Полиморфизм это биологическая особенность сорняков характеризующаяся

Обновлено: 18.09.2024

Для успешной борьбы с сорняками необходимо знать их биологические особенности и способы распространения.

За долгий период своего существования среди культурных растений, сорняки приобрели многие морфологические и биологические особенности, очень сходные с культурными растениями, в посевах которых они чаще всего встречаются. Это помогает распространению сорняков. Сходство в развитии обуславливает распространение в посевах яровых культур яровых сорных растений, в посевах озимых хлебов — озимых и зимующих сорняков.

Основные особенности, отличающие сорняки от культурных растений, следующие:

1. Меньшая требовательность по сравнению с культурными растениями к условиям внешней среды. Сорняки более засухоустойчивы, морозостойки.

2. Сорняки нередко имеют очень мощную корневую систему, благодаря которой ими активно поглощается влага и питательные вещества. У горчака, хвоща, донника, бодяка длина корней достигает 5,5-7 метров.

3. Большая плодовитость. Одно растение дикой редьки дает до 12 тыс. семян, осота полевого — до 19 тыс., осота розового — до 35 тыс., пастушьей сумки — до 70 тыс., а щирицы — до 500 тыс. семян, тогда как зерновые хлеба дают в среднем 100-1000 зерен на одно растение.

4. Способность размножаться вегетативным путем. Вегетативным способом быстро размножаются многие многолетние сорняки. Их подземные органы дают массу побегов с многочисленными спящими почками, из которых могут развиваться новые побеги и самостоятельные растения.

5. Семена сорняков способны распространяться на большие расстояния при помощи специальных приспособлений (летучек, прицепок, завитков).

6. Семена многих сорняков не теряют всхожести в течение длительного периода. Отмечены случаи, когда семена щирицы, пастушьей сумки, мокрицы и некоторых других сорняков не теряли всхожести в течение 40-50 лет, горчицы полевой — 7 лет, ярутки полевой и подорожника — 9 лет. Семена некоторых видов сорняков не теряют всхожести, находясь в навозе, воде, силосе, при прохождении через кишечник животных и птиц. Много семян сорняков заносится на поля при внесении свежего навоза, с талой и поливной водой.

7. Недружность всходов сорняков значительно осложняет борьбу с ними, так как прорастание может затянуться на очень длительный период. Например, одно растение лебеды (марь белая) дает три вида семян. Одни прорастают в год созревания, вторые — будущей весной и третьи — лишь на третий год после того, как осыпятся. Недружность всходов многих видов сорняков объясняется разнокачественностью семян, обладающих неодинаковой жизнеспособностью, а также различной способностью семенной оболочки пропускать воду.

8. К свойствам сорняков, которые затрудняют борьбу с ними, относится их свойство созревать несколько раньше культурных растений, в посевах которых они преимущественно встречаются. Благодаря этому, к началу уборки сельскохозяйственных культур основная масса семян сорняков успевает осыпаться, а это исключает возможность удаления их с поля с урожаем и уничтожения при очистке посевного материала.

Очаги размножения сорняков — необкошенные обочины дорог, необработанные полосы по границам полей и т.д..

Формирование группы сорных растений началось с момента возникновения земледелия. Помимо воли человека, но при его участии шел постепенный отбор таких растений, которые приспособились к совместному сосуществованию с культурными растениями. Приспособление сорных растений к жизни в посевах тех или иных культур идет по линии экологического уподобления и экологической дифференциации сорных и культурных растений по отношению друг к другу. Приспособившись к жизни культурного растения, многие сорняки выработали аналогичные им свойства — озимость, яровость, близкую высоту стебля, форму, размер семян и другие признаки. Некоторые сорные растения утратили способность самостоятельно обсеменяться: семена их обмолачиваются вместе с семенами культурных растений (например, погремка большого) и затем, попадая в почву, прорастают. Уподобление сорных растений культурным широко распространено и наглядно видно на примере специализированных сорняков. Цикл их развития совпадает с циклом развития культурного растения, высота стебля равна примерно высоте стебля культурного растения, и поэтому семена попадают в урожай, обмолачиваются и засоряют зерно культурных растений. Форма, масса, величина зачатков сорных растений, семена, плоды настолько схожи с семенами или плодами культурных растений, что отделить их при обычных способах очистки почти невозможно.

Экологическая дифференциация сорных и культурных растений объясняется различиями их в характере использования пространства, света, влаги, питательных веществ и т. п. Такие различия могут приводить к тому, что сорные и культурные растения развиваются, не мешая друг другу, или же конкуренция за факторы жизни растений выражена слабо. С другой стороны, такие различия могут даже оказывать положительное действие на развитие культурных растений. Например, сорные бобовые растения обогащают почву азотом, который может быть использован затем культурными растениями, сорные растения с крепкими стеблями могут служить опорой, поддержкой для вьющихся культурных растений и т. п.

Основные биологические особенности сорных растений, объясняющие их высокую экологическую устойчивость в агрофитоценозах и повышенную вредоносность, а также отличающие их по свойствам от культурных растений, следующие. Сорные растения характеризуются чрезвычайно высокой способностью к воспроизводству при благоприятных условиях произрастания, имеют высокую плодовитость. Отдельные виды сорных растений дают десятки и сотни тысяч семян с одного растения, что во много раз превышает количество семян на одном культурном растении. Так, одно растение осота полевого может дать 35 тыс. семян, трехреберник непахучий — 54, щирица запрокинутая — 500, дескурения Софии — 730 тыс. семян. Если учесть, что хлебные злаки в среднем дают 50—80 зерен и лишь при самых благоприятных условиях могут давать до 2000 семян с одного растения, то очевидно превосходство сорных растений по плодовитости над культурными. В реальных условиях в агрофитоценозах сорные растения дают несравненно меньше семян, чем указано выше, однако вполне достаточно для того, чтобы общее их количество в почве достигало колоссальных величин. Безусловно, многие семена сорных растений, попадая на поверхность почвы, в неблагоприятных условиях для прорастания погибают, однако большая семенная продуктивность обусловливает большую их выживаемость. Тем более что отличительной особенностью семян сорных растений является способность длительное время сохранять жизнеспособность в почве. Период прорастания семян культурных растений исчисляется днями, в то время как семена у многих сорных растений могут лежать в почве годы и даже десятилетия, не теряя своей жизнеспособности. По наблюдениям П. А. Костычева, из 400 семян пастушьей сумки за 1173 дня проросло лишь 75. Остальные не проросли, однако сохранили свою жизнеспособность. До 60 лет не теряют всхожесть семена щирицы, подорожника. Семена донника белого могут сохранять всхожесть до 70 лет. Свойство семян длительное время не давать всходы, сохранять жизнеспособность объясняется их покоем, физиологическим состоянием семени, строением семенной оболочки (глубокий покой) или неблагоприятными условиями для прорастания (вынужденный покой).

Прорастание семян сорняков часто происходит неодновременно и растянуто во времени, что отличает сорные растения от культурных. У ряда сорных растений выражено явление полиморфизма семян, т. е. у них образуются семена различной крупности. Так, у мари белой, например, образуются семена трех групп: крупные, средние и мелкие. Первые прорастают в первый год, вторые — во второй и третьи — на третий год.

Для семян некоторых сорных растений характерно длительное послеуборочное дозревание. Например, у семян куриного проса период дозревания после уборки культурных растений равен пяти - шести месяцам, у семян овсюга — трем-четырем.

Семена или плоды сорных растений имеют различные формы и приспособления, при помощи которых они могут распространяться на большие расстояния. Семена одних сорняков имеют опушенность, хохолки, при помощи которых они переносятся на огромные расстояния (семена бодяка, одуванчика, осота и др.) других — имеют прицепки или колючки и с их помощью переносятся животными, человеком.

Следует отметить и такую важную особенность некоторых видов сорных растений, как способность размножаться не только семенами, но и вегетативными органами: корневищами (свинорой, пырей ползучий, гумай и др.), корневыми отпрысками (осот, бодяк, горчак, вьюнок полевой и др.), клубнями. Вегетативные органы размножения, разрезанные на мелкие части, не только не утрачивают жизнеспособности, а, напротив, у них повышается способность к образованию побегов. О том, до каких величин может доходить количество вегетативных почек на одном квадратном метре наиболее распространенных сорняков, свидетельствуют данные А. И. Мальцева (табл. 26).

Количество вегетативных органов размножения в почве на 1 м2

Многие семена сорных растений сохраняют жизнеспособность в воде, силосе, сенаже, навозе после прохождения через кишечник животных и птиц. Количество семян сорных растений в навозе, особенно в свежем и слабоперепревшем, может быть очень большим. Отмечено, например, что число семян сорняков, попавших с 60 т свежего коровьего навоза на 1 га, составило 1 млн.

Некоторые сорные растения ведут паразитический и полупаразитический образ жизни, что также отличает их от культурных растений.

В учебном пособии приводятся темы лабораторно-практических занятий, порядок их выполнения, задания по каждой теме, литература, рекомендуемая для выполнения работ по изучаемым темам студентам агрономического факультета.

Сорные растения имеют ряд биологических особенностей, которые отличают их от культурных растений, обеспечивают успешное прорастание их в посевах сельскохозяйственных культур и позволяют противостоять многим механическим мерам борьбы с ними:

— высокая семенная продуктивность;

— способность семян длительное время сохранять всхожесть;

— неодновременное и растянутое прорастание семян;

— проявление полиморфизма (разноплодия) семян. Например, марь белая образует три группы семян: 1) крупные — прорастают в первый год; 2) более мелкие, прорастают на второй год; 3) очень мелкие — прорастают на третий год;

— распространение семян и плодов при помощи специальных приспособлений (летучки, щетинки, ости и т. д.);

— вегетативное размножение многолетних сорняков.

На территории Российской Федерации встречается более 1500 видов широко распространенных сорных растений, что вызвало необходимость объединения их по важным признакам в группы.

Наиболее удобной классификацией сорняков является биологическая, в основу которой положены способы питания и размножения, и продолжительность жизни.

Классификация сорных растений

По способу питания сорняки делят на три типа: паразитные, полупаразитные и непаразитные.

Паразитные сорные растения (гетеротрофы) полностью утратили способность к фотосинтезу и извлекают воду и питательные вещества из растения-хозяина. Их делят на две биогруппы: корневые (заразиха подсолнечная) и стеблевые (повилика полевая) сорняки.

Непаразитные сорные растения (автотрофы) характеризуются автотрофным типом питания, имеют корневую систему, способную усваивать из почвы влагу и элементы питания, надземные зеленые органы способны создавать в процессе фотосинтеза органическое вещество.

Непаразитные сорняки по способу размножения и продолжительности жизни подразделяют на два подтипа: малолетние и многолетние.

К малолетним сорнякам относят сорняки, размножающиеся только семенами, имеющие жизненный цикл от нескольких недель до двух лет и отмирающие после созревания семян.

В группе малолетних сорняков растения обладают различными биологическими особенностями, поэтому выделяют более мелкие группы: эфемеры, яровые ранние и яровые поздние, зимующие, озимые и двулетники.

Эфемеры — сорные растения с коротким периодом вегетации, способные давать за сезон несколько поколений (звездчатка средняя).

Яровые ранние сорняки — семена, которых прорастают ранней весной (при прогревании почвы до 1…2 º С), плодоносят и отмирают в том же году (редька дикая; овсюг обыкновенный; марь белая; пикульник обыкновенный; горец птичий; горец вьюнковый).

Яровые поздние — сорняки, семена которых прорастают при устойчивом прогревании почвы, всходят вместе с поздними яровыми культурами (просо, гречиха), плодоносят и отмирают в том же году, но после уборки яровых ранних культур (просо куриное; щирица запрокинутая; щетинник сизый).

Зимующие сорняки — растения, которые при ранневесенних всходах развиваются как яровые ранние растения и заканчивают вегетацию в год появления всходов. Если семена их прорастают во второй половине лета или осенью, то, перезимовав, весной отрастают и заканчивают вегетацию летом или осенью (василек синий; трехреберник непахучий; живокость полевая; ярутка полевая; пастушья сумка).

Озимые — сорняки, нуждающиеся для своего развития в пониженных температурах зимнего сезона независимо от срока прорастания (костер ржаной; метлица обыкновенная).

Двулетники — растения, которые развиваются в течение двухлетнего цикла: в первый год дают мощную корневую систему, розетку листьев, во второй год — стебли, цветут и плодоносят (липучка обыкновенная; донник белый; донник лекарственный).

К многолетним относят сорняки, произрастающие несколько лет и неоднократно плодоносящие за свой жизненный цикл, размножающиеся семенами и вегетативными органами.

Многолетние сорняки также имеют мелкие биологические группы: корневищные, корнеотпрысковые, стержнекорневые, ползучие, луковичные и клубневые, с мочковатой корневой системой.

Многолетние сорняки подразделяют на две группы. Сорняки первой группы размножаются преимущественно семенами, а второй — вегетативно.

Стержнекорневые — сорняки с хорошо развитым главным корнем, глубоко проникающим в почву, и большим количеством боковых корней (полынь горькая; одуванчик лекарственный; цикорий обыкновенный).

Мочковатокорневые — сорняки с укороченным главным корнем и хорошо развитыми боковыми корешками (лютик едкий).

Луковичные — многолетние сорняки, размножающиеся преимущественно луковицами (лук круглый).

Клубневые — многолетние сорняки, размножающиеся преимущественно вегетативно и образующие на корнях или подземных стеблях утолщения (клубни) (чистец болотный).

Ползучие — сорняки, размножающиеся стелющимися и укореняющимися побегами (лютик ползучий; лапчатка гусиная).

Корнеотпрысковые — растения, размножающиеся корневыми отпрысками с помощью боковых корней, несущих на себе множество спящих почек. Корни проникают в почву на 1,5 м (вьюнок полевой; молочай лозный; осот желтый (полевой); бодяк полевой).

Корневищные — растения, размножающиеся преимущественно вегетативно подземными стеблями — корневищами. Одна из самых злостных биологических групп (пырей ползучий; хвощ полевой; тысячелистник обыкновенный).

Сорные растения имеют ряд биологических особенностей, благодаря которым они удерживаются на полях, несмотря на применяемые к ним меры борьбы.

Наибольшей эффективности в борьбе с сорняками можно добиться, зная их биологические свойства и условия распространения. Многие сорняки, постоянно произрастая в одних и тех же культурах, приобрели схожие с культурными растениями морфологические и биологические признаки, что значительно осложняет их истребление. Например, в посевах яровых культур встречаются яровые сорные растения благодаря сходству в их развитии, а в посевах озимых хлебов - озимые и зимующие сорняки.

Сорные растения менее требовательны, чем культурные, к состоянию основных факторов жизни - тепла, света, воды и питательных веществ. Они более морозоустойчивы и засухоустойчивы, менее болезненно переносят недостаток солнечной радиации.
Многие сорняки имеют мощную корневую систему, что позволяет им легче переносить неблагоприятные периоды засухи и скудность запасов питательных веществ в почве.
К тому же сорные растения очень хорошо размножаются.

Одной из особенностей сорных растений является высокая плодовитость. Многие виды сорняков дают десятки и сотни тысяч семян с одного растения, что во много раз превышает количество семян с одного растения зерновых культур. Например, дикая редька способна давать до 12 тысяч семян, осот полевой - до 19 тысяч, осот розовый - до 35 тысяч, пастушья сумка - до 70 тысяч, щирица - до 500 тысяч, в то время как зерновые культуры дают в среднем 100 зерен с одного растения.
Другой особенностью является наличие множества различных приспособлений для распространения семян на значительные расстояния (летучки, прицепки, завитки).

Борьба с сорняками затрудняется из-за неравномерности их всходов. Прорастание их семян может продолжаться на протяжении длительного времени. Например, одно растение лебеды дает три вида семян, первые из которых прорастают в год созревания, вторые - следующей весной, а третьи - только на третий год после того, как они осыпятся. Подобное неодновременное прорастание семян сорных растений объясняется тем, что семенные оболочки неравномерно пропускают влагу.

Неодновременное и растянутое во времени прорастание семян сорняков также является важной биологической особенностью, отличающей сорные растения от культурных. Если у культурных растений период прорастания семян исчисляется днями, то у многих видов сорняков семена могут сохраняться в почве, не теряя всхожести, годы и даже десятилетия.
У некоторых сорняков на одном и том же растении образуются семена с разным периодом покоя (гетерокарпия), т. е. одни семена могут прорастать в первые дни, а другие сохраняют всхожесть многие годы.

Семена многих сорных растений способны храниться в течение длительного времени, а затем давать всходы. Например, семена таких сорняков, как щирица, пастушья сумка, мокрица и некоторые другие, сохраняют свою жизнеспособность в течение 10 - 15 лет, находясь в состоянии покоя, горчицы - 7 лет, ярутки полевой и подорожника - 9 лет.

Несмотря на то, что требования прорастающих семян сорняков к теплу и влаге мало отличаются от требований культурных растений, всходы сорняков появляются раньше, так как обычно их семена расположены на поверхности или в самом верхнем слое почвы. Поэтому при наличии здесь влаги они быстро прорастают и опережают в росте засоряемые культурные растения.

Многие сорняки, преимущественно многолетние, кроме семенного возобновления способны размножаться вегетативно, образуя большое количество почек, отпрысков - порослей, луковиц. Вегетативные органы, разрезанные на мелкие части, не только не утрачивают жизнеспособности, но и повышают способность к образованию побегов.
Размножению сорняков способствует также то, что они легко осыпаются, свободно переносятся ветром на большие территории, а также то, что многие животные участвуют в распространении семян. Многие семена сорняков заносятся на сельскохозяйственные участки талой водой.
Очагом распространения сорных растений часто служат невозделываемые участки, обочины дорог, железнодорожные пути и др.

Читайте также:

Полиморфизм это биологическая особенность сорняков характеризующаяся

Оглавление