Реферати » Реферати по біології » Екологічні основи стійкості рослин

Екологічні основи стійкості рослин

кількості води інтенсивність транспіра-ції у них висока.
У період засухи листя багатьох жестколіст-них ксерофитов згортаються і продихи опиняються всередині трубки. У такому стані ці рослини здатні переносити тривале зневоднення
(вміст води може опускатися до 25%), впадаючи в анабіоз. Однак при поліпшенні водопостачання вони швидко переходять до нормальної життєдіяльності. Крім цих трьох типів справжніх ксерофітів в пустелях мешкають помилкові ксерофіти - ефемери - рослини, що уникають посухи завдяки короткому життєвому циклу (півтора-два місяці), приуроченому до періоду дощів. За всіма іншими фізіологічним властивостям ефемери - типові мезофіти. Розглянуті типи, звичайно, не охоплюють все різноманіття перехідних форм.
Для агронома особливо важливе знання ознак і властивостей, що визначають стійкість до посухи рослин третьої екологічної групи - мезофітов.
Багато фізіологічні чинники, механізми стійкості рослин до посухи, характерні для ксерофитов, в тій чи іншій мірі представлені у рослин-мезофітов. До мезофитам відносяться основні види злакових і бобових трав, зернові та зернобобові культури, корені-і бульбоплоди, олійні та прядильні культури, оброблені в Росії. Мезофіти виростають в умовах достатнього зволоження. О. д клітинного соку у них 1 - 1,5 тис. КПа.
Стійкість до посухи виражається в тому, що ці рослини здатні регулювати інтенсивність транспірації за рахунок роботи устьичного апарату, скидання листя і навіть зав'язей. Для більш посухостійких видів і сортів характерні розвинена коренева система, досить високе кореневе тиск, значна водоутримуюча здатність тканин, обумовлена ??накопиченням в вакуолях осмотично активних речовин (вуглеводів, органічних кислот, розчинних форм азоту та іонів мінеральних речовин).

Вплив на рослини нестачі вологи.

Нестача води в тканинах рослин виникає в результаті перевищення її витрати на транспирацию перед надходженням з грунту. Це часто спостерігається в жарку сонячну погоду до середини дня. При цьому вміст води в листках знижується на 25-28% порівняно з ранковим, рослини втрачають тургор і в'януть. В результаті знижується і водний потенціал листя, що активізує надходження води з грунту в рослину.
Розрізняють два типи завядания: тимчасове і глибоке. Причиною тимчасового завядания рослин зазвичай буває атмосферна посуха, коли за наявності доступної води в грунті вона не встигає надходити в рослину і компенсувати її витрата. При тимчасовому завядания тургор листя відновлюється в вечірні та нічні години. Тимчасове завядание знижує продуктивність рослин, так як при втраті тургору устьица закриваються і фотосинтез різко сповільнюється. Спостерігається, як зазначав А. Г. Лорх,
«простий» рослин в накопиченні врожаю.
Глибоке завядание рослин настає, коли в грунті практично немає доступної для коренів води. Відбувається часткове, а при тривалій посусі і загальне иссушение і навіть загибель рослинного організму. Характерна ознака сталого водного дефіциту - збереження його в тканинах вранці. Тимчасове і навіть глибоке завядание може розглядатися як один із способів захисту рослини від летального зневоднення, що дозволяють якийсь час зберігати воду, необхідну для підтримання життєздатності рослини. Завядание може відбуватися при різній втрати води рослинами: у тіньолюбних - при
3-5%, у більш стійких - при водному дефіциті в 20 і навіть 30%.
Водний дефіцит і завядание в різній мірі впливають на фізіологічну діяльність рослини залежно від тривалості зневоднення та виду рослини. Наслідки водного дефіциту при засухах різноманітні. В клітинах знижується вміст вільної води, зростає концентрація і знижується рН ваку-олярного соку, що впливає на гідратірованіем білків цитоплазми і активність ферментів. Змінюються ступінь дисперсності і адсорбуються здатність цитоплазми, її в'язкість. Різко зростають проникність мембран і вихід іонів з клітин, в тому числі з листя і коренів (екзоосмос); ці клітини втрачають здатність до поглинання поживних речовин.
При тривалому завядания знижується активність ферментів, які каталізують процеси синтезу, і підвищується ферментів, які каталізують гідролітичні процеси, зокрема розпад (протеолиз) білків на амінокислоти і далі до аміаку, полі-сахаридов (крохмалю на цукру і ін.), а також інших біополімерів. Багато утворюються продукти, накопичуючись, отруюють організм рослини. Порушується апарат білкового синтезу. При зростанні водного дефіциту, тривалої посухи порушується нуклеїнових обмін, призупиняється синтез і посилюється розпад ДНК. В листах знижується синтез і посилюється розпад всіх видів РНК, полісоми розпадаються на рибосоми і субодиниці. Припинення мітозу, посилення розпаду білків при прогресуючому зневодненні призводять до загибелі рослини.
Безумовно, що відбуваються зміни до певного етапу в умовах зневоднення грають і захисну роль, призводять до збільшення концентрації клітинного соку, зниженню осмотичного потенціалу, а отже, підвищують водоутримуючу-щую здатність рослини. При нестачі вологи сумарний фотосинтез знижується, що є наслідком в основному недоліку СО2 в листі; порушення синтезу і розпаду хлорофил-лов та інших пігментів фотосинтезу; роз'єднання транспорту електронів і фотофосфорилування; порушення нормального ходу фотохімічних реакцій і реакцій ферментативного вое-становлення СО2; порушення структури хлоропластів; затримки відтоку ассимилятов з листя. За даними В. А. Діамант (1925), зменшення оводненности аркуша у цукрового буряка на 3-4% призводить до зниження фотосинтезу на 76%.
При наростаючому зневодненні у непосухостійка рослин в перший період завядания інтенсивність дихання зростає можливо через великої кількості простих продуктів (гексоз) гідролізу полісахаридів, в основному крохмалю, а потім поступово знижується. Однак виділяється в процесі дихання енергія не акумулюється в АТФ, а розсіюється у вигляді теплоти
(неодружене дихання). При дії на рослини високої температури (45 ° С) і суховію відбуваються глибокі структурні зміни мітохондрій, пошкодження або інгібування ферментів фосфорилируют механізму. Все це свідчить про порушення енергетичного обміну рослин. У коренях і ПАСОК підвищується вміст амідів. В результаті гальмується ріст рослини, особливо листя і стебел, знижується урожай. У більш посухостійких рослин всі ці зміни менш виражені.
З фізіологічних процесів найбільш чутливим до нестачі вологи є процес росту, темпи якого при наростаючому нестачі вологи знижуються значно раніше фотосинтезу і дихання. Ростові процеси затримуються навіть після відновлення водопостачання. При прогресуючому зневодненні спостерігається певна послідовність у дії посухи на окремі частини рослини.
Якщо ріст пагонів і листя на початку посухи сповільнюється, то коренів навіть прискорюється і знижується лише при тривалому недоліку води в грунті. При цьому молоді верхні по стеблу листя відтягують воду від старіших нижніх, а також від плодоелементів і кореневої системи. Відмирає коріння високих порядків і кореневі волоски, посилюються процеси опробковенія і суберінізаціі. Все це призводить до скорочення поглинання корінням води з грунту. Після тривалого завядания рослини оговтуються повільно і функції їх повністю не відновлюються. Тривале завядание при посухи призводить до різкого зниження врожаю сільськогосподарських культур або навіть до їх загибелі. При раптовому і сильному напрузі всіх метеорологічних факторів рослина може швидко загинути в результаті висихання (захоплення) або високих температур (запал). Посухостійкість різних органів рослин неоднакова. Так, молоді зростаючі листя за рахунок припливу ассимилятов довше зберігають здатність до синтезу, відносно більш стійкі, ніж листя, закінчили зростання, або старі, які при посухи подвядают в першу чергу.
В умовах тривалої засухи відтік води і речовин в молоде листя може відбуватися і з генеративних органів.
Засуха в ранні періоди розвитку призводить до загибелі квіткових зачатків, їх стерильності (белоколосіце), а в більш пізні - до утворення щуплого зерна (захоплення). При цьому захоплення буде більш ймовірний при добре розвиненою до початку посухи листової поверхні. Тому при поєднанні вологої весни і початку літа з дуже сухою другою половиною (або навіть окремих сильних суховіїв) небезпека зниження врожаю найбільш вірогідна.

Фізіологічні особливості посухостійкості сільськогосподарських рослин.

Засухоустойчивость сільськогосподарських рослин - це комплексний ознака, пов'язаний з рядом їх фізіологічних особливостей. Посухостійкі рослини здатні переносити тимчасове зневоднення з найменшим зниженням ростових процесів і врожайності. За даними І. І. Туманова, тривале завядание, викликане пересиханням грунту, мало відбивається на врожаї проса, але дуже сильно знижує урожай вівса. Н. А. Максимов (1958) відзначає, що немає єдиного типу засухоустойчивости сільськогосподарських культур, як немає і універсальних ознак засухоустойчивости. Із загальних ознак слід відзначити менші негативні наслідки зневоднення і більш швидке відновлення основних фізіологічних функцій після посухи у більш посухостійких видів і сортів сільськогосподарських культур.
Засухоустойчивость визначається здатністю рослинного організму якомога менше змінювати процеси обміну речовин в умовах недостатнього водопостачання. У більш посухостійких рослин при наростаючому зневодненні довше зберігаються синтетичні процеси, не ушкоджуються або менше ушкоджуються мембранні системи клітин, що забезпечують їх нормальний гомеостаз, зберігаються нормальні фізико-хімічні властивості протоплазми (в'язкість, еластичність, проникність); більше виражений Ксероморфізм.
В. Р. Заленский (1904) показав, що анатомічна структура листя рослин закономірно змінюється в залежності від їх ярусности. Верхні листки ростуть в умовах кілька утрудненого водопостачання, що формує їх ДРІБНОКЛІТИННИХ, вони мають більше продихів на одиницю поверхні, розвинену мережу провідних пучків. Чим вище розташований лист, тим вищою транспірацією і більшою інтенсивністю фотосинтезу він володіє. Зазначені закономірності отримали назву закону Заленського.
Рослини в більш посушливих умовах відрізняються меншими розмірами, формують ксероморфную структуру листя як одне з анатомічних пристосувань до нестачі води.
Ксероморфность структура - одна з ознак при селекції посухостійких сортів. У злаків та інших рослин важливе значення має наявність як би чохла з старіших висохлих і відмерлих листків, оточуючих підставу стебла і покрива-чих знаходяться в

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар