Реферати » Реферати по біології » Екологічні основи стійкості рослин

Екологічні основи стійкості рослин

щоб звести повреждаемость рослин від засухи до мінімуму і найбільш ефективно використовувати поливну воду. Для визначення термінів поливу керуються спостереженнями за вологістю грунту, не допускаючи зниження передполивною вологості нижче оптимального рівня (60-70% НВ).
На зрошуваних полях обробляють вологолюбні рослини з великою листовий поверхнею, які вимагають більше вологи і в умовах посухи при порушенні водопостачання знижують урожай сильніше в порівнянні з рослинами на богарі. Особливо важливо забезпечити рослини водою в критичні періоди.
Ярові і озимі злаки найбільш чутливі до нестачі вологи в фази виходу в трубку і колосіння; кукурудза - в період цвітіння і молочної стиглості; просо і сорго - в фази викидання і наливу зерна; зернобобові - в період цвітіння; картопля - цвітіння і формування бульб; соняшник - освіти кошики й цвітіння; бавовник - в фазу цвітіння і закладення коробочок; баштанні - в період цвітіння і дозрівання.
Для визначення потреби рослин в поливі використовують також фізіологічні показники: вміст води в листках; ступінь відкритості продихів; інтенсивність транспірації; водний потенціал тканин; концентрацію клітинного соку; градієнт биопотенциалов (ЕП); інтенсивність росту та ін.
(Н. А. Максимов, І. В. Красовська, Ф. Д. Сказкин, Н. С. Петінов, В. С.
Шарда-ков, В. А. Лобов, О. Є. Шведова, М. Д. Кушніренко та ін.). Оптимальні і критичні рівні цих показників встановлено стосовно видам і сортам рослин і містяться в довідковій літературі.
Полив, особливо дощуванням, підвищує вологість приземного шару повітря, знижує його температуру, створює в стеблостій (і насадженні) рівніший мікроклімат. Найбільш ефективні часті поливи невеликими нормами, а в посушливих регіонах - в поєднанні з влагозарядковий поливом. Найбільший ефект поливи забезпечують на високому агротехнічному фоні при оптимальних дозах добрив, виконанні всього комплексу необхідних агротехнічних заходів, передбачених для даної сільськогосподарської культури.

ТИПИ РОСЛИН ЦЯ ВОДНОМУ РЕЖИМУ: Ксерофіти, ГІГРОФІТИ І

МЕЗОФІТИ

Рослини посушливих областей називаються ксерофітами (від грецького хеrоs - сухий). Вони здатні в процесі індивідуального розвитку пристосовуватися до атмосферної та грунтової посухи. Характерні ознаки ксерофитов - незначні розміри їх поверхні, що випаровує, а також невеликі розміри надземної частини в порівнянні з підземною. Ксерофіти - це зазвичай трави або низькорослі чагарники. Їх ділять на кілька типів. Наводимо класифікацію ксерофитов по П. А. Генкель.
Сукуленти - дуже стійкі до перегріву і стійкі до зневоднення, під час посухи вони не відчувають нестачі води, тому що містять велику кількість її і повільно витрачають. Коренева система у них розгалужена в усі сторони в верхніх шарах грунту, завдяки чому в дощові періоди рослини швидко всмоктують воду. Це кактуси, алое, очиток, молодило.
Евксерофіти - жаростійкі рослини, які добре переносять посуху. До цієї групи відносяться такі степові рослини, як вероніка сиза, астра волохата, полин блакитна, кавун колоцінт, верблюжа колючка та ін. У них незначна трансперація, високий осмотичний тиск, цитоплазма відрізняється високою еластичністю і в'язкістю, коренева система дуже розгалужена, і основна її маса розміщена у верхньому шарі грунту (50-60 см).
Ці ксерофіти здатні скидати листя і навіть цілі гілки.
Геміксерофіти, або полуксерофіти, - це рослини, які нездатні переносити зневоднення і перегрів. В'язкість і еластичність протопласта у них незначна, відрізняється високою транспірацією, глибокою кореневою системою, яка може досягати підгрунтової води, що забезпечує безперебійне постачання рослини водою. До цієї групи належать шавлія, різак звичайний та ін.
Стіпаксерофшпи - це ковила, тирса та інші вузьколисті степові злаки. Вони стійкі до перегріву, добре використовують вологу короткочасних дощів.
Витримують лише короткочасну нестачу води у грунті.
Пойкілоксерофіти - рослини, що не регулюють свого водного режиму. Це в основному лишайники, які можуть висихати до повітряно-сухого стану і знову проявляти життєдіяльність після дощів.
Гігрофіти (від грецького hihros - вологий). У рослин, що відносяться до цієї групи, немає пристосувань, що обмежують витрата води. Для гигрофитов характерні порівняно великі розміри клітин, тонкостінна оболонка, слабоодревесневшіе стінки судин, деревних і луб'яних волокон, тонка кутикула і малоутолщенние зовнішні стінки епідермісу, великі продихи і незначна кількість їх на одиницю поверхні, велика листова пластинка, погано розвинені механічні тканини, рідка мережа жилок в аркуші, велика кутікулярная транспирация, довгий стебло, недостатньо розвинена коренева система. За будовою гігрофіти наближаються до тіньовитривалим рослинам, але мають своєрідну гігроморфние структуру. Незначний недолік води в грунті викликає швидке завядание гигрофитов. О. д клітинного соку в них невисока. До них відносяться маннік, багно, брусниця, лох.
За умов зростання і особливостям будови до гігрофітам дуже близькі рослини з частково або повністю зануреними у воду або плаваючими на її поверхні листям, які називаються гідрофітамі.
Мезофіти (від грецького mesos - середній, проміжний). Рослини цієї екологічної групи виростають в умовах достатнього зволоження.
О. д клітинного соку у мезофітов 1-1,5 тис. КПа. Вони легко в'януть. До мезофитам відносяться більшість лугових злаків і бобових - пирій повзучий, лисохвіст луговий, тимофіївка лугова, люцерна синя і ін.
З польових культур тверді і м'які пшениці, кукурудза, овес, горох, соя, цукровий буряк , конопля, майже всі плодові (за винятком мигдалю, винограду), багато овочеві культури (морква, помідори, капуста та ін.).

Про природу пристосувальних реакцій до нестачі води у разнихгрупп рослин.

Транспірірующей органи - листя - відрізняються значною пластичністю; в залежності від умов зростання в їх будові спостерігаються досить великі відмінності. Навіть листя однієї рослини при різному водопостачанні та висвітленні мають відмінності в будові. Встановлено певні закономірності в будові листя в залежності від розташування їх на рослині.
В. Р. Заленский виявив зміни в анатомічній будові листків по ярусах. Він встановив, що у листя верхнього ярусу спостерігаються закономірні зміни у бік посилення ксероморфизма, т. Е. Відбувається утворення структур, що підвищують посухостійкість цих листків. Встановлені ним закономірності називають законом Заленського. Листя, розташовані у верхній частині стебла, завжди відрізняються від нижніх, а саме: чим вище розташований лист на стеблі, тим менше розміри його клітин, більша кількість продихів і менше їх розміри, більшу кількість волосків на одиницю поверхні, гущі мережа провідних пучків, сильніше розвинена палісадна тканину. Всі ці ознаки характеризують ксерофіт-лию, т. Е. Освіту структур, що сприяють підвищенню посухостійкості.
З певною анатомічної структурою пов'язані і фізіологічні особливості, а саме: верхні листки відрізняються більш високою асиміляційної здатністю і більш інтенсивної транс аспірацій.
Концентрація соку у верхніх листках також більш висока, у зв'язку з чим може відбуватися відтягування води верхніми листям від нижніх, засихання і відмирання нижніх листків. Структура органів і тканин, що підвищує посухостійкість рослин, називається Ксероморфізм. Відмінні особливості в структурі листя верхнього ярусу пояснюються тим, що вони розвиваються в умовах кілька утрудненого водопостачання.
Для рівняння балансу між надходженням і витратою води в рослині утворилася складна система анатомо-фізіологічних пристосувань. Такі пристосування спостерігаються у Ксерофіти, гигрофитов, мезофітов. Великий інтерес у зв'язку з цим становлять дослідження Б. А. Келлера, який вивчав анатомо-фізіоло-гические особливості у рослин різко відрізняються екологічних груп, але близьких між собою в систематичному відношенні. Він досліджував багаторічні трав'янисті рослини із сімейства Маренові
(Asperula). Одні з них були типовими степовими рослинами, а інші тіньовитривалими, лісовими.
Степовий вид ясменника колокольчіковідние (Asperula glauca) має сизі вузькі голкоподібні товсті листи з сильно розвиненою-двуслойной палісадні паренхимой; краї листя трохи загнуті вниз. Це типовий ксерофіт, зростаючий, на відкритій місцевості в степовій смузі або напівпустелях. Другий вид-маренка запашний (Asperula odorata) - характерний для вологих і дуже тінистих ділянок листяного лісу; у рослин цього виду широка і тонка пластинка, одношарова палісадна тканина, що складається з укорочених і пухко розташованих клітин. У обох видів Asperula було проведено порівняльне вивчення анатомічної будови і інтенсивності транспірації (табл. 5).

Табл. 5. Анатомічна будова і інтенсивність транспірації у степових і лісових видів,%
(по.Н. А. Максимову)
| Рослина | Довжина мережі | Кількість | Інтенсівнос |
| | жилок аркуша | устьиц | ть |
| | | | трансшфйцін |
| | | | |
| Asperula | 100 | 100 | 100 |
| glauca | | | |
| | 30 | 14 | 45 |
| | | | |
| Asperula | | | |
| odorata | | | |


Такі ж дослідження провів Б. А. Келлер з двома видами підмаренника: весняний (Gallium verum) і хрестоподібний (Gallium cru-ciata). Отримані ним дані також свідчать про те, що умови зростання дуже впливають на анатомічну структуру і фізіологічні особливості рослини. Якщо ксерофіти одночасно є геліофітов, то мезофіти і навіть гігрофіти не обов'язково є тіньовитривалими рослинами.
При вирощуванні квасолі (досвід Н. А. Максимова) на різній відстані від джерела світла (електрична лампа) - було встановлено, що у сильніше освітлених примірників устьиц на аркуші було приблизно в 4 рази більше, ніж у погано освітлених, розміри клітин епідермісу в 3-4 рази менше і мережа жилок значно гущі. Таким чином, ступінь освітленості і нагрівання сильно впливає на анатомічну будову.
Н. А. Максимов проведеними дослідженнями розвінчав панували в фізіології того часу погляди на посухостійкість як на біологічно обгрунтовану потребу рослини в недостатньому водопостачанні, як на сухолюбіе. Його дослідження показали, що посухостійкість слід розуміти як приспосо-бітельное властивість рослин переносити глибоке завядание с

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