Сообщение влияние растений друг на друга

Обновлено: 04.07.2024

Растения, которые живут совместно, влияют друг на друга. Эти влияния могут быть прямыми, когда растения соприкасаются, и опосредованными, когда они изменяют друг для друга условия произрастания или воздействуют через животных и человека.

Тип учебного занятия; изучения и первичного закрепления новых знаний

Дидактическая цель; создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.

Формы проведения занятия; лекция, учебный фильм

Основные понятия

Солнечный спектр. Выпас. Растительный покров. Лес, луг, болото, поле.

Затенение. Конкуренция. Корневая конкуренция. Фитоклимат

Вопросы для обсуждения

1.Почему затенение изменяет среду обитания? Как изменяются : условия среды под кронами деревьев.

2.Что называют фитоклиматом? Почему он возникает?

3.В чем проявляется конкуренция между растениями?

4.В чем выражается корневая конкуренция? Как доказали наличие корневой конкуренции?

5.В каких случаях человек влияет на конкуренцию между растениями? Как он это делает?

Поставьте в три вазы с водой срезанную ветку сирени, букет нарциссов и букет из сирени и нарциссов. Пронаблюдайте, за какое время увянут цветы в разных букетах, запишите результаты в таблицу:

Дата начала завядания цветков

Дата полного завядания цветков Длительность жизни цветков у срезанных растений (в днях)

Фитоклимат. Условия окружающей среды растения изменяют прежде всего тем, что более высокие (например, деревья) затеняют более низкие (кустарники и травы). Это легко наблюдать в солнечный день, попав с освещенной опушки в тень леса. Кроны деревьев не только уменьшают освещенность, но изменяют и солнечный спектр в лесу. Листья деревьев поглощают красные, синие и фиолетовые лучи солнечного спектра, а вниз пропускают оранжевые, желтые, зеленые и голубые. Изменяется и длительность светового дня. В лесу раньше смеркается и позже наступает рассвет, чем на открытом месте. Затенение сказывается и на температуре. Всякий знает, что под кронами деревьев летним днем намного прохладнее, чем на солнцепеке. Чем выше температура, тем больше воды испаряют растения, тем труднее им обеспечить себя влагой. В затененных местах растения, напротив, испаряют меньше и реже, чем на солнцепеке, страдают от недостатка влаги.

Таким образом, в лесу по сравнению с открытым местом меняются все климатические показатели: освещенность, влажность, температура. Микроклимат меняется не только в лесах, но и на лугах, полях, болотах — словом, всюду, где живут растения и где более высокие из них затеняют более низкие. Говорят, что растительный покров создает внутри себя особый фитоклимат (в пер. с греч. “фитон” — растение).

Конкуренция. Вы уже знаете, что свет необходим растениям для фотосинтеза. Чем лучше освещено растение, тем интенсивнее идет фотосинтез, тем быстрее оно растет. Среди растений, совместно живущих в лесах, на лугах или на болотах, больше света получают те, которые выше. Стремясь к свету, растения как бы вступают друг с другом в соревнование: кто быстрее вырастет и окажется в условиях хорошего освещения. Такие отношения между растениями называют конкуренцией. Конкуренция — это соревнование растений за получение свет'а, почвенной влаги, мине ральных солей. Конкуренция идет между растениями как одного, так и разных видов. При этом побеждают те растения, побеги и корни которых быстрее и больше поглощают солнечного света, воды и минеральных солей.

Соревнование растений за поглощение почвенной влаги и минеральных солей называют корневой конкуренцией. За этой формой конкуренции провели следующие наблюдения. В еловом лесу, где росли кислица обыкновенная, сныть обыкновенная, зеленчук желтый, выделили площадки размером 2—4 м2. Часть площадок оставили нетронутыми для контроля. Опытные площадки окопали со всех сторон канавками глубиной 50-80 см, перерубив при этом все корни деревьев и кустарников. Таким способом устранили корневую конкуренцию со стороны древесных растений. В результате через два года размеры лесных трав на опытных площадках были в 3 раза больше, чем на контрольных.

Конкуренция за свет, почвенную влагу и минеральные соли хорошо проявляется на полях между сорняками и культурными растениями. Выпалывая сорняки, человек помогает культурным растениям одержать победу в конкуренции с сорняками и получить больше света, влаги и минеральных солей (рис.1). Если поля и огороды не пропалывать, они зарастают сорняками, и урожаи сельскохозяйственных культур резко падают.

Выделение веществ, угнетающих рост. Эту форму взаимных влияний между растениями можно увидеть на примере обычного лугового злака — щучки, или луговика дернистого. Нижние листья растений щучки, отмирая, падают на землю и скапливаются вокруг дерновин в полосе шириной 1-12 см. Это своеобразная “мертвая зона”, где отсутствуют какие-либо растения. Возникновение “мертвых зон” (так называемых “колец”) вокруг растений щучки объясняют так: дождевые и талые воды вымывают из отмерших листьев вещества, которые препятствуют прорастанию семян и росту других растений. Похожее можно наблюдать у срезанных и поставленных в воду цветущих растений, которые выделяют угнетающие вещества (см. задание). Известно, например, что срезанные нарциссы выделяют в воду вещества, которые содействуют быстрому увяданию цветков других растений. Розы, тюльпаны, сирень не рекомендуют ставить в воду вместе с нарциссами.

Земледельцы давно замечали, что растения влияют на другие растения, и старались воспользоваться этим влиянием для повышения урожая. Растения-приятели способствуют активному росту, развитию и плодоношению друг друга, а также отпугивают вредителей и привлекают полезных насекомых.

Идея сочетания растений в саду и огороде берет начало в древнем Риме и Греции. За много веков земледелия и садоводства богатый практический опыт совместных посадок овощей, трав и фруктов передавался из поколения в поколение. Хотя современная наука пока не до конца понимает, как конкретно происходит влияние растений на другие растения в каждом отдельном случае, многие садоводы увлеченно экспериментируют с совместной посадкой растений на своих огородах. В конце концов, натуральный и экологический метод сочетания растений не требует никаких специальных затрат времени, денег или труда, при этом обещает повысить урожай и улучшить его качество.

Взаимное влияние растений. Физический барьер

Более высокие растения обеспечивают естественную защиту более низких от прямого солнца, сильного ветра и садовых вредителей. Они создают благоприятный микроклимат для своих меньших по размеру соседей.

Взаимное влияние растений. Удобрение

Бобовые культуры извлекают из глубинных слоев почвы и накапливают в своей корневой системе азот, которым могут воспользоваться их ближайшие соседи. Читайте подробнее о сидератах - растениях, которые называют "зеленым удобрением" .

Взаимное влияние растений. Привлечение полезных насекомых и птиц

Яркие, душистые и полные нектара цветы привлекают пчел и бабочек, которые заодно "по дороге" присаживаются и на цветки соседних плодовых культур, опыляя их и увеличивая урожай. Многие растения привлекают птиц и полезных насекомых, которые (или их личинки) естественным образом уничтожают вредителей.

Взаимное влияние растений. Отпугивание вредителей - насекомых и грызунов

Многие ароматические травы дезориентируют насекомых своим запахом и отгоняют их от овощных культур. Другие, напротив, притягивают насекомых к себе, отвлекая их от овощей. Считается, что луки отпугивают кроликов и зайцев, а бузина – мышей. Бархатцы (тагетес) отвращают червей от овощей-корнеплодов, растущих по соседству.

Взаимное влияние растений. Химическое воздействие - аллелопатия

Взаимное или одностороннее влияние растений друг на друга посредством выделения биологически активных веществ (фитонцидов, колинов, антибиотиков и др.) называется аллелопатией. Уже упомянутые бархатцы являются одним из наиболее влиятельных растений. Наряду с другими веществами, они производят тиофен, обладающий резким запахом. Считается, что бархатцы способны вытеснить из своего ближайшего окружения вьюнок – один из наиболее злостных (хоть и красивых) сорняков.

Эффект аллелопатии следует учитывать не только при совместной посадке овощей, но и при хранении и перевозке урожая (например, бананы и яблоки выделяют этилен, который способствуют более скорому дозреванию и дальнейшему разложению других фруктов, находящихся поблизости), а также при составлении композиций из срезанных цветов.

Взаимное влияние растений. Улучшение вкуса плодов

Некоторые садоводы считают, что определенные растения способны даже улучшать вкус плодов своих соседей. Например, многие ароматические травы (в первую очередь базилик и монарда) улучшают вкус томатов. Можно предположить, что эти растения накапливают определенные полезные элементы и обогащают ими почву вокруг себя.

Чтобы разработать план посадок для своего сада и огорода, используйте нашу подробную таблицу совместимости растений:

Сводная таблица сочетаемости цветов и овощей. Схемы совместных посадок

Правильное сочетание растений – одна из концепций натурального, органического садоводства. Метод сочетания растений и совместных посадок предполагает использование естественных природных качеств каждого растения для позитивного влияния на соседей по саду.

Бобовые, капустные, луки и чесноки. Баклажан, подсолнечник, салаты листовые, томаты*. Настурция, бархатцы, укроп, бурачник

Н есмотря на то, что растения лишены подвижности, природа наделила их множеством приспособлений, помогающих выжить в условиях жестокой внутри и межвидовой борьбы. К ним относятся разнообразные органические вещества, которые растение выделяет в воздух и почву в целях самозащиты.

Вещества эти и их роль в жизни растений составляют суть аллелопатии – влияния растений друг на друга путем различных выделений в окружающую среду.

Выделяемые вещества не только защищают своего донора от врагов. Они играют и регулирующую роль в природе.

Вы замечали удивительное явление – смену доминант на каком-нибудь заброшенном поле?

Наступает лето, все поле становится желтым – это сурепка покрыла его своими солнечными цветками.

На следующий год сурепки почти и не видно: поле укрыто уже белым одеянием – его заполонила ромашка.

На третий – все оно пушится зрелыми одуванчиками.

И, наконец, на четвертый год поле оккупирует постепенно накопивший силу иван-чай. Именно такую смену на протяжении нескольких лет можно было наблюдать на давно заброшенном колхозном поле в Ярославской губернии.

Это явление лежит в основе так называемого почвоутомления . Оно проявляется не только в диких травостоях, но и в огороде, в саду и даже в лесу.

Явления аллелопатии были замечены уже в глубокой древности. Ученый Древнего Рима Плиний Старший отмечал в своих записках отрицательное воздействие капусты на виноградную лозу. Лоза уклонялась от гряды с капустой в противоположную сторону, становилась угнетенной, ухудшался вкус винограда, а следовательно, и вина.

Стимуляторы или ингибиторы

Основные группы веществ, выделяемых растением-донором в окружающую среду

Посмотрим на приведенную схему. На ней показаны основные группы веществ, выделяемых растением-донором в окружающую среду. Эти выделения бывают:

водорастворимыми и летучими;
прижизненными и посмертными.

Прижизненные делятся на:

активные, обусловленные нормальной жизнедеятельностью растений;
пассивные, происходящие, например, вследствие вымывания веществ из листьев осадками. Такое вымывание случается, в частности, в процессе гуттации – выделения листьями капельной жидкости.

У некоторых деревьев (липы, конского каштана) гуттация наблюдается в момент распускания почек. Аллелопатическое значение ее можно представить следующим образом: капли, появляющиеся на листьях, стряхиваются ветром на почву, на листья, расположенные ниже, и высыхают или впитываются. Вещества, растворенные в них, помимо легко выявляемых кальция, магния, калия, натрия, фосфора содержат и множество сложных физиологически активных веществ: аминокислот, алкалоидов, витаминов. Оказавшись в почве, они существенно меняют ее свойства.

Мы воспринимаем многие из этих соединений как запах. Вспомните, как сильно пахнут распускающиеся почки тополя, молодая хвоя ели, кора черемухи. Эти ароматические вещества не только выделяются в воздух, окутывая невидимым туманом собственное растение и распространяясь на все окружающие, но и растворяются в дождевых каплях и росе, чтобы потом попасть на листья подлеска и подроста, на травы под пологом леса и, наконец, оказаться в почве.

Органические вещества, выделяемые в окружающую среду при разложении растительных остатков, помимо того что используются другими организмами в качестве пищи, могут также и непосредственно влиять на состояние всего биогеоценоза. Известно, что глюкозиды, которые содержатся в опавших листьях ив, тополей, ясеня, конского каштана быстро разрушаются, превращаясь в высокоактивные аглюконы. Последние и обусловливают значительную фитотоксичность опада этих растений.

Большое количество водорастворимых органических соединений выделяют в почву и сами корни. В корневых выделениях имеются органические вещества различной природы: фенольные соединения, аминокислоты, органические кислоты, ферменты, витамины.

Среди них немало биологически активных, стимуляторов или ингибиторов роста. Они достигают корней расположенных рядом растений (как своих, так и других видов) и оказывают на них определенное воздействие.

Порой такие вещества уникальны и выявляются лишь у какой-то одной породы. Так, в листьях и ветвях тисса обнаружен глюкозид двуметилового эфира флороглюцина таксикатина. Возможно, наличием именно этого глюкозида и обусловлена высокая устойчивость тисса к хвоегрызущим насекомым.

В аллелопатии имеют значение все выделения растений. Совместно они образуют своеобразную биохимическую защитную сферу вокруг продуцирующих их растений, чем-то напоминая защитную роль крепостных стен вокруг древнего города.

Рассматривая приведенную выше схему, следует учесть, что на ней изображено лишь одно направление действий: от растения-донора к растению-акцептору. На самом деле в любом фитоценозе каждое растение является одновременно и донором, и акцептором. Так что схему следовало бы дополнить зеркальным отображением.

Летучие выделения листьев и тонкой коры делят на три типа:

фитогенные – выделения неповрежденных органов;
фитонциды – выделения поврежденных тканей;
миазмины – выделения из отмерших, гниющих тканей.

Аллелопатия у деревьев

Аллелопатия довольно детально изучена на примере травянистых растений. Полученные результаты во многих случаях используются практиками. Что же касается древесных, то в силу их долголетия аллелопатические влияния одних пород на другие выявить сложнее. Вместе с тем древесные растения представляют особый интерес для изучения накопления колинов (см. справку), так как по сравнению с травянистыми долго существуют на одном месте, образуют большую массу органических веществ и создают более стойкую аллелопатическую обстановку. И здесь уже накоплено немало данных, которые положены в основу практических рекомендаций.

Колины (от лат. collide – сталкивать враждебно) – органические вещества, выделяемые высшими растениями и подавляюще действующие на другие виды высших растений.

Влияние на грушу и яблоню других пород: красные стрелки – положительное, серые – отрицательное

Для посадок ветрозащитных полос, окаймляющих сады, используют только благоприятно воздействующие породы (конечно, с учетом и других биологических признаков), в частности тополь и березу. Эти деревья обильно выделяют фитонциды (летучие вещества, подавляющие вредные микроорганизмы) и стимулируют рост и развитие яблони и груши.

Выявлен механизм губительного воздействия грецкого ореха на рядом расположенные растения. Такое воздействие объясняется свойствами сока, каплями падающего с дерева. Он обладает токсическим воздействием на соседние плодовые растения. Именно поэтому молодые посадки яблони и груши вблизи ореха плохо растут, а иногда даже погибают.

Рост яблони и груши могут подавлять конский каштан, пихта, сирень, роза, чубушник. В то же время замечено, что яблони и груши хорошо растут в соседстве с тополем, кленом, дубом, липой, березой.

Известно, что в природных условиях происходит естественная смена лесных древесных пород. Лесоводы связывают это явление климатическими условиями, пожарами, биологическими особенностями растений. Наряду с температурным, водным и световым режимами, химическими и физическими свойствами почвы важным фактором, определяющим подобные смены пород, может быть и аллелопатия.

Историческая справка

Еще в 1924 году выдающийся лесовод Г.Ф. Морозов указывал, что при разложении лесной подстилки в почве могут накапливаться вредные вещества, препятствующие произрастанию деревьев, из листвы которых образовалась подстилка. Однако благодаря адсорбирующим свойствам почвы часть их накапливается и может стать не только регулятором прорастания семян и роста корней растений, но и в дальнейшем – регулятором стабильности всего растительного сообщества.

Биологическая активность водорастворимых выделений листьев, опада, корней проявляется при очень низких концентрациях. В лабораторных условиях её оценивают на семенах тестовых, быстро прорастающих растений – редиса и кресс-салата. Доля прорастающих семян, помещенных в вытяжку из опытных растений, свидетельствует о степени аллелопатического воздействия последних.

В одном из опытов сравнивали аллелопатическую активность катальпы, каштана конского, альбиции и софоры. Наибольшей активностью отличилась катальпа. Высокой активностью обладали вытяжки из плодов софоры и семян каштана. Листовой опад альбиции оказал стимулирующее воздействие на прорастание семян софоры, в то время как выделения собственных листьев тормозили прорастание этих семян. Да и сама альбиция ленкоранская – дерево-пионер, хорошо растущее в моно- и смешанных посадках, – оказалась подверженной аллелопатическому воздействию со стороны других растений. Отмечен случай, когда правильно пересаженная из питомника альбиция через год погибла, поскольку была высажена внутри круга из самшита, где не приживались и многие другие растения.

Раскопки корней в насаждении лиственницы показали: к растениям своей популяции она направляла в 2 раза меньшее количество корней, чем в сторону поляны.

Очень высокой активностью отличается водный экстракт опавшей хвои и корней лиственницы. В опытах он существенно задерживал рост своих же сеянцев, особенно корневой системы.

В высоких концентрациях выделения оказывали даже летальное действие; они полностью подавляли прорастание семян салата и редиса.

В растворе из ткани лиственницы с трудом прорастали семена ели и сосны. Это не удивительно, поскольку известно, что с растительными остатками лиственницы в почву поступают в довольно большом количестве флавоноиды, дубильные вещества, кумарины, сапонины.

Многие из них обладают действием, токсическим даже для самой лиственницы. Это подтверждается наблюдениями в природе. Раскопки корней в насаждении лиственницы показали: к растениям своей популяции она направляла в 2 раза меньшее количество корней, чем в сторону поляны.

Даже в пределах одного рода различные древесные виды различаются по аллелопатической активности, что удалось выявить при сравнении лиственниц сибирской, европейской и японской. Эффективность так называемых тормозителей – веществ, препятствующих прорастанию семян редиса, различалась у этих лиственниц в 2–4 раза.

Почва из-под вековых деревьев дуба, ели, бука, граба и березы, произрастающих на одном участке, оказалась более благоприятной для лиственницы европейской, нежели почва из-под материнского дерева. Высота сеянцев лиственницы в почве из-под дуба и ели была на 40% больше, чем из-под лиственницы.

Эти данные позволяют предположить, что в одинаковых почвенно-климатических условиях культуры лиственницы европейской, созданные на участках, вышедших из-под спелых насаждений этого вида, будут менее продуктивны, чем на площадях из-под спелых древостоев других древесных пород.

На основе подобных опытов можно получать данные для оптимизации создания смешанных культур, в том числе и с участием интродуцентов.

Теперь ясно, что судьба каждого вновь интродуцированного растения (это растения, переселенные в местность, где они раньше не существовали) определяется не только зимними температурами и качеством посадки, но и тем, какое воздействие на него окажут защитные вещества окружающих его аборигенных видов.

Да и сам интродуцент порой обладает столь мощной биохимической защитой, что способен быстро обосноваться на чуждой для него территории и начать вытеснять соседние растения.