Реферати » Реферати по біології » Екологічні основи стійкості рослин

Екологічні основи стійкості рослин

° С. Однак багато рослини мають більш високе значення температурного мінімуму і відповідно вони менш стійкі до впливу холоду.
Накопичення зеленої маси кукурудзою не відбувається при температурі нижче 10 оС. Стійкість рослин до холоду залежить від періоду онтогенезу. Різні органи рослин також розрізняються по стійкості до холоду. Так, квітки рослин більш чутливі, ніж плоди і листя, а листя і коріння дошкульніше стебел. Найбільш холодостійкими є рослини раннього строку посіву.
Для порівняння розглянемо особливості проростання малостійким до холоду кукурудзи. При температурі 18-20 оС сходи у кукурудзи з'являються на 4-й день, а при 10-12 "С - тільки на 12-й день. Про холодостойкости рослин побічно можна судити за показником суми біологічних температур. Чим менше ця величина, тим швидше рослини дозрівають і тим вище їх стійкість до холоду. Показники суми біологічних температур відповідають скороспелости рослин: дуже ранньостиглі мають суму біологічних температур 1200 оС, ранньостиглі - 1200-1600, среднераннеспелие - 1600-2200, середньостиглі - 2200-2800, среднепозднеспелие
- 2800-3400, пізньостиглі - 3400-4000 оС.

Фізіолого-біохімічні зміни у теплолюбних рослин при знижених позитивних температурах.

Пошкодження рослин холодом супроводжується втратою ними тургору і зміною забарвлення (через руйнування хлорофілу), що є наслідком порушення транспорту води до транспірірующей органам. Крім того, спостерігаються значні порушення фізіологічних функцій, які пов'язані з порушенням обміну нуклеїнових кислот і білків. Порушується ланцюг ДНК-> РНК
-> білок-> ознака.
У деяких видів рослин спостерігаються посилення розпаду білків і накопичення в тканинах розчинних форм азоту. Через зміни структури мітохондрій і пластид аеробне дихання і фотосинтез знижуються. Деградація хлоропластів, руйнування нормальної структури пігментно-ліпідного комплексу призводять до придушення функції запасання енергії цими органоидами, що сприяє порушенню енергетичного обміну рослини в цілому. Основною причиною шкідливого дії низької температури на теплолюбні рослини є порушення функціональної активності мембран через перехід насичених жирних кислот з рідкокристалічного стану в стан гелю, а також загальні зміни процесів обміну речовин. Процеси розпаду переважають над процесами синтезу, відбуваються порушення проникності цитоплазми
(підвищення її в'язкості), зміни в системі колоїдів, знижується (пада-ет) осьової градієнт потенціалів спокою (ПП), активний транспорт речовин проти електрохімічного градієнта.
Зміна проникності мембран призводить до того, що порушуються надходження і транспорт речовин в рослини і відтік ассимилятов, токсичних речовин з клітин. Всі ці зміни суттєво знижують життєздатність рослин і можуть привести до їх загибелі. Крім того, в цих умовах рослини більш схильні до дії хвороб і шкідників, що також призводить до зниження якості та кількості врожаю.

Пристосування рослин до низьких позитивних температур.

У рослин більш холодостійких зазначені порушення виражені значно слабше і не супроводжуються загибеллю рослини (табл. 1). Стійкість до низьких температур - генетично детермінований ознака. Зміна рівня фізіологічних процесів і функцій при дії низьких позитивних температур може служити діагностичним показником при порівняльній оцінці холодостойкости рослин (видів, сортів).
Холодостойкость рослин визначається здатністю рослин зберігати нормальну структуру цитоплазми, змінювати обмін речовин в період охолодження і подальшого підвищення температури на досить високому рівні.
Для оцінки холодостойкости рослин використовують різні методи діагностики
(прямі і непрямі). Це холодний метод пророщування насіння, сверхранние посіви в сиру і непрогріту грунт, облік інтенсивності появи сходів, темпів зростання, накопичення маси, вміст хлорофілу, співвідношення кількості електролітів в надземній і підземній частинах рослини, оцінка мінливості ізоферментного складу та ін.

1. Мінімальні температури росту вегетативних та генеративних органів різних рослин, оС
| Культури за ступенем | Сходи і | генеративних |
| стійкості до холоду | вегетативну | е органи |
| | е органи | |
| Стійкі: яра | 4-5 | 8-10 |
| пшениця, ячмінь, овес, | | |
| горох, чину, цукрова | | |
| буряк | | |
| Середньостійка: люпин | 5-6 | 10-12 |
| однорічний, боби, льон, | 7-8 | 12-15 |
| соняшник, гречка | | |
| Малостійкі: просо, | ??11-13 14-15 | 15-18 18-20 |
| кукурудза, соя, сорго , | | |
| квасоля Нестійкі: | | |
| рис, бавовник, | | |
| баштанні, арахіс | | |

Способи підвищення холодостійкості деяких рослин.

Холодостойкость деяких теплолюбних рослин можна підвищити загартовуванням проростає насіння і розсади, яке стимулює захисно-пристосувальну перебудову метаболізму рослин. Наклюнувшиеся насіння або розсаду теплолюбних культур (огірок, томат, диня і ін.) Протягом декількох діб
(до місяця) витримують при чергуються (через 12 год) змінних температурах: від 0 до 5 ° С і при 15-20 оС. Холодостійкість ряду рослин підвищується при замочуванні насіння в 0,25%-них розчинах мікроелементів.
Підвищити холодостойкость рослин можна щепленням теплолюбних рослин
(кавун, диня) на більш холодостійкі підщепи (гарбуз). Позитивний вплив цих прийомів пов'язане зі стабілізацією енергетичного обміну і зміцненням структури клітинних органоїдів у оброблених рослин. У загартованих рослин збільшення в'язкості протоплазми при знижених температурах відбувається повільніше.
Заморозки. Великої шкоди сільському господарству завдають короткочасні або тривалі заморозки, що відзначаються в весняний та осінній періоди, а в північних широтах і влітку. Заморозки - зниження температури до невеликих негативних величин, можуть бути під час різних фаз розвитку конкретних рослин. Найбільш небезпечні літні заморозки, в період найбільшого росту рослин. Стійкість до заморозків обумовлена ??видом рослини, фазою його розвитку, фізіологічним станом, умовами мінерального живлення, зволоженістю, інтенсивністю і тривалістю заморозків, погодними умовами, попередніми заморозків.
Найбільш стійкі до заморозків рослини раннього строку посіву (ярові хліба, зернобобові культури), здатні витримувати в ранні фази онтогенезу короткочасні весняні заморозки до-7 ...- 10 оС. Рослини пізнього строку посіву розвиваються повільніше і не завжди встигають підготуватися до низьких температур. Коренеплоди, більшість олійних культур, льон, конопля переносять зниження температури до-5 ...- 8 ° С, соя, картопля, сорго, кукурудза - до-2 ...- 3, бавовна-до-1,5 ...-2, баштанні культури - до-0,5 ...- 1,5 оС.
Істотну роль в стійкості до заморозків грає фаза розвитку рослин. Особливо небезпечні заморозки в фазі цвітіння - початок плодоношення.
Ярові хліба у фазі сходів переносять заморозки до-7 ...- 8 оС, у фазі виходу в трубку до-3, а в фазі цвітіння - тільки 1-2 оС. Стійкість рослин залежить від освіти при заморозках льоду в клітинах і межклеточніках. Якщо лід не утворюється, то ймовірність відновлення рослиною нормального перебігу функцій зростає. Тому першорядне значення має можливість швидкого транспорту вільної води з клітин в межклеточніках, що визначається високою проникністю мембран в умовах заморозків. У стійких до заморозків культур при зниженні температур у складі ліпідів клітинних мембран збільшується вміст ненасичених жирних кислот, що знижують температуру фазового переходу ліпідів з рідкокристалічного стану в гель до рівня Про оС. У нестійких рослин цей перехід має місце при температурах вище О ° С. В цілях максимального зниження пошкодження рослин заморозками необхідно проводити посів їх в оптимальні терміни, використовувати розсаду овочевих та квіткових культур. Захищають від заморозків димові завіси і укриття рослин плівкою, дощування рослин перед заморозками або весняний полив. Для вертикального переміщення повітря близько плодових дерев використовують вентилятори.

Морозостійкості рослин

Морозоустойчивость - здатність рослин переносити температуру нижче О ° С, низькі негативні температури. Морозостійкі рослини здатні запобігати або зменшувати дію низьких негативних температур.
Морози в зимовий період з температурою нижче-20 ° С звичайні для значної частини території Росії. Впливу морозів піддаються однорічні, дворічні та багаторічні рослини. Рослини переносять умови зими в різні періоди онтогенезу. У однорічних культур зимують насіння (ярові рослини), розкущитися рослини (озимі), у дворічних і багаторічних - бульби, коренеплоди, цибулини, кореневища, дорослі рослини. Здатність озимих, багаторічних трав'янистих і деревних плодових культур перезимовувати обумовлюється їх досить високою морозостійкістю. Тканини цих рослин можуть замерзати, проте рослини не гинуть. Великий внесок у вивчення фізіологічних основ морозостійкості внесли Н. А. Максимов
(1952), Г. А. Самигін (1974), І. І. Туманов (1979) та інші вітчизняні дослідники.

Замерзання рослинних клітин і тканин і що відбуваються при цьому процеси.

Здатність рослин переносити негативні температури визначається спадковою основою даного виду рослин, однак морозостійкість одного і того ж рослини залежить від умов, що передують настанню морозів, що впливають на характер льодоутворення. Лід може утворюватися як в протопластів клітини, так і в міжклітинному просторі. Не всяке освіту льоду призводить клітки рослини до загибелі.
Поступове зниження температури зі швидкістю 0,5-1 ° С / ч призводить до утворення кристалів льоду насамперед у межклеточніках і спочатку не викликають загибелі клітин. Однак наслідки цього процесу можуть бути згубними для клітини. Освіта льоду в протопластів клітини, як правило, відбувається при швидкому зниженні температури. Відбувається коагуляція білків протоплазми, кристалами що утворився в цитозолі льоду пошкоджуються клітинні структури, клітини гинуть. Убиті морозом рослини після відтавання втрачають тургор, з їхніх м'ясистих тканин витікає вода.

Умови і причини вимерзання рослин.

Утворений при повільному промерзанні в межклеточніках і клітинних стінках лід відтягує воду з клітин; клітинний сік стає концентрованим, змінюється рН середовища. Викристалізувати лід діє як сухе повітря, висушуючи клітини і сильно змінюючи їх осмотичні властивості. Крім того, цитоплазма піддається стиску кристалами льоду. Утворені кристали льоду витісняють повітря з межклеточніках, тому замерзлі листя стають прозорими.
Якщо льоду утворюється трохи і клітини не були механічно пошкоджені його кристалами, то при подальшому відтаванні такі рослини можуть зберегти життєздатність. Так, в листі капусти при температурі-5 ...- 6 оС утвориться деяка кількість льоду в межклеточніках. Однак при подальшому повільному відтаванні межклеточніках заповнюються водою, яка поглинається

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

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар