Реферати » Реферати по біології » Екологічні основи стійкості рослин

Екологічні основи стійкості рослин

центрі цього чохла молоді точки росту (Н. А. Максимов,
1958). У засухостійких рослин відносно низька величина транспіраційної коефіцієнта.
Посухостійкі види і сорти рослин здатні без особливої ??шкоди втрачати частину своєї води і навіть в періоди найбільшої сухості не закривати продихи і продовжувати фотосинтез. Тому у ряду культур, в тому числі у пшениці, одним з важливих ознак засухоустойчивости є добовий хід устьічних рухів. Н. А. Максимов зазначав, що стійкі південноросійські пшениці в умовах посушливого клімату Ростовської області тримають свої продихи відкритими протягом всього дня, тоді як менш стійкі канадські пшениці закривають їх рано вранці, а тому рано припиняють фотосинтез і дають знижений урожай. Відмінності в засухоустойчивости між окремими сортами і культурами визначаються також розвитком кореневої системи, наявністю запасів води в стеблах або коренях, розмірами і характером листової поверхні та ін.
Крім анатомо-морфологічних посухостійкі види і сорти мають біохімічні механізми захисту, що сприяють в умовах засухи підтримувати досить високий рівень фізіологічних процесів рослин.
Ці механізми запобігають зневоднення клітини за рахунок накопичення низькомолекулярних гідрофільних білків, що зв'язують значну кількість води, взаємодії їх з пролином, концентрація якого значно зростає, збільшення моносахаров, що забезпечують детоксикацію продуктів розпаду (так, що утворюється аміак знешкоджується з участю зростаючих при посухи органічних кислот); сприяють відновленню порушених структур цитоплазми за умови збереження від пошкодження генетичного апарату клітин. Захист молекул ДНК від шкідливої ??дії зневоднення забезпечується частковим переведенням їх в пасивний стан за допомогою ядерних білків або, можливо, спеціальних стресових білків.
Засуха призводить до адаптивним змін гормональної системи регуляції рослин. Зміст гормонів - активаторів росту і стимуляторів росту фенольної природи зменшується, а абсцизовой кислоти і етилену зростає.
Все це забезпечує зупинку ростових процесів, а отже, виживання рослин в жорстких умовах посухи. У перший період засухи стрімко зростає вміст АБК в листках, що забезпечує закривання продихів, зменшення втрати води через транспірацію.
При розвитку засухи АБК, активуючи синтез проліну, сприяє запасанию гідратної води в клітині, гальмує синтез РНК і білків, накопичуючись в коренях, затримує синтез цитокіни-на, сприяє переведенню обміну речовин клітин в режим спокою. В умовах водного дефіциту відзначаються збільшення біосинтезу і виділення етилену, у багатьох рослин накопичуються інгібітори росту фенольної природи (хлорогенова кислота, флавоноїди, фенолкарбонові кислоти). Зниження вмісту ИУК відбувається слідом за зупинкою росту.
Так, в листках соняшнику, в верхівках стебел і колосків пшениці та інших рослин ріст починає придушуватися при вологості грунту 60% Н В, а кількість ауксинов помітно знижується тільки при зниженні вологості грунту до 30% НВ.
Обприскування рослин в умовах посухи ауксином, цітокі-нином або гиббереллином підсилює негативну дію водного дефіциту на рослину. Обробка цитокинином в період репарації після посухи відновлює функції рослин.


Таблиця .3 Жаростійкість і посухостійкість клітин листя загартованих і незагартованих рослин (1975)
| Сорт | Варіант досвіду | Температу | Час |
| | | ра | загибелі |
| | | загибелі, ° | клітин при |
| | | С | зневоднення |
| | | | нії, хв |
| | Пшениця озима |
| Безостая 1 | незагартованим | 00 | 120 |
| | Загартована | 63 | 130 |
| Ростовчанка | незагартованим | 65 | 90 |
| | Загартована | 70 | 115 |
| Одеська | незагартованим | 60 | 105 |
| 51 | Загартована | 59 | 115 |
| | Ячмінь яровий | | |
| | | | |
| Одеський 36 | незагартованим | 66 | 100 |
| | Загартований | 69 | 120 |
| Південний | незагартованим | 59 | 95 |
| | Загартований | 61 | 115 |
| Темп | незагартованим | 62 | 100 |
| | Загартований | 64 | 120 |
| | Овес яровий | | |
| Артемівський | незагартованим | 60 | 85 |
| | Закаленний | 58 | 95 |
| | Соняшник | | |
| Передовик | незагартованим | 61 | 110 |
| | Загартований | 63 | 165 |

Передпосівне підвищення жаро- і посухостійкості.

І. В. Мічурін, намагаючись отримати посухостійкі сорти плодових, вирощував рослини в умовах недостатнього водопостачання. Рослини, які перенесли невелику посуху, повторно витримують її з меншими втратами, стають більш стійкими до зневоднення.
Розроблено методи передпосівного загартовування до посухи. П. А. Генкель (1934) запропонував гартувати наклюнувшіеся насіння, піддаючи їх підсушуванню від одного до трьох разів. В результаті підвищується посухостійкість рослин і збільшується їх врожайність в посушливих умовах (пшениця та інші культури). Загартовані рослини набувають анатомо-мор-фологіческую структуру, властиву посухостійким рослинам, мають більш розвинену кореневу систему. Окисне фосфорилювання у 4-, 8- і 11-денних проростків кукурудзи було у загартованих рослин вище, ніж у контрольних.
Ефективність передпосівного загартовування за методом Генкеля підвищується при замочуванні насіння в слабких розчинах борної кислоти. Покращує схожість і підвищує жароустойчивость рослин обробка насіння цитокинином (О. Н.
Кулаева, 1973).

Таблиця .4 Урожай зерна з загартованих і незагартованих рослин в ц / га
| Сорт | Варіант досвіду | 1970 | 1971 | 1974 | 1975 | 1976 |
| | | г. | Г. | Г. | Г. | Г. |
| | Пшениця озима | | | | | |
| | | | | | | |
| Ростовчанка | незагартованим | - | 7,4 | 34.0 | 25,3 | - |
| | Загартована | - | | 38,0 | 28,8 | - |
| | незагартованим | 26,0 | 12,4 | | | - |
| Безостая 1 | Загартована | 31,2 | | - | - | - |
| | незагартованим | | - | - | - | - |
| | Загартована | - | - | - | - | - |
| Кавказ | | - | 9,8 | - | - | |
| | | | | | | |
| | | | 13,5 | | | |
| | | | | | | |
| | Овес яровий | | | | | |
| Артемівський | незагартованим | - | - | - | 16,0 | - |
| | Загартований | - | - | - | 21,8 | - |
| | | | | | | |
| | Ячмінь яровий | | | | | |
| | | | | | | |
| Темп | незакаленний | - | - | 40,0 | - | - |
| | Загартований | - | - | 43,7 | - | - |
| | | | | | | |
| Одеський 36 | незагартованим | - | - | 30,3 | - | 19,7 |
| | Загартований | - | - | 33,6 | - | |
| | | | | | | 21,5 |
| | Просо | | | | | |
| Саратовське | незагартованим | 16,0 | - | - | - | - |
| 853 | Загартоване | 25,0 | - | - | - | - |
| | | | | | | |

Діагностика жаро та посухостійкості.

Для діагностики посухостійкості рослин використовують ряд польових і лабораторних методів. Порівнювані сорти і види рослин вирощують в посушливих районах. Сорти, в меншій мірі знижують врожаї, вважаються більш засухостійкими. Випробування на посухостійкість в засушніках і суховійних установках дають можливість піддавати рослини грунтової та атмосферної посухи в будь-який період їх вегетації і оцінювати сорти. Засушні-ки - це ділянки, на яких досліджувані рослини закривають в період дощів плівкою. Для відводу води з сусідніх делянок викопують стокові канави. При використанні суховійні камер рослини вирощують в вегетаційних судинах і потім піддають дії струменів нагрітого і висушеного повітря.
Як показник стійкості рослин до посухи можна використовувати водоутримуючу здатність рослинної тканини, а також в'язкість цитоплазми. У засухостійких рослин ці показники будуть вищими. У селекційній роботі використовують такий показник, як вміст статолітного крохмалю в кореневому чехлике. Генетично зумовленим ознакою посухостійкості рослин є здатність їх вегетативних органів (особливо листя) накопичувати під час засухи пролин.
При цьому концентрація проліну збільшується в 10-100 разів. В проліном запасається значна кількість азоту, який використовується для подальших метаболічних реакцій по закінченні засухи.

Підвищення посухостійкості культурних рослин.

На посухостійкість впливають добрива: калійні і фосфорні підвищують її, азотні, особливо у великих дозах, - знижують. Посухостійкість ряду сільськогосподарських культур підвищують мікроелементи (цинк, мідь та ін.).
Стійкості до посухи в польових умовах сприяє вирощування сільськогосподарських культур з дотриманням зональних технологій їх обробітку.
Існування різних типів посухи, регіональних її особливостей сильно утрудняє селекцію сільськогосподарських рослин на посухостійкість, вимагає врахування багатьох видових, структурно-анатомічних і фізіолого-біохімічних показників рослин.
Так, посухостійкі сорти зернових культур при значному водному дефіциті відрізняються синтетичної спрямованістю роботи ферментних систем, містять більше зв'язаної води, мають підвищену концентрацію клітинного соку, високий температурний поріг коагуляції білків, інтенсивне накопичення сухої речовини, стійку пігментну систему, більш чіткі ознаки ксероморфность та ін. Засуха в кожному географічному регіоні має свої конкретні особливості: переважно грунтова або атмосферна, весняна або літня, тривалість і глибина. Ці особливості також визначають вибір критеріїв для відбору рослин.
Ще Н. А. Максимов (1952) зазначав серед засухостійких сортів ярої пшениці наявність двох основних біотипів: один, властивий головним чином
Зауралля, де посуха спостерігається на початку літа (захоплює у пшениць період кущіння), другий - Середнього і Нижнього Поволжя, де посуха трапляється зазвичай в кінці вегетації пшениці. Тому при культурі рослин першого биотипа в
Поволжі або другого биотипа в Зауралля вони поводяться як непосухостійка сорти. При оцінці і виведенні засухостійких сортів селекціонери використовують сукупність всіх розглянутих раніше физиолого-біохімічних та інших ознак і показників. Для регіонів Росії та держав СНД, схильні до посухи, науковими установами розроблені моделі посухостійких сортів основних сільськогосподарських культур, що включають і фізіологічні показники.

Зрошення як радикальний засіб боротьби з посухою.

Найбільш ефективним способом боротьби з посухою в аридних регіонах є зрошення. Воно ефективно і в районах, де опадів випадає достатньо, але розподіл їх не є оптимальним. Зрошення дощуванням овочевих, плодових, кормових культур і картоплі використовують в Центральному
Нечерноземье. Необхідно організувати полив рослин таким чином,

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

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар