потери воды – максимально уменьшить испарение влаги растением. Одни из самых выносливых ксерофитов – суккуленты – до минимума сократили поверхность своего тела и покрыли его кутикулой, восковым налетом или опушением. На засушливый период они запасают в различных органах воду, которую пополняют во время дождей. Обмен веществ и, следовательно, рост растений этой группы сильно замедлен.

У склерофитов листья либо максимально редуцированы (уменьшаются в размере), либо видоизменены в колючки, пленчатые чешуйки.

Цереусы, опунции, агавы и другие секуленты Казуарина хвощелистная Сосна итальянская

Мелкие листья – длинные корни

Другая группа ксерофитов – склерофиты пошли иным путем: уменьшили свою потребность в воде за счет формирования обезвоженного тела, также покрытого защитными слоями (восковой налет или пробковая кора, опушение или кутикула).

К тому же у склерофитов листья либо максимально редуцированы (уменьшаются в размере), либо видоизменены в колючки, пленчатые чешуйки. Казуарины (Casuarina) и эфедры (Ephedra) напоминают хвойные растения или даже хвощи из-за редукции листьев и мутовчатого расположения зеленых фотосинтезирующих ветвей. Зеленые стебли метельника прутьевидного (Spartium junceum) покрыты листьями только весной и в начале лета, а затем функцию фотосинтеза берут на себя прутовидной формы стебли.

В своей способности переносить нехватку воды чемпионами среди деревьев, конечно, являются саксаулы (Haloxylon), джузгуны (Calligonum) и гребенщики (Tamarix), у которых обнаруживается и глубокая и разветвленная корневая система, и редукция листвы, и в целом склеротический облик. Корневая система может достигать 30 м в глубину, а площадь ее распространения намного больше, чем наземных органов. Эти растения способны быстро поглощать дождевую влагу и росу с больших участков и доставать грунтовые воды, а также конденсирующуюся в расщелинах скал влагу. Именно саксаулы в самых безводных пустынных районах служат индикатором наличия наиболее доступной воды, чем и пользуются местные жители.

Для растений саванн и пустынь (акации, саксаул) характерны зонтиковидные кроны, которые меньше подвержены обжигающему действию ветра в знойный день, так как ветер скользит по ним, и они меньше испаряют воду. По этой же причине для деревьев в саваннах характерна перистая или рассеченная форма листвы.

Эвкалипт Красивотычиночник Земляничник обыкновенный

Гибкая стратегия

Ксерофитные растения, способные переносить временную нехватку влаги, используют обе эти стратегии (суккулентные и склерофитные тенденции в форме роста), но в более умеренных проявлениях.

Лавр благородный (Laurus nobilis) и земляничник обыкновенный (Arbutus unedo), вечнозеленые дуб каменный (Quercus ilex) и дуб пробковый (Q. suber) имеют некрупные плотные, жесткие, покрытые кутикулой листья. У средиземноморского олеандра (Nerium oleander) и австралийского красивотычиночника (Сallistemon) листья имеют ланцетовидную или линейную форму, они также покрыты кутикулой. Серповидные листья эвкалиптов (Eucalyptus) на длинных черешках к тому же способны поворачиваться листовой пластинкой параллельно лучам солнца, которые лишь скользят по ее поверхности.

Листья и стволы засухоустойчивых растений часто имеют декоративный серебристый цвет благодаря опушению и восковому налету. Это известные всем олива европейская (Olea europaea) и мирт обыкновенный (Myrtus communis), лаванда узколистная (Lavanda angustifolia) и л. французская (L. stoechas) , а также ладанник (Cistus), татарник (Onopordium) и артишок (Сynara). В поисках воды в глубоких слоях почвы выносливые и изобретательные растения-ксерофиты развивают длинные корни. Этой способностью обладает одна из самых засухоустойчивых сосен – с. итальянская, или пиния (Pinus pinea), растущая на глубоких песчаных почвах и горных склонах. Им не уступают дубы в Средиземноморье, облюбовавшие каменистые платформы и щебнистые склоны, вместе с фисташкой мастиковой (Pistacia lentiscus) и земляничником обыкновенным.

Ксерофиты выделяют эфирные масла, препятствующие испарению воды с их поверхности.

Саксаул Гребенщик (тамариск) Тимьян

Пахучая защита

Еще одно из приспособлений, встречающихся у гораздых на выдумку ксерофитов, – ароматические масла, которые образуются в специальных железках, расположенных на листьях и стеблях. Ксерофиты выделяют эфирные масла, препятствующие испарению воды с их поверхности. Именно поэтому многие засухоустойчивые растения – кладезь ароматических масел, и мы их используем в парфюмерии, кулинарии, медицине. А достигшие в этом предела совершенства – так называемые неопалимые купины, которые буквально окутывают себя эфирным облаком, как, например, ясенец белый (Dictamnus albus). Если поджечь пары масла, они сгорают так стремительно, что растение не успевает повредиться огнем.

Множество трав, кустарников и кустарничков способны существовать длительные периоды без влаги на крутых каменистых откосах и оголенных горных скалах благодаря наличию всего комплекса вышеперечисленных признаков. Один из таких наиболее известных ксерофитов – тимьян (Thymus) – имеет мелкие с серебристым опушением листья и содержит эфирные масла.

Дуб пробковый – кора

Затаиться и переждать

Изменения в ритмике вегетации заставляют многие растения саванн сбрасывать листву в самый жаркий период, это время они пережидают в состоянии покоя, в некоторой степени напоминающем процессы, происходящие у растений умеренной зоны зимой. Существенная разница состоит в том, что покой этот не абсолютный, а вынужденный и вызван непосредственно недостатком влаги. Кстати, именно для засушливых районов характерны однолетние эфемеры-монокарпики: маки (Papaver), бурачки (Alyssum), песчанки (Arenaria), аистник (Erodium) и многолетние эфемероиды-геофиты (тюльпаны, луки, представители семейства амариллисовые). И те и другие процветают рано весной, стимулированные поступившей в почву влагой, а в летнюю жару находятся в состоянии покоя (в виде семян или подземных запасающих органов – клубней, луковиц). Засухоустойчивые злаки (ковыли (Stipa), овсяницы (Festuca), бородач (Andropogon) ) имеют узкие шиловидные листья. Они высушиваются за жаркий период, и каждый год весной отрастают побеги из расположенных у поверхности земли почек возобновления.

Ксерофиты – растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху (засухоустойчивые).

Суккуленты – засухоустойчивые растения, запасающие воду в сочных органах – листьях или стеблях.

Склерофиты – засухоустойчивые растения с жесткими листьями, покрытыми толстой, препятствующей испарению кутикулой.

Исследовательская работа по ботанике. Об особенностях приспособлений растений - ксерофитов, произрастающих на клумбе школы.

Вложение	Размер
osobennosti_morfolog_i_zashchitnyh_prisposobleniy_rasteniy_-_kserofitov.docx	792.95 КБ

Предварительный просмотр:

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Михайловская средняя общеобразовательная школа

морфологических и защитных

приспособлений растений – ксерофитов

Проектную работу выполнил:

Кочергин Артур Борисович

ученик 8 класса

МБОУ «Михайловская средняя

Зезина Татьяна Ивановна,

МБОУ «Михайловская средняя

РАЗДЕЛ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ РАСТЕНИЙ К НЕДОСТАТКУ ВЛАГИ…………5

1.1. Понятие ксерофиты, их классификация………………………………….5

1.2.Особенности морфологических и защитных приспособлений ксерофитных растений………………………………………………..…………8

1.3. Видовой состав декоративных растений, приспособленных к

РАЗДЕЛ 2 ЭМПИРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ И ЗАЩИТНЫХ АДАПТАЦИЙ РАСТЕНИЙ-КСЕРОФИТОВ ……………………12

2.1 Организация и методы исследования ……………………………………..12

2.2. Анализ и интерпретация результатов исследования …………………….12

2.2.1. Анализ и интерпретация анкетирования ………………………….12

2.2.2.Анализ и интерпретация методов наблюдения и микроскопии ….14

2.3. Рекомендации по выбору декоративных растений для клумбы…..……. 17

Тема: Особенности морфологических и защитных приспособлений растений – ксерофитов

Автор: Кочергин Артур Борисович

Провести теоретический анализ литературных источников по исследуемой проблеме.
Изучить морфологические особенности растений-ксерофитов, проанализировать полученные данные и сформулировать выводы.
Исследовать приспособленность ксерофитных растений к недостатку влаги.
Выявить видовой состав декоративных растений, которые можем рекомендовать для посадки на школьной клумбе.
Провести анкетирование среди школьников 5-10 классов по проблеме озеленения школы.

Объект исследования : декоративные и дикорастущие растения - ксерофиты.

Предмет исследования : представители ксерофитной растительности пришкольного участка.

Методы исследования : анализ литературных источников, анкетирование, наблюдение, микроскопия.

Практическая значимость заключается в том, что были изучены особенности растений – ксерофитов, которые встречаются в искусственной экосистеме – клумбе. Наша работа может быть использована в процессе формирования клумбы с учетом выбора засухоустойчивых растений, которые будут цвести летом. А также для экологического просвещения и воспитания на уроках биологии, географии и внеурочной деятельности.

Растения, живущие в различных экологических условиях, умеют противостоять экстремальной среде обитания. Например, вода играет исключительно важную роль в жизнедеятельности клетки и организма в целом. Поддержание воды на достаточном уровне составляет одну из основных физиологических функций любого организма. У живых организмов в процессе эволюции сформировались различные приспособления к добыванию и экономному расходованию влаги.

В качестве гипотезы исследования выступило предположение о том, что растения – ксерофиты адаптированы к засушливым местам и на неполивной школьной клумбе возможно в самое засушливое время цветение декоративных растений.

Задачи исследования:

Провести теоретический анализ литературных источников по исследуемой проблеме.
Изучить морфологические особенности растений-ксерофитов, проанализировать полученные данные и сформулировать выводы.
Исследовать приспособленность ксерофитных растений к недостатку влаги.
Выявить видовой состав декоративных растений, которые можем рекомендовать для посадки на школьной клумбе.
Провести анкетирование среди школьников 5-10 классов по проблеме озеленения школы.

Объект исследования : декоративные и дикорастущие растения - ксерофиты.

Предмет исследования : представители ксерофитной растительности пришкольного участка.

Методы исследования : анализ литературных источников, анкетирование, наблюдение, микроскопия.

РАЗДЕЛ 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОСОБЕННОСТЕЙ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ РАСТЕНИЙ К НЕДОСТАТКУ ВЛАГИ

1.1. Понятие ксерофиты, их классификация

Вода — важнейший экологический фактор для всех живых организмов. Она необходима как универсальный растворитель, вещество, которое участвует в обмене веществ.

У растений вода участвует в реакциях фотосинтеза, минеральные соли поступают в растения из почвы только в виде водных растворов. Вода — главная составная часть тела растений. Особая роль воды наземных растений заключается в постоянном пополнении больших трат ее на испарение в связи с развитием большой фотосинтезирующей поверхности. А для большой группы растений, живущих в водоемах, морях и океанах, вода является непосредственной средой обитания.

По приуроченности к местообитаниям с разными условиями увлажнения среди наземных растений различают основные экологические типы растений: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Наша задача заключалась в изучении растений-ксерофитов, их классификации.

Ксерофиты (от греч. xeros- сухой и phytos –растение) – растения, приспособленные к жизни в условиях низкого водоснабжения. Выносят увядание с потерей воды до 20-50% [2].

Ксерофиты - э то растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостаток влаги — почвенную и атмосферную засуху. Они распространены, обильны и разнообразны в областях с жарким и сухим климатом. К этой группе принадлежат виды пустынь, сухих степей, саванн, колючих редколесий, сухих субтропиков.

Неблагоприятный водный режим растений в сухих местообитаниях обусловлен ограниченным поступлением воды при ее недостатке в почве и увеличением расхода влаги на транспирацию при большой сухости воздуха и высоких температурах.

Для преодоления недостатка влаги возможны разные пути: увеличение ее поглощения и сокращение расхода, кроме того, способность переносить большие потери воды. Все это используется ксерофитами при адаптации к сухости, но у разных растений в неодинаковой степени.

Различают два основных способа преодоления ксерофитами засухи: возможность противостоять иссушению тканей, или активное регулирование водного баланса, и способность выносить сильное иссушение.

Возможность переносить резко засушливые условия достигается разными физиологическими средствами.

Классификация этих растений наиболее полно разработана Павлом Александровичем Генкелем, известным ученым – физиологом растений [2].

Ксерофиты можно разделить на следующие группы:

1. Растения, запасающие влагу (ложные ксерофиты) . К этой группе растений относятся суккуленты, прежде все кактусы, а также растения, принадлежащие к семейству толстянковых. Эти растения накапливают влагу в толстых, мясистых стеблях или в утолщенных листьях. Листовыми суккулентами являются агавы, алоэ, очиток, молодило. К стеблевым суккулентам относятся кактусы, молочаи. Испаряющая поверхность сильно сокращена. Листья часто редуцированы, вся поверхность покрыта толстым слоем кутикулы

Эта группа растений произрастает в районах, где резко засушливые периоды сменяются периодами дождей, их корневая система приспособлена к поглощению этой дождевой воды. В остальное время они живут за счет воды, запасаемой в мясистых органах, причем эта вода тратится чрезвычайно медленно.

2. Эвксерофиты (настоящие ксерофиты) — растения, обладающие способностью резко сокращать транспирацию в условиях недостатка воды.

Для этой группы растений характерен ряд приспособлений к сокращению потери воды: высокая эластичность цитоплазмы, высокая водоудерживающая способность и вязкость. Подземные органы этих растений, особенно в верхних частях, покрыты толстым слоем пробки. Иногда пробкой покрываются и стебли. Листья покрыты толстым слоем кутикулы, многие имеют волоски.

Особенно хорошо переносят потерю воды растения с жесткими листьями, которые и в состоянии тургора имеют сравнительно мало воды. Эти растения характеризуются большим развитием механических тканей. Листья у них жесткие, что позволяет при потере тургора избежать механических повреждений.

3. Гемиксерофиты (полуксерофиты) — это растения, у которых сильно развиты приспособления к добыванию воды. У них глубоко идущая, сильно разветвленная корневая система. Клетки корня обладают высокой концентрацией клеточного сока. Благодаря таким особенностям эти растения могут использовать для сбора воды очень большие объемы почвы. Их корневые системы достигают даже грунтовых вод, если они лежат не слишком глубоко. Растения данного типа обладают хорошо развитой проводящей системой. Листья у них тонкие, с очень густой сетью жилок, что сокращает путь передвижения воды к живым клеткам листа до минимума. Это растения с очень высокой интенсивностью транспирации. Даже в очень жаркие, сухие дни они держат устьица открытыми. Благодаря высокой интенсивности транспирации температура листьев значительно понижается, что позволяет осуществлять процесс фотосинтеза при высоких дневных температурах. Листья некоторых из них покрыты волосками. Волоски создают как бы экран, который дополнительно защищает листья от перегрева. Например, люцерна, шалфей.

4. Растения, избегающие засуху (псевдоксерофиты). Эти растения не обладают признаками засухоустойчивости, но имеют короткий вегетационный период, приурочивая весь жизненный цикл к периоду дождей. Эфемеры переносят засуху в виде семян (мак), а эфемероиды — в виде луковиц, корневищ, клубней (нарцисс, шафран и др. ).

5. Пойкилоксерофиты — растения, не регулирующие своего водного режима. В период засухи эти растения впадают в состояние анабиоза.

Эта группа растений может, не теряя жизнеспособности, доходить до воздушно-сухого состояния и в таком виде переносить периоды засух. После дождей растения этого типа быстро переходят к нормальной жизнедеятельности. Таким образом, обезвоживание для них является не патологией, а нормальным физиологическим состоянием.

6. Стипаксерофиты – растения, отличающиеся повышенной скоростью физиологического реагирования на внешние изменчивые факторы. Они быстро и наиболее полно используют влагу кратковременных ливневых осадков, хорошо переносят перегрев. Переносят лишь кратковременный надостаток воды в почве. Например, к таким растениям относят степные злаки, ковыли.

1.2. Особенности морфологических и защитных приспособлений ксерофитных растений

Для ксерофитов большое значение имеют разнообразные морфологические приспособления к условиям недостатка влаги.

1. Эти растения имеют сильно развитую корневую систему, что помогает растениям увеличивать поглощение почвенной влаги. Обычно, у этих растений корневая система превышает надземные части. Корневая система у одних видов растений имеют длинные корни, но мало разветвленные. Проникновение таких корней на большую глубину позволяет ксерофитам использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях — и грунтовых вод.

У других видов корневые системы очень разветвлены, что дает возможность максимально использовать почвенную влагу.

2. У растений – ксерофитов сильно развита водопроводящая система, что хорошо заметно по густоте сети жилок в листьях, подводящих воду к тканям. Эта черта облегчает ксерофитам пополнение запасов влаги, расходуемой на транспирацию.

Существуют приспособления защитного характера , которые направленные на уменьшение расхода воды и сводятся к следующему:

1. Общее сокращение испаряемой поверхности. Многие ксерофиты имеют мелкие, узкие, сильно редуцированные листовые пластинки.

2. Уменьшение листовой поверхности в наиболее жаркие и сухие периоды вегетационного сезона.

Развитие защитных покровов на листьях дают тусклые, седоватые оттенки, резко отличающиеся от яркой зелени лугов.

4. Усиленное развитие механической ткани. Клетки тканей листьев у ксерофитов отличаются мелкими размерами и весьма плотной упаковкой, то есть малым развитием межклетников, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность листа.

1.3. Видовой состав декоративных растений, приспособленных к недостатку влаги

В нашей работе к вопросу выбора ксерофитных растений мы коснулись не случайно. В нашей школе большой пришкольный участок. На нем разбито несколько клумб и посажены декоративные растения. Но проблема заключается в том, что обильно цветут растения только весной, в начале лета и недолгое время – ранней осенью. А вот клумбы летом находятся в плачевном состоянии.

На это есть своя причина - жаркое засушливое лето. Особенностями крымского степного региона является то, что на растения негативное воздействие оказывают засуха: ее длительность, высокая температура воздуха и сила ветра.

А вторая причина заключается в отсутствии возможности доступа к воде.

Однако, этих неудобств можно избежать, если при планировании клумб учитывать выбор видового состава растений с учетом подбора засухоустойчивых растений.

Проанализировав литературные источники, мы заметили, что засухоустойчивые растения очень декоративны и способны преобразить участок не только в засушливый период года. А еще одно преимущество заключается в том, что они не нуждаются в частых поливах и способны пережить засуху без особых потерь.

Читайте также: