INTRODUCERE

Adaptabilitatea ontogenezei plantelor la condițiile de mediu este rezultatul dezvoltării lor evolutive (variabilitate, ereditate, selecție). De-a lungul filogenezei fiecărei specii de plante în curs de evoluție, s-au dezvoltat anumite nevoi ale individului pentru condițiile de existență și adaptare la nișa ecologică pe care o ocupă. Toleranța la umiditate și umbră, rezistența la căldură, rezistența la frig și alte caracteristici ecologice ale anumitor specii de plante s-au format în cursul evoluției ca urmare a acțiunii prelungite a condițiilor corespunzătoare. Deci, plantele iubitoare de căldură și plantele de o zi scurtă sunt caracteristice latitudinilor sudice, mai puțin exigente la căldură și plantele de o zi lungă pentru cele nordice.

În natură, într-o regiune geografică, fiecare specie de plantă ocupă o nișă ecologică corespunzătoare acesteia caracteristici biologice: iubitor de umiditate mai aproape de corpurile de apă, tolerant la umbră sub baldachinul unei păduri etc. Ereditatea plantelor se formează sub influența anumite condiții Mediul extern. Condițiile externe ale ontogenezei plantelor sunt, de asemenea, importante.

În majoritatea cazurilor, plantele și culturile (plantarea) culturilor agricole, experimentând acțiunea anumitor factori nefavorabili, prezintă rezistență la acestea ca urmare a adaptării la condițiile de existență care s-au dezvoltat istoric, ceea ce a fost remarcat de K. A. Timiryazev.

1. Medii de viață de bază.

Când se studiază mediul (habitatul plantelor și animalelor și activitățile de producție umană), se disting următoarele componente principale: mediul aerian; mediul acvatic (hidrosferă); animale sălbatice (oameni, animale domestice și sălbatice, inclusiv pești și păsări); flora (plante cultivate și sălbatice, inclusiv cele care cresc în apă); sol (strat vegetativ); intestine (partea superioară a scoarței terestre, în cadrul căreia este posibilă exploatarea); mediul climatic și acustic.

Mediul aerian poate fi în aer liber, în care majoritatea oamenilor își petrec mai puțin din timp (până la 1015%), producția în interior (o persoană își petrece până la 2530% din timpul lor în el) și încăperile de locuit în interior, unde oamenii stau de cele mai multe ori (până la 6070% sau mai mult) ...

Aerul exterior de la suprafața pământului conține în volum: 78,08% azot; 20,95% oxigen; 0,94% gaze inerte și 0,03% dioxid de carbon. La o altitudine de 5 km, conținutul de oxigen rămâne același, în timp ce conținutul de azot crește la 78,89%. Adesea aerul de lângă suprafața pământului are diverse impurități, în special în orașe: acolo conține mai mult de 40 de ingrediente care sunt străine mediului natural al aerului. Aerul interior din locuințe, de regulă, are

conținutul crescut de dioxid de carbon și aerul intern al spațiilor industriale conține de obicei impurități, a căror natură este determinată de tehnologia de producție. Dintre gaze se eliberează vapori de apă, care intră în atmosferă ca urmare a evaporării de pe Pământ. Cea mai mare parte (90%) este concentrată în cel mai mic strat de cinci kilometri al atmosferei; cantitatea sa scade foarte repede odată cu înălțimea. Atmosfera conține mult praf, care ajunge acolo de pe suprafața Pământului și parțial din spațiu. Cu valuri puternice, vânturile ridică apă pulverizată din mări și oceane. Acesta este modul în care particulele de sare pătrund în atmosferă din apă. Ca urmare a erupțiilor vulcanice, a incendiilor forestiere, a instalațiilor industriale etc. aerul este poluat de produsele arderii incomplete. Majoritatea prafului și a altor impurități se află în stratul de aer de la suprafață. Chiar și după ploaie, 1 cm conține aproximativ 30 de mii de particule de praf, iar pe vreme uscată sunt de câteva ori mai multe dintre ele pe vreme uscată.

Toate aceste impurități minuscule afectează culoarea cerului. Moleculele de gaz împrăștie partea cu lungime de undă scurtă a spectrului soarelui, adică raze violete și albastre. Prin urmare, cerul este albastru în timpul zilei. Iar particulele de impuritate, care sunt mult mai mari decât moleculele de gaz, împrăștie raze de lumină de aproape toate lungimile de undă. Prin urmare, atunci când aerul este prăfuit sau conține picături de apă, cerul devine albicios. La altitudini mari, cerul este violet închis și chiar negru.

Ca urmare a fotosintezei de pe Pământ, vegetația formează anual 100 de miliarde de tone de materie organică (aproximativ jumătate este reprezentată de mări și oceane), asimilând aproximativ 200 de miliarde de tone de dioxid de carbon și eliberând aproximativ 145 de miliarde de tone în mediu. oxigen liber, se crede că, datorită fotosintezei, se formează tot oxigenul din atmosferă. Următoarele date mărturisesc rolul în acest ciclu de spații verzi: 1 hectar de spații verzi, în medie, în 1 oră curăță aerul de 8 kg de dioxid de carbon (200 de persoane eliberate în acest timp când respiră). Un copac adult emite 180 de litri de oxigen pe zi, iar în cinci luni (din mai până în septembrie) absoarbe aproximativ 44 kg de dioxid de carbon.

Cantitatea de oxigen eliberat și dioxidul de carbon absorbit depinde de vârsta spațiului verde, compoziția speciilor, densitatea plantării și alți factori.

La fel de importante sunt fitoplanctonul plantelor marine (în principal alge și bacterii), care eliberează oxigen prin fotosinteză.

Mediul acvatic include apele de suprafață și subterane. Apele de suprafață sunt concentrate în principal în ocean, conținând 1 miliard 375 milioane de kilometri cubi, aproximativ 98% din toată apa de pe Pământ. Suprafața oceanului (zona de apă) este de 361 milioane de kilometri pătrați. Este de aproximativ 2,4 ori mai multă zonă suprafața terenului acoperind 149 milioane de kilometri pătrați. Apa din ocean este sărată și cea mai mare parte a acesteia (peste 1 miliard de kilometri cubi) menține o salinitate constantă de aproximativ 3,5% și o temperatură de aproximativ 3,7 ° C. Diferențe notabile de salinitate și temperatură sunt observate aproape exclusiv în stratul de suprafață al apei și de asemenea în marginea și mai ales în Marea Mediterană. Conținutul de oxigen dizolvat din apă scade semnificativ la o adâncime de 5060 metri.

Apele subterane sunt sărate, salamastre (mai puțină salinitate) și proaspete; apele geotermale existente au o temperatură ridicată (peste 30 ° C).

Pentru activitățile de producție ale omenirii și nevoile gospodăriei sale, este necesară apă dulce, a cărei cantitate este de numai 2,7% din volumul total de apă de pe Pământ, iar o fracțiune foarte mică din aceasta (doar 0,36%) este disponibilă în locuri ușor accesibile pentru extracție. Cea mai mare parte a apei dulci se găsește în zăpadă și aisberguri de apă dulce găsite în zone în principal în Cercul Antarctic.

Debitul anual anual al râului de apă dulce este de 37,3 mii de kilometri cubi. În plus, o parte a apei subterane egală cu 13 mii de kilometri cubi poate fi utilizată. Din păcate, cea mai mare parte a fluxului râului din Rusia, în valoare de aproximativ 5.000 de kilometri cubi, cade pe teritoriile marginale și slab populate din nord.

Mediul climatic este un factor important care determină dezvoltarea diverselor specii din lumea animală și vegetală și fertilitatea acesteia. O trăsătură caracteristică a Rusiei este că cea mai mare parte a teritoriului său are mult mai mult climat recedecât în \u200b\u200balte țări.

Toate componentele considerate ale mediului sunt incluse în

BIOSFERA: învelișul Pământului, incluzând o parte a atmosferei, hidrosferei și partea superioară a litosferei, care sunt interconectate de cicluri biochimice complexe de migrație a materiei și energiei, învelișul geologic al Pământului, locuit de organisme vii. Limita superioară a vieții biosferei este limitată de concentrația intensă a razelor ultraviolete; temperatură ridicată mai scăzută a interiorului pământului (peste 100 'C). Doar cele mai mici organisme, bacteriile, ating limitele sale extreme.

Adaptarea (adaptarea) unei plante la condiții specifice de mediu este asigurată de mecanisme fiziologice (adaptare fiziologică), și într-o populație de organisme (specii) - datorită mecanismelor de variabilitate genetică, ereditate și selecție (adaptare genetică). Factorii de mediu se pot schimba în mod natural și aleatoriu. Schimbarea regulată a condițiilor de mediu (schimbarea anotimpurilor anului) dezvoltă adaptabilitatea genetică a plantelor la aceste condiții.

În condițiile naturale de creștere sau cultivare, naturale pentru specii, plantele aflate în procesul de creștere și dezvoltare au adesea influența factorilor de mediu nefavorabili, care includ fluctuații de temperatură, secetă, umiditate excesivă, salinitatea solului etc. Fiecare plantă are capacitatea de a se adapta la schimbarea condițiile de mediu în limitele determinate de genotipul său. Cu cât capacitatea plantei de a schimba metabolismul este mai mare în conformitate cu mediul, cu atât este mai mare viteza de reacție a unei plante date și adaptabilitatea este mai bună. Această proprietate este caracteristică soiurilor de culturi rezistente. De regulă, modificările ușoare și pe termen scurt ale factorilor de mediu nu duc la perturbări semnificative ale funcțiilor fiziologice ale plantelor, care se datorează capacității lor de a menține o stare relativ stabilă în condiții de mediu în schimbare, adică de a menține homeostazia. Cu toate acestea, impacturile bruște și prelungite duc la întreruperea multor funcții ale plantei și, adesea, la moartea acesteia.

Sub influența unor condiții nefavorabile, o scădere a proceselor și funcțiilor fiziologice poate atinge niveluri critice care nu asigură implementarea programului genetic de ontogeneză, metabolismul energetic, sistemele de reglare, metabolismul proteinelor și alte funcții vitale ale unui organism vegetal sunt perturbate. Atunci când o plantă este expusă factorilor nefavorabili (factorii de stres), apare o stare de stres în ea, o abatere de la normă - stresul. Stresul este o reacție adaptivă generală nespecifică a corpului la acțiunea oricăror factori nefavorabili. Există trei grupe principale de factori care provoacă stres la plante: fizic - umiditate insuficientă sau excesivă, iluminare, temperatură, radiații radioactive, efecte mecanice; chimice - săruri, gaze, xenobiotice (erbicide, insecticide, fungicide, deșeuri industriale etc.); biologic - daune cauzate de agenți patogeni sau dăunători, concurență cu alte plante, influența animalelor, înflorire, coacerea fructelor.

Severitatea stresului depinde de rata de dezvoltare a unei situații nefavorabile pentru plantă și de nivelul factorului de stres. Odată cu dezvoltarea lentă a condițiilor nefavorabile, planta se adaptează mai bine la ele decât cu o acțiune scurtă, dar puternică. În primul caz, de regulă, mecanismele specifice de rezistență se manifestă într-o măsură mai mare, în al doilea, nespecifice.

În condiții naturale nefavorabile, rezistența și productivitatea plantelor sunt determinate de o serie de semne, proprietăți și reacții adaptive de protecție. Diferite specii de plante asigură rezistență și supraviețuire în condiții nefavorabile în trei moduri principale: cu ajutorul mecanismelor care le permit să evite efectele adverse (repaus, efemere etc.); prin intermediul dispozitivelor structurale speciale; datorită proprietăților fiziologice care le permit să depășească efectele nocive ale mediului.

Plantele agricole anuale din zonele temperate, completându-și ontogenia în condiții relativ favorabile, iarnă sub formă de semințe stabile (dormență). Multe plante perene iarnă sub formă de organe subterane de stocare (bulbi sau rizomi) protejate de înghețare de un strat de sol și zăpadă. Arborii fructiferi și arbuștii din zonele temperate, protejându-se de frigul de iarnă, își aruncă frunzele.

Protecția împotriva factorilor de mediu nefavorabili din plante este asigurată de adaptările structurale, caracteristicile structurii anatomice (cuticula, crusta, țesuturile mecanice etc.), organele speciale de apărare (arderea firelor de păr, spini), reacțiile motorii și fiziologice, producerea de substanțe de protecție (rășini, fitoncide) , toxine, proteine \u200b\u200bprotectoare).

Adaptările structurale includ frunze mici și chiar absența frunzelor, o cuticulă cerată la suprafața frunzelor, coborârea densă și stomatele scufundate, prezența frunzelor și tulpinilor suculente care rețin rezervele de apă, frunzele erectoide sau căzute etc. Plantele au diverse mecanisme fiziologice care le permit să se adapteze conditii de mediu. Este un tip de fotosinteză a plantelor suculente care minimizează pierderile de apă și este esențială pentru supraviețuirea plantelor în deșert etc.

2. Adaptarea la plante. Rezistența la frig a plantelor.

Rezistența plantelor la temperaturi scăzute se împarte în rezistență la frig și rezistență la îngheț. Rezistența la frig este înțeleasă ca fiind capacitatea plantelor de a tolera temperaturi pozitive ușor peste 0 ° C. Rezistența la frig este caracteristică plantelor dintr-o bandă temperată (orz, ovăz, in, vescică etc.). Plantele tropicale și subtropicale sunt deteriorate și se sting la temperaturi de la 0 ° la 10 ° C (cafea, bumbac, castraveți etc.). Pentru majoritatea plantelor agricole, temperaturile pozitive scăzute sunt dăunătoare. Acest lucru se datorează faptului că la răcire, aparatul enzimatic al plantelor nu este supărat, rezistența la bolile fungice nu scade și nu există deloc observabile deloc plantelor.

Gradul de rezistență la frig al diferitelor plante nu este același. Multe plante din latitudinile sudice sunt afectate de frig. La o temperatură de 3 ° C, castraveții, planta de bumbac, fasolea, porumbul, vinetele sunt deteriorate. Rezistența la rece a soiurilor este diferită. Pentru a caracteriza rezistența la frig a plantelor, se utilizează conceptul de temperatură minimă la care se oprește creșterea plantelor. Pentru un grup mare de plante agricole, valoarea sa este de 4 ° C. Cu toate acestea, multe plante au o valoare minimă a temperaturii minime și, prin urmare, sunt mai puțin rezistente la frig.

Adaptarea plantelor la temperaturi pozitive scăzute.

Rezistența la temperaturi scăzute este o trăsătură determinată genetic. Rezistența la frig a plantelor este determinată de capacitatea plantelor de a menține structura normală a citoplasmei, de a schimba metabolismul în timpul perioadei de răcire și de creșterea ulterioară a temperaturii la un nivel suficient de ridicat.

Rezistența la îngheț a plantelor

Rezistența la îngheț - capacitatea plantelor de a tolera temperaturi sub 0 ° C, temperaturi negative scăzute. Plantele rezistente la îngheț sunt capabile să prevină sau să reducă efectul temperaturilor negative scăzute. Se îngheță perioada de iarnă cu temperaturi sub 20 ° C sunt comune pentru o parte semnificativă a teritoriului Rusiei. Anuale, bienale și plante perene sunt expuse înghețului. Plantele suportă condițiile de iarnă în diferite perioade de ontogeneză. În culturile anuale, semințele (plantele de primăvară), plantele extinse (culturile de iarnă) iernează, în culturile bienale și perene - tuberculi, rădăcini, bulbi, rizomi și plante adulte. Capacitatea culturilor de iarnă, erbacee perene și lemnoase culturi fructifere iernarea se datorează rezistenței lor la îngheț destul de ridicate. Țesuturile acestor plante se pot îngheța, dar plantele nu mor.

Congelarea celulelor și țesuturilor vegetale și a proceselor care au loc în același timp.

Capacitatea plantelor de a rezista la temperaturi negative este determinată de baza ereditară a unei specii de plante date, cu toate acestea, rezistența la îngheț a aceleiași plante depinde de condițiile premergătoare apariției înghețului, care afectează natura formării gheții. Gheața se poate forma atât în \u200b\u200bprotoplastul celulei, cât și în spațiul intercelular. Nu toată formarea de gheață determină moartea celulelor vegetale.

O scădere treptată a temperaturii la o rată de 0,5-1 ° C / h duce la formarea cristalelor de gheață în principal în spațiile intercelulare și nu provoacă inițial moartea celulară. Cu toate acestea, consecințele acestui proces pot fi dăunătoare celulei. Formarea de gheață în protoplastul celular, de regulă, are loc cu o scădere rapidă a temperaturii. Se produce coagularea proteinelor protoplasmatice, cristalele de gheață formate în citosol afectează structurile celulare, celulele mor. Plantele ucise de îngheț după dezgheț își pierd turgul, apa curge din țesuturile lor cărnoase.

Plantele rezistente la îngheț au adaptări care reduc deshidratarea celulelor. Odată cu scăderea temperaturii la astfel de plante, se constată o creștere a conținutului de zaharuri și alte substanțe care protejează țesuturile (crioprotectoarele), acestea sunt în primul rând proteine \u200b\u200bhidrofile, mono și oligozaharide; scăderea hidratării celulare; o creștere a cantității de lipide polare și o scădere a saturației reziduurilor lor de acizi grași; o creștere a cantității de proteine \u200b\u200bprotectoare.

Gradul de rezistență la îngheț al plantelor este puternic influențat de zaharuri, regulatori de creștere și alte substanțe formate în celule. La plantele de hibernare, zaharurile se acumulează în citoplasmă, iar conținutul de amidon scade. Influența zaharurilor asupra creșterii rezistenței la îngheț a plantelor este multiformă. Acumularea de zaharuri protejează un volum mare de apă intracelulară de îngheț și reduce semnificativ cantitatea de gheață formată.

Proprietatea rezistenței la îngheț se formează în procesul de ontogeneză a plantelor sub influența anumitor condiții de mediu în conformitate cu genotipul plantei, este asociată cu o scădere bruscă a ratelor de creștere, trecerea plantei la o stare de repaus.

Ciclul de viață al dezvoltării culturilor de iarnă, bienal și plante perene controlat de ritmul sezonier al perioadelor de lumină și temperatură. Spre deosebire de anualele de primăvară, ele încep să se pregătească pentru a suporta condiții de iarnă nefavorabile din momentul în care încetează să crească și apoi în timpul toamnei, la începutul temperaturilor scăzute.

Rezistența la iarnă a plantelor

Rezistența la iarnă ca rezistență la un complex de factori de iarnă nefavorabili.

Efectul direct al înghețului asupra celulelor nu este singurul pericol care amenință plantele erbacee și lemnoase perene și plantele de iarnă în timpul iernii. Pe lângă efectul direct al înghețului, plantele sunt expuse și la o serie de factori adversi. Temperaturile pot fluctua semnificativ în timpul iernii. Frosturile sunt adesea înlocuite de dezghețuri scurte și lungi. Iarna, furtunile de zăpadă sunt frecvente, iar în iernile fără zăpadă în regiunile mai sudice ale țării și vânturile uscate. Toate acestea epuizează plantele, care, după iernare, ies puternic slăbite și ulterior pot muri.

Plantele perene erbacee și anuale sunt afectate în special de numeroase efecte adverse. Pe teritoriul Rusiei, în anii nefavorabili, moartea culturilor de cereale de iarnă ajunge la 30-60%. Nu numai pâinile de iarnă mor, ci și ierburile perene, plantațiile perene de fructe și fructe de pădure. Pe lângă temperaturile scăzute, plantele de iarnă sunt deteriorate și mor din cauza altor factori nefavorabili iarna și la începutul primăverii: amortizare, înmuiere, scoarță de gheață, umflături, daune cauzate de seceta de iarnă.

Amortizare, înmuiere, moarte sub coaja de gheață, bombat, daune cauzate de seceta de iarnă.

Amortizare. Dintre dificultățile enumerate, primul loc este ocupat de amortizarea plantelor. Moartea plantelor din cauza amortizării se observă în principal în ierni calde cu un strat mare de zăpadă, care durează 2-3 luni, mai ales dacă zăpada cade pe teren umed și dezghețat. Studiile au arătat că motivul morții culturilor de iarnă din cauza amortizării este epuizarea plantelor. Fiind sub zăpadă la o temperatură de aproximativ 0 ° C într-un mediu foarte umed, întuneric aproape complet, adică în condițiile în care procesul de respirație este destul de intens, iar fotosinteza este exclusă, plantele consumă treptat zaharuri și alte rezerve de nutrienți acumulate în perioada respectivă trecând prima fază de întărire și mor din cauza epuizării (conținutul de zaharuri din țesuturi scade de la 20 la 2-4%) și înghețurile de primăvară. Astfel de plante sunt ușor deteriorate de mucegaiul de zăpadă în primăvară, ceea ce duce și la moartea lor.

A se uda. Înmuierea are loc în principal primăvara în locuri joase în timpul topirii zăpezii, mai rar în timpul dezghețurilor lungi, când apa topită se acumulează pe suprafața solului, care nu este absorbită în solul înghețat și poate inunda plantele. În acest caz, cauza morții plantelor este lipsa puternică de oxigen (condiții anaerobe de hipoxie). La plantele care se află sub un strat de apă, respirația normală se oprește din cauza lipsei de oxigen din apă și sol. Lipsa oxigenului sporește respirația anaerobă a plantelor, ca urmare a căreia se pot forma substanțe toxice, iar plantele mor din cauza epuizării și otrăvirii directe a corpului.

Moarte sub coaja de gheață. O crustă de gheață se formează pe câmpurile din zonele în care dezghețurile frecvente cedează locul înghețurilor severe. Efectul îmbibării în acest caz poate fi agravat. În acest caz, are loc formarea crustelor de gheață agățate sau pământite (de contact). Crustele agățate sunt mai puțin periculoase, deoarece se formează deasupra solului și practic nu intră în contact cu plantele; pot fi ușor distruse cu o rolă.

Când se formează o crustă continuă de contact cu gheața, plantele sunt complet înghețate în gheață, ceea ce duce la moartea lor, deoarece plantele deja slăbite de la înmuiere sunt supuse unei presiuni mecanice foarte puternice.

Bombat. Deteriorarea și moartea plantelor din cauza umflăturilor sunt determinate de rupturile sistemului radicular. Proeminența plantelor se observă dacă înghețurile apar în toamnă în absența stratului de zăpadă sau dacă există puțină apă în stratul superficial al solului (în timpul secetei de toamnă), precum și în timpul dezghețurilor, dacă apa din zăpadă are timp să fie absorbită în sol. În aceste cazuri, înghețarea apei nu începe de la suprafața solului, ci la o anumită adâncime (acolo unde există umiditate). Stratul de gheață format la o adâncime se îngroașă treptat datorită fluxului continuu de apă prin capilarele solului și ridică (umflă) straturile superioare ale solului împreună cu plantele, ceea ce duce la ruperea rădăcinilor plantelor care au pătruns la o adâncime considerabilă.

Daune cauzate de secetă de iarnă. Stratul de zăpadă stabil protejează cerealele de iarnă de uscare iarna. Cu toate acestea, în condițiile unei ierni fără zăpadă sau puțin înzăpezite, precum și pomi fructiferi și arbuști, într-o serie de regiuni ale Rusiei sunt adesea periclitate prin uscarea excesivă de vânturi constante și puternice, în special la sfârșitul iernii, cu încălzire semnificativă la soare. Faptul este că echilibrul hidric al plantelor este extrem de nefavorabil iarna, deoarece fluxul de apă din solul înghețat se oprește practic.

Pentru a reduce evaporarea apei, efectul negativ al secetei de iarnă, pomii fructiferi formează un strat gros de plută pe ramuri, aruncând frunze pentru iarnă.

Vernalizare

Răspunsurile fotoperiodice la modificările sezoniere ale lungimii zilei au implicații asupra frecvenței de înflorire a multor specii atât în \u200b\u200bregiunile temperate, cât și în cele tropicale. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că printre speciile de latitudini temperate care prezintă reacții fotoperiodice, există relativ puține flori de primăvară, deși întâlnim în mod constant faptul că un număr semnificativ de „flori înfloresc primăvara” și multe dintre aceste forme de înflorire de primăvară, de exemplu Ficaria verna, primula (Primula vutgaris) , violetele (specii din genul Viola) etc., prezintă un comportament sezonier pronunțat, rămânând vegetativ pentru restul anului după înflorirea abundentă a primăverii. Se poate presupune că floare de primăvară reacție la zile scurte iarna, dar pentru multe specii acest lucru nu pare să fie cazul.

Desigur, durata zilei nu este singurul factor extern care se schimbă pe tot parcursul anului. Este clar că temperatura se caracterizează și prin schimbări sezoniere pronunțate, în special în regiunile temperate, deși există fluctuații semnificative ale acestui factor, atât zilnic, cât și anual. Știm că modificările sezoniere ale temperaturii, precum și modificările în lungimea zilei, au un impact semnificativ asupra înfloririi multor specii de plante.

Tipuri de plante care necesită răcire pentru trecerea la înflorire.

S-a constatat că multe specii, inclusiv culturi anuale de iarnă, precum și bienale și perene plante erbacee, au nevoie de răcire pentru trecerea la înflorire.

Anualele și bienalele de iarnă sunt cunoscute ca fiind plante monocarpice care necesită vernalizare, rămân vegetative în timpul primului sezon de creștere și înfloresc în primăvara următoare sau la începutul verii ca răspuns la perioada de răcire obținută în timpul iernii. Necesitatea răcirii plantelor bienale pentru a induce înflorirea a fost demonstrată experimental la mai multe specii, cum ar fi sfecla (Beta vulgaris), țelina (Apiutn graveolens), varza și alte soiuri cultivate din genul Brassis, campanula (Campanula medium), lunară (Lunaria biennis), digitală (Digitalis purpurea) și altele. Dacă plantele digitalice, care în condiții normale se comportă ca niște bienale, adică înfloresc în al doilea an după germinare, sunt păstrate într-o seră, ele pot rămâne vegetative timp de câțiva ani. În zonele cu ierni blânde, varza poate crește teren deschis fără „formarea săgeții” (adică înflorirea) primăvara, care apare de obicei în zonele cu iarna rece... Astfel de specii necesită neapărat vernalizarea, cu toate acestea, la un număr de alte specii, înflorirea se accelerează atunci când este expusă la frig, dar poate apărea fără vernalizare; astfel de specii cu nevoie opțională de frig includ salată verde (Lactuca saiiva), spanac (Spinacia oleracea) și mazăre cu înflorire târzie (Pistim sativum).

La fel ca bienalele, multe plante perene necesită expunere la frig și nu vor înflori fără răcirea anuală a iernii. Plantele perene obișnuite necesită expunere la rece la primăvară (Primula vulgaris), violete (Viola spp.), Lacfiol (Cheiranthus cheirii și C. allionii), levka (Mathiola incarna), unele soiuri de crizanteme (Chrisanthemum morifolium), specii din genul Aster, turc cuișoare (Dianthus), pleavă (Lolium perenne). Speciile perene necesită redistribuire în fiecare iarnă.

Este probabil ca alte plante perene cu înflorire de primăvară să aibă nevoie de răcire. Plantele bulbice cu flori de primăvară, cum ar fi narcisele, zambilele, afinele (Endymion nonscriptus), crocusii, etc. nu necesită refrigerare pentru punerea florilor, deoarece primordiul de flori a fost așezat în bulb în vara anterioară, dar creșterea lor depinde în mare măsură de condiții de temperatură... De exemplu, într-o lalea, temperaturile relativ ridicate (20 ° C) favorizează începutul înfloririi, dar pentru prelungirea tulpinii și creșterea frunzelor temperatura optimă la început este 89 ° С cu o creștere succesivă în etapele ulterioare la 13, 17 și 23 ° С. Reacții similare la temperatură sunt caracteristice zambilelor și narciselor.

La multe specii, inițierea florilor nu are loc în timpul perioadei de răcire în sine și nu începe decât după ce planta a fost expusă la temperaturi mai ridicate după răcire.

Astfel, deși la temperaturi scăzute metabolismul la majoritatea plantelor încetinește semnificativ, nu există nicio îndoială că vernalizarea include procese fiziologice active, a căror natură este încă complet necunoscută.

Rezistența la căldură a plantelor

Rezistența la căldură (toleranță la căldură) capacitatea plantelor de a tolera temperaturile ridicate, supraîncălzirea. Aceasta este o trăsătură determinată genetic. Speciile de plante diferă prin toleranță la temperaturi ridicate.

În funcție de rezistența la căldură, se disting trei grupe de plante.

Alge termofile albastre-verzi termorezistente și bacterii din izvoarele minerale fierbinți, capabile să reziste la temperaturi de până la 75100 ° C. Se determină rezistența la căldură a microorganismelor termofile nivel inalt metabolism, conținut crescut de ARN în celule, rezistența proteinei citoplasmatice la coagulare termică.

Plante tolerante la căldură, deșerturi și habitate uscate (plante suculente, câțiva cactuși, reprezentanți ai familiei Tolstyankovy) care pot rezista încălzirii la soare până la 5065ºС. Rezistența la căldură a suculentelor este în mare măsură determinată de vâscozitatea crescută a citoplasmei și de conținutul de apă legată în celule, metabolismul redus.

Plante mezofitice și acvatice nerezistente la căldură. Mesofiții din zonele deschise suportă expunerea pe termen scurt la temperaturi de 4047 ° C, zonele umbrite în jurul valorii de 4042 ° С, plantele acvatice pot rezista la creșteri ale temperaturii până la 3842 ° С. Plantele agricole cele mai tolerante la căldură sunt cele din latitudinile sudice (sorg, orez, bumbac, plante cu ulei de ricin etc.).

Multe mezofite tolerează temperaturi ridicate ale aerului și evită supraîncălzirea datorită transpirației intense, care scade temperatura frunzelor. Mesofiții mai rezistenți la căldură se caracterizează prin vâscozitatea crescută a citoplasmei și sinteza îmbunătățită a enzimelor proteice rezistente la căldură.

Plantele au dezvoltat un sistem de adaptări morfologice și fiziologice care le protejează de daunele termice: o culoare deschisă a suprafeței care reflectă insolația; frunze pliante și rulante; pubescență sau solzi care protejează țesuturile mai adânci de supraîncălzire; straturi subțiri de țesut de plută care protejează floemul și cambiul; grosimea mare a stratului cuticular; conținut ridicat de carbohidrați și apă scăzută în citoplasmă etc.

Plantele reacționează foarte repede la stresul de căldură prin adaptare inductivă. Se pot pregăti pentru temperaturi ridicate în câteva ore. Deci, în zilele caniculare, rezistența plantelor la temperaturi ridicate după-amiaza este mai mare decât dimineața. De obicei, această stabilitate este temporară, nu se remediază și dispare rapid dacă se răcește. Reversibilitatea expunerii la căldură poate varia de la câteva ore la 20 de zile. În perioada de formare a organelor generative, rezistența la căldură a plantelor anuale și bienale scade.

Rezistența la secetă a plantelor

Secetele sunt frecvente în multe regiuni din Rusia și CSI. Seceta este o perioadă prelungită, fără ploaie, însoțită de o scădere a umidității relative a aerului, umiditatea solului și o creștere a temperaturii, atunci când nu sunt îndeplinite cerințele normale de apă ale plantelor. Pe teritoriul Rusiei există regiuni de umiditate instabilă cu precipitații anuale de 250-500 mm și regiuni aride cu o cantitate de precipitații mai mică de 250 mm pe an, cu o rată de evaporare mai mare de 1000 mm.

Rezistența la secetă este capacitatea plantelor de a suporta perioade lungi de uscare, deficit semnificativ de apă, deshidratare a celulelor, țesuturilor și organelor. Mai mult, deteriorarea culturii depinde de durata secetei și de intensitatea acesteia. Distingeți între sol și secetă atmosferică.

Seceta solului este cauzată de absența prelungită a ploii în combinație cu temperaturi ridicate ale aerului și insolație solară, evaporare crescută de la suprafața solului și transpirație și vânturi puternice. Toate acestea duc la uscarea stratului radicular al solului, o scădere a aprovizionării cu apă disponibilă plantelor la umiditate scăzută a aerului. Seceta atmosferică se caracterizează prin temperaturi ridicate și umiditate relativă scăzută (1020%). Seceta atmosferică severă este cauzată de mișcarea maselor de aer uscat și cald într-un vânt uscat. Ceața duce la consecințe grave atunci când vântul uscat este însoțit de apariția particulelor de sol în aer (furtuni de praf).

Seceta atmosferică, creșterea bruscă a evaporării apei de la suprafața solului și a transpirației, contribuie la o încălcare a coordonării ratelor de intrare a apei din sol în organele de la suprafață și la pierderea acesteia de către plantă, ca urmare, planta se estompează. Cu toate acestea, odată cu buna dezvoltare a sistemului radicular, seceta atmosferică nu provoacă mari daune plantelor, dacă temperatura nu depășește limita tolerată de plante. Seceta atmosferică prelungită în absența ploii duce la seceta solului, care este mai periculoasă pentru plante.

Rezistența la secetă se datorează adaptabilității determinate genetic a plantelor la condițiile habitatului, precum și adaptării la lipsa apei. Rezistența la secetă se exprimă prin capacitatea plantelor de a suporta o deshidratare semnificativă datorită dezvoltării unui potențial ridicat de apă al țesuturilor cu conservarea funcțională a structurilor celulare, precum și datorită caracteristicilor morfologice adaptative ale tulpinii, frunzelor, organelor generative, care le cresc rezistența, toleranța la efectele secetei prelungite.

Tipuri de plante în raport cu regimul apei

Plantele din zonele aride se numesc xerofite (din grecesc heros dry). Sunt capabili în acest proces dezvoltarea individuală se adaptează la seceta atmosferică și la sol. Trăsăturile caracteristice ale xerofiților sunt dimensiunea nesemnificativă a suprafeței lor de evaporare și, de asemenea, nu dimensiuni mari partea supraterană comparativ cu cea subterană. Xerofitele sunt de obicei ierburi sau arbuști cu creștere redusă. Acestea sunt împărțite în mai multe tipuri. Iată clasificarea xerofiților în conformitate cu P.A.Genkel.

Suculentele sunt foarte rezistente la supraîncălzire și rezistente la deshidratare, în timpul unei secete nu experimentează o lipsă de apă, deoarece conțin o cantitate mare din ea și o folosesc încet. Sistemul lor radicular este ramificat în toate direcțiile în straturile superioare ale solului, datorită cărora plantele absorb rapid apa în perioadele ploioase. Acestea sunt cactuși, aloe, sedum, întineri.

Euxerofitele sunt plante rezistente la căldură care tolerează bine seceta. Acest grup include plante de stepă, cum ar fi veronica cenușie, asterul șanț, pelinul albastru, colocintul de pepene verde, spina de cămilă etc. Au o transpirație nesemnificativă, presiune osmotică ridicată, citoplasma se distinge prin elasticitate și vâscozitate ridicate, sistemul rădăcină foarte ramificat, iar cea mai mare parte este situat în stratul superior al solului (5060 cm). Aceste xerofite sunt capabile să arunce frunze și chiar ramuri întregi.

Hemixerofitele sau semi-xerofitele sunt plante care nu pot tolera deshidratarea și supraîncălzirea. Vâscozitatea și elasticitatea protoplastului din ele sunt nesemnificative, se caracterizează printr-o transpirație ridicată, un sistem radicular profund care poate ajunge la apa din subsol, ceea ce asigură o alimentare neîntreruptă a apei către plantă. Acest grup include salvie, un tăietor obișnuit etc.

Stipakserofshpy sunt iarba cu pene, tyrsa și alte ierburi de stepă cu frunze înguste. Sunt rezistente la supraîncălzire, folosesc bine umezeala din ploile pe termen scurt. Rezistă doar la o lipsă de apă pe termen scurt în sol.

Poikiloxerofitele sunt plante care nu își reglează regimul de apă. Acestea sunt în principal licheni, care se pot usca până la uscare la aer și pot prezenta din nou activitate vitală după ploi.

Higrofiți (din grecescul hihros moist). Plantele aparținând acestui grup nu au adaptări pentru a limita consumul de apă. Higrofiții se caracterizează prin dimensiuni relativ mari de celule, o membrană cu pereți subțiri, pereți ușor lignificați ai vaselor de sânge, fibre lemnoase și bast, o cuticulă subțire și pereți exteriori ușor îngroșați ai epidermei, stomate mari și un număr mic de aceștia pe unitate de suprafață, o lamă de frunze mare, țesuturi mecanice slab dezvoltate, o rețea rară de vene în frunză, transpirație cuticulară mare, tulpină lungă, sistem radicular insuficient dezvoltat. În structură, higrofitele sunt apropiate de plantele tolerante la umbră, dar au o structură higromorfă particulară. O ușoară lipsă de apă în sol determină ofilirea rapidă a higrofiților. Presiunea osmotică a sucului celular din ele este scăzută. Acestea includ mannik, rozmarin sălbatic, lingonberry, agriș.

În ceea ce privește condițiile de creștere și caracteristicile structurale, plantele cu frunze parțial sau complet scufundate în apă sau care plutesc pe suprafața sa, care se numesc hidrofite, sunt foarte aproape de higrofite.

Mesofite (din greaca mesos mijlociu, intermediar). Plantele din acest grup ecologic cresc în condiții de umiditate suficientă. Presiunea osmotică a sevei celulare în mezofite este de 11,5 mii kPa. S-au ofilit ușor. Mesofitele includ majoritatea ierburilor de pajiști și leguminoase de grâu, coadă de vulpe, luncă timothy, lucernă albastră etc. Din culturile de câmp, grâu tare și moale, porumb, ovăz, mazăre, soia, sfeclă de zahăr, cânepă, aproape toate fructele (cu excepția migdalelor) , struguri), multe culturi de legume (morcovi, roșii etc.).

Organe transpirante - frunzele se disting prin plasticitate semnificativă; se observă diferențe destul de mari în structura lor în funcție de condițiile de creștere. Chiar și frunzele aceleiași plante au diferențe de structură în funcție de alimentarea cu apă și de iluminare diferite. Anumite tipare au fost stabilite în structura frunzelor, în funcție de locația lor pe plantă.

VR Zalenskiy a descoperit modificări ale structurii anatomice a frunzelor pe niveluri. El a descoperit că în frunzele stratului superior se observă modificări regulate către o creștere a xeromorfismului, adică se formează structuri care cresc rezistența la secetă a acestor frunze. Frunzele situate în partea superioară a tulpinii diferă întotdeauna de cele inferioare și anume: cu cât frunza este mai mare pe tulpină, cu atât este mai mică dimensiunea celulelor sale, cu atât este mai mare numărul de stomate și dimensiunea lor mai mică, cu atât este mai mare numărul de fire de păr pe unitate de suprafață, cu atât este mai densă rețeaua de fascicule vasculare, cu atât este mai puternică țesătură palisadă dezvoltată. Toate aceste semne caracterizează xerofilia, adică formarea de structuri care contribuie la creșterea rezistenței la secetă.

Trăsăturile fiziologice sunt, de asemenea, asociate cu o anumită structură anatomică și anume: frunzele superioare se disting printr-o capacitate mai mare de asimilare și transpirație mai intensă. Concentrația sevei în frunzele superioare este, de asemenea, mai mare, în legătură cu care apa poate fi extrasă de frunzele superioare din cele inferioare, iar frunzele inferioare se pot usca și se pot stinge. Structura organelor și a țesuturilor care mărește rezistența la secetă a plantelor se numește xeromorfism. Trăsăturile distinctive ale structurii frunzelor stratului superior se explică prin faptul că se dezvoltă în condiții de alimentare cu apă oarecum dificilă.

S-a format un sistem complex de dispozitive anatomofiziologice pentru ecuația echilibrului dintre admisia și deversarea apei într-o plantă. Astfel de adaptări sunt observate la xerofite, higrofite, mezofite.

Rezultatele cercetării au arătat că proprietățile adaptative ale formelor de plante rezistente la secetă apar sub influența condițiilor existenței lor.

CONCLUZIE

Uimitoarea armonie a naturii vii, perfecțiunea ei sunt create de natura însăși: lupta pentru supraviețuire. Formele de adaptare la plante și animale sunt infinit de variate. Încă de la începuturile sale, întreaga lume a animalelor și a plantelor s-a îmbunătățit pe calea adaptărilor rapide la condițiile habitatului: la apă, aer, lumină solară, gravitație etc.

LITERATURĂ

1. Volodko I.K. "" Oligoelemente și rezistența plantelor la condiții adverse ", Minsk, Știință și tehnologie, 1983.

2. Goryshina T.K. "" Ecologia plantelor "", uch. Manual pentru universități, Moscova, școala V., 1979.

3. Prokofiev A.A. „„ Probleme de rezistență la secetă a plantelor ””, Moscova, Nauka, 1978.

INTRODUCERE Adaptabilitatea ontogeniei plantelor la condițiile de mediu este rezultatul dezvoltării lor evolutive (variabilitate, ereditate, selecție). De-a lungul filogenezei fiecărei specii de plante, în procesul de evoluție, s-au dezvoltat anumite nevoi ale individului pentru condițiile de existență și adaptare la nișa ecologică pe care o ocupă. Toleranța la umiditate și umbră, rezistența la căldură, rezistența la frig și alte caracteristici ecologice ale anumitor specii de plante s-au format în cursul evoluției ca urmare a acțiunii prelungite a condițiilor corespunzătoare.

Deci, plantele termofile și plantele de o zi scurtă sunt tipice pentru latitudinile sudice, mai puțin exigente pentru căldură și plantele pentru o zi lungă - pentru cele nordice. În natură, într-o regiune geografică, fiecare tip de plantă ocupă o nișă ecologică corespunzătoare caracteristicilor sale biologice: iubitoare de umiditate - mai apropiată la corpurile de apă, tolerante la umbră - sub baldachinul unei păduri etc. Ereditatea plantelor se formează sub influența anumitor condiții de mediu.

Condițiile externe ale ontogenezei plantelor sunt, de asemenea, importante. În majoritatea cazurilor, plantele și culturile (plantarea) culturilor agricole, experimentând acțiunea anumitor factori nefavorabili, prezintă rezistență la acestea ca urmare a adaptării la condițiile de existență care s-au dezvoltat istoric , care a fost remarcat de K. A. Timiryazev. 1. Medii de viață de bază. Când se studiază mediul (habitatul plantelor și animalelor și activitatea de producție umană), se disting următoarele componente principale: mediul aerian; mediul acvatic (hidrosfera); animale sălbatice (oameni, animale domestice și sălbatice, inclusiv pești și păsări); flora (plante cultivate și sălbatice, inclusiv cele care cresc în apă); sol (strat vegetativ); intestine (partea superioară a scoarței terestre, în cadrul căreia este posibilă exploatarea); mediul climatic și acustic.

Mediul aerian poate fi extern, în care majoritatea oamenilor își petrec mai puțin din timp (până la 10-15%), producția internă (o persoană își petrece până la 25-30% din timpul lor în el) și locuințele interne, unde oamenii stau cel mai mult timp (până la 60-70% și mai mult). Aerul exterior de la suprafața pământului conține în volum: 78,08% azot; 20,95% oxigen; 0,94% gaze inerte și 0,03% dioxid de carbon. La o altitudine de 5 km, conținutul de oxigen rămâne același, în timp ce conținutul de azot crește la 78,89%. Adesea aerul de lângă suprafața pământului are diverse impurități, în special în orașe: acolo conține mai mult de 40 de ingrediente care sunt străine mediului natural al aerului.

Aerul interior din locuințe are, de regulă, un conținut crescut de dioxid de carbon, în timp ce aerul interior din spațiile industriale conține de obicei impurități, a căror natură este determinată de tehnologia de producție. Dintre gaze se degajă vapori de apă, care intră în atmosferă ca urmare a evaporării de pe Pământ. Cea mai mare parte (90%) este concentrată în cel mai mic strat de cinci kilometri al atmosferei; cantitatea sa scade foarte repede odată cu înălțimea.

Atmosfera conține mult praf, care ajunge acolo de pe suprafața Pământului și parțial din spațiu.

Cu valuri puternice, vânturile ridică apă pulverizată din mări și oceane. Acesta este modul în care particulele de sare pătrund în atmosferă din apă. Ca urmare a erupțiilor vulcanice, a incendiilor forestiere, a instalațiilor industriale etc. aerul este poluat de produsele arderii incomplete. Majoritatea prafului și a altor impurități se află în stratul de suprafață al aerului. Chiar și după ploaie, 1 cm conține aproximativ 30 de mii de particule de praf, iar pe vreme uscată sunt de câteva ori mai multe pe vreme uscată.

Toate aceste impurități minuscule afectează culoarea cerului. Moleculele de gaz împrăștie partea cu lungime de undă scurtă a spectrului soarelui, adică raze violete și albastre. Prin urmare, cerul este albastru în timpul zilei. Iar particulele de impurități, care sunt mult mai mari decât moleculele de gaze, împrăștie raze de lumină de aproape toate lungimile de undă. Prin urmare, atunci când aerul este praf sau conține picături de apă, cerul devine albicios; la altitudini mari, cerul este purpuriu închis și chiar negru.

Ca urmare a fotosintezei de pe Pământ, vegetația formează anual 100 de miliarde de tone de materie organică (aproximativ jumătate este reprezentată de mări și oceane), asimilând aproximativ 200 de miliarde de tone de dioxid de carbon și eliberând aproximativ 145 de miliarde de tone în mediu. oxigen liber, se crede că datorită fotosintezei se formează tot oxigenul atmosferei. Următoarele date indică rolul în acest ciclu de spații verzi: 1 hectar de spații verzi, în medie, în 1 oră curăță aerul de 8 kg de dioxid de carbon (eliberat în acest timp în timpul respirație de 200 de persoane). Un copac adult emite 180 de litri de oxigen pe zi, iar în cinci luni (din mai până în septembrie) absoarbe aproximativ 44 kg de dioxid de carbon. Cantitatea de oxigen eliberat și dioxidul de carbon absorbit depinde de vârsta spațiilor verzi, compoziția speciilor, densitatea plantării și alți factori.

Nu mai puțin importante sunt plantele marine - fitoplanctonul (în principal alge și bacterii), care eliberează oxigen prin fotosinteză.

Mediul acvatic include apă de suprafață și apă subterană. Apele de suprafață sunt concentrate în principal în ocean, conținând 1 miliard 375 milioane de kilometri cubi - aproximativ 98% din toată apa de pe Pământ. Suprafața oceanului (zona de apă) este de 361 milioane de kilometri pătrați. Este de aproximativ 2,4 ori suprafața terestră a unei suprafețe de 149 milioane de kilometri pătrați. Apa din ocean este sărată și cea mai mare parte (mai mult de 1 miliard de kilometri cubi) păstrează o salinitate constantă de aproximativ 3,5% și o temperatură de aproximativ 3,7 ° C. Diferențe semnificative în salinitate și temperatură sunt observate aproape exclusiv în stratul de suprafață al apei, precum și în marginea și mai ales în Marea Mediterană.

Conținutul de oxigen dizolvat din apă scade semnificativ la o adâncime de 50-60 de metri. Apele subterane sunt sărate, salamastre (mai puțină salinitate) și proaspete; apele geotermale existente au o temperatură ridicată (peste 30 ° C). Pentru activitățile de producție ale omenirii și nevoile gospodăriei sale, este necesară apă proaspătă, a cărei cantitate este de numai 2,7% din volumul total de apă de pe Pământ, iar o fracțiune foarte mică din aceasta (doar 0,36%) este disponibilă ușor disponibilă pentru extracție locuri.

Cea mai mare parte a apei dulci este conținută în zăpezi și aisberguri de apă dulce, situate în zonele în principal din Cercul Antarctic. Debitul anual anual al râului de apă dulce este de 37,3 mii de kilometri cubi. În plus, o parte a apei subterane, egală cu 13 mii de kilometri cubi, poate fi utilizată.

Din păcate, cea mai mare parte a debitului râului din Rusia, în valoare de aproximativ 5.000 de kilometri cubi, cade pe teritoriile nordice marginale și slab populate. Mediul climatic este un factor important care determină dezvoltarea diverselor specii de floră și faună și fertilitatea acesteia.O caracteristică caracteristică a Rusiei este că cea mai mare parte a teritoriului său are un climat mult mai rece decât în \u200b\u200balte țări.

Toate componentele mediului considerate sunt incluse în BIOSFERĂ: învelișul Pământului, inclusiv o parte a atmosferei, hidrosfera și partea superioară a litosferei, care sunt interconectate de cicluri biochimice complexe de migrație a materiei și energiei, învelișul geologic al Pământului locuit de organisme vii. biosfera este limitată de concentrația intensă a razelor ultraviolete; cea inferioară - prin temperatura ridicată a interiorului pământului (peste 100'C). Doar cele mai mici organisme - bacteriile - ating limitele sale extreme.

Adaptarea (adaptarea) unei plante la condiții specifice de mediu este asigurată de mecanisme fiziologice (adaptare fiziologică), și într-o populație de organisme (specii) - datorită mecanismelor de variabilitate genetică, ereditate și selecție (adaptare genetică). Factorii de mediu se pot schimba în mod natural și aleatoriu.Condițiile de mediu în mod regulat (schimbarea anotimpurilor anului) se dezvoltă în adaptarea genetică a plantelor la aceste condiții.

În condițiile naturale de creștere sau cultivare, naturale pentru specii, în procesul de creștere și dezvoltare a acestora, experimentează adesea influența factorilor de mediu nefavorabili, care includ fluctuații de temperatură, secetă, umiditate excesivă, salinitate a solului etc. Fiecare plantă are capacitatea la adaptare în condițiile în schimbare ale mediului extern în limitele determinate de genotipul acestuia.

Cu cât capacitatea plantei de a schimba metabolismul este mai mare în conformitate cu mediul, cu atât este mai mare viteza de reacție a plantei și adaptabilitatea este mai bună. Această proprietate distinge soiurile rezistente ale culturilor agricole. De regulă, modificările ușoare și pe termen scurt ale factorilor de mediu nu duc la perturbări semnificative ale funcțiilor fiziologice ale plantelor, care se datorează capacității lor de a menține o stare relativ stabilă în condiții de mediu în schimbare. , adică menținerea homeostaziei.

Cu toate acestea, efectele ascuțite și pe termen lung duc la întreruperea multor funcții ale plantei și, adesea, la moartea acesteia. Sub influența condițiilor nefavorabile, o scădere a proceselor și funcțiilor fiziologice poate atinge niveluri critice care nu asigură implementarea programului genetic de ontogeneză, metabolismul energetic, sistemele de reglare, metabolismul proteinelor și alte funcții vitale ale unui organism vegetal sunt perturbate. factori plăcuți (factori de stres), apare o stare stresantă în ea, o abatere de la normă - stresul.

Stresul este o reacție adaptivă generală nespecifică a corpului la acțiunea oricăror factori nefavorabili.Există trei grupe principale de factori care provoacă stres la plante: fizic - umiditate insuficientă sau excesivă, iluminare, temperatură, radiații radioactive, efecte mecanice; chimice - săruri, gaze, xenobiotice (erbicide, insecticide, fungicide, deșeuri industriale etc.); biologic - daune cauzate de agenți patogeni sau dăunători, concurență cu alte plante, influența animalelor, înflorire, coacerea fructelor.

Severitatea stresului depinde de rata de dezvoltare a unei situații nefavorabile pentru plantă și de nivelul factorului de stres. Odată cu dezvoltarea lentă a condițiilor nefavorabile, planta se adaptează la ele mai bine decât cu o acțiune pe termen scurt, dar puternică.În primul caz, de regulă, mecanismele de rezistență specifice se manifestă într-o măsură mai mare, în al doilea, nespecifice.

În condiții naturale nefavorabile, rezistența și productivitatea plantelor sunt determinate de o serie de semne, proprietăți și reacții de protecție-adaptare. Diverse specii de plante asigură rezistență și supraviețuire în condiții nefavorabile în trei moduri principale: cu ajutorul mecanismelor care le permit să evite efectele adverse (dormire) , efemere etc.); prin intermediul dispozitivelor structurale speciale; datorită proprietăților fiziologice care le permit să depășească efectele nocive ale mediului.

Plantele agricole anuale din zonele temperate, completându-și ontogenia în condiții relativ favorabile, iarnă sub formă de semințe stabile (dormență). Multe plante perene iernează sub formă de organe subterane de depozitare (bulbi sau rizomi), protejate de înghețare de un strat de sol și zăpadă.Pomii fructiferi și arbuștii din zonele temperate, protejându-se de frigul iernii, își aruncă frunzele.

Protecția împotriva factorilor de mediu nefavorabili din plante este asigurată de adaptările structurale, caracteristicile structurii anatomice (cuticula, crusta, țesuturile mecanice etc.), organele speciale de protecție (arderea firelor de păr, bobul), reacțiile motorii și fiziologice, dezvoltarea substanțe protectoare (rășini, fitoncide, toxine, proteine \u200b\u200bprotectoare). Adaptările structurale includ frunze mici și chiar absența frunzelor, o cuticulă cerată la suprafața frunzelor, coborârea densă și scufundarea stomatelor, prezența frunzelor și tulpinilor suculente care rețin rezervele de apă, frunzelor erectoide sau căzute etc. Plantele au diverse mecanisme fiziologice care le permit să se adapteze la defavorabile. conditii de mediu.

Acesta este chiar tipul de fotosinteză a plantelor suculente, care minimizează pierderile de apă și este extrem de important pentru supraviețuirea plantelor în deșert, etc. 2. Adaptarea plantelor Rezistența la frig a plantelor Rezistența plantelor la temperaturi scăzute este împărțită în rezistență la frig și rezistență la îngheț.

Rezistența la frig este înțeleasă ca fiind capacitatea plantelor de a tolera temperaturi pozitive ușor peste 0 ° C. Rezistența la frig este inerentă plantelor dintr-o bandă temperată (orz, ovăz, in, veșcă etc.). Plantele tropicale și subtropicale sunt deteriorate și se sting la temperaturi de la 0 ° la 10 ° C (cafea, bumbac, castraveți etc.). Pentru majoritatea plantelor agricole, temperaturile pozitive scăzute nu sunt fatale.

Acest lucru se datorează faptului că, atunci când este răcit, aparatul enzimatic al plantelor nu este supărat, rezistența la bolile fungice nu scade și nu există deloc observabile deloc plantelor. Gradul de rezistență la frig al diferitelor plante nu este același. Multe plante din latitudinile sudice sunt deteriorate de frig. La o temperatură de 3 ° C, castraveții, bumbacul, fasolea, porumbul, vinetele sunt deteriorate. Rezistența la frig a soiurilor este diferită. Pentru a caracteriza rezistența la frig a plantelor, se folosește conceptul de temperatură minimă, la care se oprește creșterea plantelor. Pentru un grup mare de plante agricole, valoarea sa este de 4 ° C. Cu toate acestea, multe plante au o valoare minimă a temperaturii minime și, prin urmare, sunt mai puțin rezistente la frig.

Adaptarea plantelor la temperaturi pozitive scăzute. Rezistența la temperaturi scăzute este o trăsătură determinată genetic. Rezistența la frig a plantelor este determinată de capacitatea plantelor de a menține structura normală a citoplasmei, de a schimba metabolismul în perioada de răcire și de creșterea ulterioară a temperaturii la un nivel suficient de ridicat.

Rezistența la îngheț a plantelor Rezistența la îngheț este capacitatea plantelor de a tolera temperaturi sub 0 ° C, temperaturi negative scăzute. Plantele rezistente la îngheț sunt capabile să prevină sau să reducă efectul temperaturilor negative scăzute.Ghețurile în timpul iernii cu temperaturi sub -20 ° C sunt frecvente într-o parte semnificativă a Rusiei.

Anuale, bienale și plante perene sunt expuse înghețului. Plantele tolerează condițiile de iarnă la diferite perioade de ontogeneză. În culturile anuale, semințele (plantele de primăvară) iernează, plantele deschise (culturile de iarnă), în culturile bienale și perene - tuberculi, rădăcini, bulbi, rizomi, plante adulte. Capacitatea culturilor de fructe de iarnă, erbacee perene și lemnoase să ierneze se datorează acestora rezistență suficient de mare la îngheț.

Țesuturile acestor plante se pot îngheța, dar plantele nu mor. Congelarea celulelor și țesuturilor vegetale și a proceselor care au loc în același timp. Capacitatea plantelor de a tolera temperaturile negative este determinată de baza ereditară a unei specii de plante date, cu toate acestea, rezistența la îngheț a aceleiași plante depinde de condițiile premergătoare apariției înghețului, care afectează natura formării gheții. Gheața se poate forma atât în \u200b\u200bprotoplastul celulei, cât și în spațiul intercelular. Nu toată formarea de gheață determină moartea celulelor vegetale.

O scădere treptată a temperaturii la o rată de 0,5-1 ° C / h duce la formarea cristalelor de gheață în principal în spațiile intercelulare și nu provoacă inițial moartea celulară. Cu toate acestea, consecințele acestui proces pot fi dăunătoare celulei. Formarea gheții în protoplastul celulei, de regulă, are loc cu o scădere rapidă a temperaturii. Se produce coagularea proteinelor protoplasmatice, cristalele de gheață formate în citosol afectează structurile celulare, celulele mor. Plantele ucise de îngheț după dezgheț își pierd turgul, apa curge din țesuturile lor cărnoase. Plantele tolerante la îngheț au adaptări care reduc deshidratarea celulelor.

Odată cu scăderea temperaturii la astfel de plante, se constată o creștere a conținutului de zaharuri și alte substanțe care protejează țesuturile (crioprotectoare), acestea sunt în primul rând proteine \u200b\u200bhidrofile, mono- și oligozaharide; scăderea hidratării celulare; o creștere a cantității de lipide polare și o scădere a saturației reziduurilor lor de acizi grași; o creștere a cantității de proteine \u200b\u200bprotectoare.

Gradul de rezistență la îngheț al plantelor este puternic influențat de zaharuri, regulatori de creștere și alte substanțe formate în celule. La plantele de iarnă, zaharurile se acumulează în citoplasmă, iar conținutul de amidon scade.Influența zaharurilor asupra creșterii rezistenței la îngheț a plantelor este multiformă. Acumularea de zaharuri protejează un volum mare de apă intracelulară de îngheț, reduce semnificativ cantitatea de gheață formată. Proprietatea rezistenței la îngheț se formează în procesul de ontogeneză a plantelor sub influența anumitor condiții de mediu în conformitate cu genotipul plantei, este asociată cu o scădere bruscă a ratelor de creștere, trecerea plantei la o stare latentă.

Ciclul de viață al dezvoltării plantelor de iarnă, bienale și perene este controlat de ritmul sezonier al perioadelor de lumină și temperatură. Spre deosebire de anualele de primăvară, acestea încep să se pregătească pentru a suporta condițiile de iarnă nefavorabile din momentul în care încetează să crească și apoi în timpul toamnei, în temperaturile.

Rezistența la iarnă a plantelor Rezistența la iarnă ca rezistență la un complex de factori de iarnă nefavorabili. Efectul direct al înghețului asupra celulelor nu este singurul pericol care amenință plantele erbacee și lemnoase perene, plantele de iarnă în timpul iernii. Pe lângă efectul direct al înghețului, plantele sunt expuse la o serie de factori nefavorabili.În timpul iernii, temperatura poate fluctua semnificativ.

Frosturile sunt adesea înlocuite de dezghețuri scurte și lungi. Iarna, furtunile de zăpadă sunt frecvente, iar vânturile uscate în iernile fără zăpadă din regiunile mai sudice ale țării. Toate acestea epuizează plantele, care, după iernare, ies puternic slăbite și pot muri ulterior. În special numeroasele efecte adverse sunt înregistrate de plantele erbacee perene și anuale. Pe teritoriul Rusiei, în anii nefavorabili, moartea culturilor de iarnă ajunge la 30-60%. Nu numai pâinile de iarnă mor, ci și ierburile perene, plantațiile perene de fructe și fructe de pădure.

În plus față de temperaturile scăzute, plantele de iarnă sunt deteriorate și mor de o serie de alți factori nefavorabili iarna și începutul primăverii: amortizare, înmuiere, crustă de gheață, bombat, daune din cauza secetei de iarnă. Umezire, înmuiere, moarte sub coaja de gheață, bombat, daune cauzate de seceta de iarnă. Amortizarea Dintre dificultățile enumerate, primul loc este ocupat de amortizarea plantelor.

Moartea plantelor din cauza amortizării este observată în principal în iernile calde cu un strat mare de zăpadă, care durează 2-3 luni, mai ales dacă zăpada cade pe teren umed și dezghețat. Studiile au arătat că motivul morții culturilor de iarnă din cauza amortizării este epuizarea plantelor. Fiind sub zăpadă la o temperatură de aproximativ 0 ° C într-un mediu extrem de umidificat, întuneric aproape complet, adică în condițiile în care procesul de respirație este destul de intens, iar fotosinteza este exclusă, plantele consumă treptat zaharuri și alte mirosuri ¬s de substanțe nutritive acumulate în perioada primei faze de întărire și mor din cauza epuizării (conținutul de zaharuri din țesuturi scade de la 20 la 2-4%) și înghețurile de primăvară. Astfel de plante sunt ușor deteriorate de mucegaiul de zăpadă în primăvară, ceea ce duce și la moartea lor.

Înmuierea are loc în principal primăvara în locuri joase în timpul topirii zăpezii, mai rar în timpul dezghețurilor lungi, când apa topită se acumulează pe suprafața solului, care nu este absorbită în solul înghețat și poate inunda plantele.

În acest caz, cauza morții plantelor este o lipsă puternică de oxigen (condiții anaerobe - hipoxie). La plantele care se află sub un strat de apă, respirația normală se oprește din cauza lipsei de oxigen din apă și sol. Lipsa oxigenului sporește respirația anaerobă a plantelor, ca urmare a căreia se pot forma substanțe toxice și plantele mor din cauza epuizării și otrăvirii directe a corpului ...

Moarte sub coaja de gheață. O crustă de gheață se formează pe câmpurile din zonele în care dezghețurile dese cedează loc înghețurilor severe. Efectul îmbibării în acest caz poate fi agravat. În acest caz, are loc formarea crustelor de gheață agățate sau pământite (de contact). Crustele agățate sunt mai puțin periculoase, deoarece se formează deasupra solului și practic nu intră în contact cu plantele; Acestea pot fi ușor distruse cu o rolă.Când se formează o crustă continuă de contact cu gheața, plantele îngheață complet în gheață, ceea ce duce la moartea lor, deoarece plantele deja slăbite de la înmuiere sunt expuse la o presiune mecanică foarte puternică.

Bombat. Deteriorarea și moartea plantelor din cauza umflăturilor sunt determinate de rupturile sistemului radicular. Proeminența plantelor se observă dacă înghețurile apar toamna când nu există strat de zăpadă sau dacă este puțină apă în stratul superficial al solului (în timpul secetei de toamnă), precum și în timpul dezghețurilor, dacă apa de zăpadă are timp să fie absorbită în sol. În aceste cazuri, apa nu îngheță. de la suprafața solului, dar la o anumită adâncime (acolo unde există umiditate). Stratul de gheață format la o adâncime se îngroașă treptat datorită fluxului continuu de apă prin capilarele solului și ridică (umflă) straturile superioare ale solului împreună cu plantele, ceea ce duce la ruperea rădăcinilor plantelor care au pătruns la o adâncime considerabilă.

Daune cauzate de secetă de iarnă. Stratul de zăpadă stabil protejează cerealele de iarnă de uscarea iernii. Cu toate acestea, într-o iarnă fără zăpadă sau puțin înzăpezită, cum ar fi pomi fructiferi și arbuști, în unele regiuni din Rusia, în unele regiuni din Rusia sunt adesea expuse pericolului uscării excesive de vânturi constante și puternice, în special la sfârșitul iernii, cu încălzire semnificativă la soare ...

Faptul este că echilibrul hidric al plantelor este extrem de nefavorabil iarna, deoarece fluxul de apă din solul înghețat se oprește practic.Pentru a reduce evaporarea apei, efectul negativ al secetei de iarnă, pomii fructiferi formează un strat gros de plută pe ramuri, aruncând frunze pentru iarnă.

Vernalizare Răspunsurile fotoperiodice la modificările sezoniere ale lungimii zilei au implicații asupra frecvenței de înflorire a multor specii atât în \u200b\u200bregiunile temperate, cât și în cele tropicale. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că printre speciile de latitudini temperate care prezintă reacții fotoperiodice, există relativ puține flori de primăvară, deși întâlnim în mod constant faptul că un număr semnificativ de „flori înfloresc primăvara” și multe dintre aceste forme de înflorire de primăvară, de exemplu Ficaria verna, primula (Primula) vutgaris), violetele (specii din genul Viola) etc. prezintă un comportament sezonier pronunțat, rămânând vegetativ pentru restul anului după înflorirea abundentă de primăvară.

Se poate presupune că înflorirea primăverii este o reacție la zilele scurte din timpul iernii, dar pentru multe specii acest lucru nu pare să fie cazul. Desigur, durata zilei nu este singurul factor extern care se schimbă pe tot parcursul anului. Este clar că temperatura este caracterizată și de schimbări sezoniere pronunțate, în special în regiunile temperate, deși există fluctuații semnificative în raport cu acest factor, atât zilnic, cât și anual.

Știm că modificările sezoniere ale temperaturii, precum și modificările în lungimea zilei, au un impact semnificativ asupra înfloririi multor tipuri de plante. Tipuri de plante care necesită răcire pentru trecerea la înflorire. S-a constatat că multe specii, inclusiv anuale de iarnă și plante erbacee bienale și perene, au nevoie de răcire pentru a trece la înflorire. Se știe că anuale și bienale de iarnă sunt plante monocarpice care necesită o intensă Rămân vegetative în timpul primului sezon vegetativ și înfloresc în primăvara următoare sau la începutul verii ca răspuns la perioada de răcire obținută iarna.

Nevoia de răcire a plantelor bienale pentru a induce înflorirea a fost demonstrată experimental la mai multe specii, cum ar fi sfecla (Beta vulgaris), țelina (Apiutn graveolens), varza și alte soiuri cultivate din genul Brassis, campanula (Campanula medium), lunară (Lunaria) biennis), foxglove (Digitalis purpurea) și altele.

Dacă plantele perstyanka, care în condiții normale se comportă ca niște bienale, adică înfloresc în al doilea an după germinare, sunt păstrate într-o seră, pot rămâne vegetative timp de câțiva ani. În zonele cu ierni blânde, varza poate crește în aer liber timp de câțiva ani fără a „forma o săgeată” (adică înflorire) primăvara, care apare de obicei în zonele cu ierni reci.

Astfel de specii necesită neapărat vernalizarea, cu toate acestea, la un număr de alte specii, înflorirea se accelerează atunci când este expusă la frig, dar poate apărea fără vernalizare; astfel de specii care prezintă o nevoie opțională de frig includ salată verde (Lactuca saiiva), spanac (Spinacia oleracea) și mazăre cu înflorire târzie (Pistim sa-tivum). La fel ca bienalele, multe plante perene necesită expunere la frig și nu vor înflori fără răcirea anuală a iernii.

Dintre plantele perene obișnuite, efectul rece este necesar pentru primrose (Primula vulgaris), violete (Viola spp.), Lacfiol (Cheiranthus cheirii și C. allionii), levkoy (Mathiola incarna), unele soiuri de crizanteme (Chrisant-hemum morifolium), specii genul Aster, garoafa turcească (Dianthus), pleava (Lolium perenne). Speciile perene necesită redistribuire în fiecare iarnă. Este probabil ca alte plante perene cu înflorire de primăvară să aibă nevoie de răcire. Plantele bulbice cu flori de primăvară, cum ar fi narcise, zambile, pini (Endymion nonscriptus), crocuri etc., nu necesită răcire pentru muguri de flori, deoarece primordiul de flori a fost inoculat în bulb vara anterioară, dar creșterea lor este foarte dependentă de condițiile de temperatură.

De exemplu, într-o lalea, începutul înfloririi este favorizat de temperaturi relativ ridicate (20 ° C), dar pentru alungirea tulpinii și creșterea frunzelor, temperatura optimă la început este de 8-9 ° C, cu o creștere secvențială în etapele ulterioare la 13, 17 și 23 ° C. Reacții similare la temperatură sunt caracteristice zambilelor și narciselor.

La multe specii, inițierea florilor nu are loc în timpul perioadei de răcire în sine și nu începe decât după ce planta a fost expusă la temperaturi mai ridicate după răcire. Astfel, deși metabolismul la majoritatea plantelor încetinește semnificativ la temperaturi scăzute, nu există nicio îndoială că vernalizarea include procese fiziologice active, a căror natură este încă complet necunoscută.

Rezistența la căldură a plantelor Rezistența la căldură (toleranță la căldură) - capacitatea plantelor de a suporta temperaturi ridicate, supraîncălzire. Aceasta este o trăsătură determinată genetic. Speciile de plante diferă prin toleranță la temperaturi ridicate. În funcție de rezistența la căldură, se disting trei grupe de plante: rezistente la căldură - alge termofile albastre-verzi și bacterii ale izvoarelor minerale fierbinți, capabile să reziste la creșterea temperaturii până la 75-100 ° C. Rezistența la căldură a microorganismelor termofile este determinată de un nivel ridicat de metabolism, de un conținut crescut de ARN în celule și de rezistența proteinei citoplasmatice la coagularea termică.

Tolerante la căldură - plante deșertice și habitate uscate (plante suculente, câțiva cactuși, reprezentanți ai familiei Tolstyankovy) care pot rezista încălzirii la soare până la 50-65 ° C Rezistența la căldură a suculentelor este în mare măsură determinată de vâscozitatea crescută a citoplasmei și de conținutul de apă legată în celule, metabolismul redus.

Rezistente la căldură - plante mezofite și acvatice. Mesofitele locurilor deschise suportă expunerea pe termen scurt la temperaturi de 40-47 ° C, locuri umbrite - aproximativ 40-42 ° С, plantele acvatice pot rezista la temperaturi de până la 38-42 ° С. Plantele agricole cele mai tolerante la căldură sunt cele din latitudinile sudice (sorg, orez, bumbac, plante cu ulei de ricin etc.). Multe mezofite tolerează temperaturi ridicate ale aerului și evită supraîncălzirea datorită transpirației intense, care scade temperatura frunzelor.

Mezofitele mai rezistente la căldură se disting prin vâscozitatea crescută a citoplasmei și prin sinteza îmbunătățită a proteinelor-enzime rezistente la căldură. Plantele au dezvoltat un sistem de adaptări morfologice și fiziologice care le protejează de daunele termice: culoarea luminii suprafeței, reflectând insolația; frunze pliante și rulante; pubescență sau solzoasă, protejând țesuturile adânci de supraîncălzire; straturi subțiri de țesut de plută care protejează floemul și cambiul; grosimea mare a stratului cuticular; un conținut ridicat de carbohidrați și un conținut scăzut de apă în citoplasmă etc. Plantele reacționează foarte repede la stresul de căldură prin adaptare inductivă.

Se pot pregăti pentru temperaturi ridicate în câteva ore. Deci, în zilele caniculare, rezistența plantelor la temperaturi ridicate după-amiaza este mai mare decât dimineața. De obicei, această stabilitate este temporară, nu se remediază și dispare destul de repede dacă devine rece. Reversibilitatea expunerii la căldură poate varia de la câteva ore la 20 de zile. În timpul formării organelor generative, rezistența la căldură a plantelor anuale și bienale scade.

Toleranță la secetă a plantelor Secetele au devenit un fenomen obișnuit în multe regiuni din Rusia și din țările CSI. Seceta este o perioadă lungă, fără ploaie, însoțită de o scădere a umidității relative a aerului, a umidității solului și a unei creșteri a temperaturii, atunci când nevoile normale ale plantelor pentru apă nu sunt satisfăcute. Pe teritoriul Rusiei există regiuni de umiditate instabilă cu precipitații anuale de 250-500 mm și regiuni aride cu o cantitate de precipitații mai mică de 250 mm pe an, cu o rată de evaporare mai mare de 1000 mm. Rezistența la secetă - capacitatea plantelor de a suporta perioade lungi de uscare, deficit semnificativ de apă, deshidratare a celulelor, țesuturilor și organelor.

În acest caz, deteriorarea culturii depinde de durata secetei și de intensitatea acesteia. Distingeți între sol și secetă atmosferică. Seceta solului este cauzată de absența îndelungată a ploii în combinație cu temperatura ridicată a aerului și insolația solară, evaporarea crescută de la suprafața solului și transpirația, vânturile puternice.

Toate acestea duc la uscarea stratului radicular al solului, o scădere a aprovizionării cu apă disponibilă plantelor la umiditate scăzută a aerului. Seceta atmosferică se caracterizează prin temperaturi ridicate și umiditate relativă scăzută a aerului (10-20%). Seceta atmosferică severă este cauzată de mișcarea maselor de aer uscat și cald - vânt uscat.

Nebunia duce la consecințe grave atunci când vântul uscat este însoțit de apariția particulelor de sol în aer (furtuni de praf). Seceta atmosferică, creșterea bruscă a evaporării apei de la suprafața solului și a transpirației, contribuie la o încălcare a coordonării ratelor de intrare a apei din sol către organele supraterane ale apei și a pierderii acesteia de către plantă, ca urmare, planta se va pierde. plante cu mari daune dacă temperatura nu depășește limita tolerată de plante.

Seceta atmosferică prelungită în absența ploii duce la seceta solului, care este mai periculoasă pentru plante.Rezistența la secetă se datorează adaptabilității determinate genetic a plantelor la condițiile habitatului, precum și adaptării la lipsa apei. Rezistența la secetă se exprimă prin capacitatea plantelor de a suporta o deshidratare semnificativă datorită dezvoltării unui potențial ridicat de apă al țesuturilor cu conservarea funcțională a structurilor celulare, precum și datorită caracteristicilor morfologice adaptative ale tulpinii, frunzelor, organelor generative, care le cresc rezistența, toleranța la acțiune secetă prelungită. Tipuri de plante în raport cu regimul apei Plantele din zonele aride se numesc xerofite (din grecesc heros - uscat). În procesul de dezvoltare individuală, ei sunt capabili să se adapteze la seceta atmosferică și la sol.

Trăsăturile caracteristice ale xerofiților sunt dimensiunea redusă a suprafeței lor de evaporare, precum și dimensiunea redusă a părții supraterane în comparație cu cea subterană.

Xerofitele sunt de obicei ierburi sau arbuști cu creștere redusă. Acestea sunt împărțite în mai multe tipuri. Iată clasificarea xerofiților în conformitate cu PA Genkel. Suculentele sunt foarte rezistente la supraîncălzire și rezistente la deshidratare, în timpul secetei nu experimentează o lipsă de apă, deoarece conțin o cantitate mare din ea și consumă încet. Plantele absorb apa rapid. Acestea sunt cactuși, aloe, sedum, întineri. Euxerofitele sunt plante rezistente la căldură care tolerează bine seceta.

Acest grup include plante de stepă, cum ar fi veronica cenușie, asterul șanț, pelinul albastru, colocintul de pepene verde, spina cămilă etc. Au o transpirație scăzută, presiune osmotică ridicată, citoplasma este foarte elastică și vâscoasă, sistemul radicular este foarte ramificat. , iar masa sa principală este situată în stratul superior al solului (50-60 cm). Aceste xerofite sunt capabile să arunce frunze și chiar ramuri întregi.

Hemixerofitele sau semi-xerofitele sunt plante care nu pot tolera deshidratarea și supraîncălzirea. Vâscozitatea și elasticitatea protoplastului din ele sunt nesemnificative, se caracterizează prin transpirație ridicată, un sistem radicular profund care poate ajunge la apa din subsol, ceea ce asigură alimentarea neîntreruptă a plantei cu apă. Acest grup include salvie, un tăietor comun etc. și alte ierburi de stepă cu frunze înguste.

Sunt rezistente la supraîncălzire, utilizează bine umezeala ploilor pe termen scurt. Rezistă doar la lipsa de apă pe termen scurt din sol. Poikiloxerofitele sunt plante care nu își reglează regimul de apă. Acestea sunt în principal licheni, care se pot usca până la uscare la aer și își arată din nou activitatea vitală după ploi.Higrofite (din grecescul hihros - umed). Plantele aparținând acestui grup nu au adaptări pentru a limita consumul de apă. Pentru higrofiți, dimensiuni de celule relativ mari, o membrană cu pereți subțiri, pereți slab lignificați ai vaselor de sânge, fibre de lemn și bast, o cuticulă subțire și pereți exteriori ușor îngroșați ai epidermei, stomate mari și un număr nesemnificativ pe unitate de suprafață, o lamă frunze mare, slab dezvoltată țesuturi mecanice, o rețea rară de vene într-o frunză, o transpirație cuticulară mare, o tulpină lungă, un sistem radicular subdezvoltat.

În structură, higrofitele sunt apropiate de plantele tolerante la umbră, dar au o structură higromorfă particulară.

O ușoară lipsă de apă în sol determină ofilirea rapidă a higrofitelor.Presiunea osmotică a sevei celulare din ele este scăzută. Acestea includ mannik, rozmarin sălbatic, lingonberry, goof. Conform condițiilor de creștere și a caracteristicilor structurale, plantele cu frunze parțial sau complet scufundate în apă sau plutitoare pe suprafața sa, care se numesc hidrofite, sunt foarte aproape de higrofite.

Mesofite (din greaca mesos - mijloc, intermediar). Plantele din acest grup ecologic cresc în condiții de umiditate suficientă. Presiunea osmotică a sevei celulare în mezofite este de 1-1,5 mii kPa. Se ofilesc ușor. Mesofitele includ majoritatea ierburilor și leguminoaselor - vapori târâtoare, coadă de vulpe de luncă, timothy de luncă, lucernă albastră etc. Din culturile de câmp, grâu tare și moale, porumb, ovăz, mazăre, soia, sfeclă de zahăr, cânepă, aproape toate fructele (cu excepția migdalelor, strugurilor), multe legume (morcovi, roșii etc.). Organe transpirante - frunzele se disting prin plasticitate semnificativă; se observă diferențe destul de mari în structura lor în funcție de condițiile de creștere.

Chiar și frunzele aceleiași plante cu surse de apă și iluminare diferite au structuri diferite. Anumite modele au fost stabilite în structura frunzelor în funcție de locația lor pe plantă. R. Zalensky a descoperit schimbări în structura anatomică a frunzelor pe niveluri. El a constatat că în frunzele nivelului superior se observă modificări regulate către o creștere a xeromorfismului, adică se formează structuri care cresc rezistența la secetă a acestor frunze.

Frunzele situate în partea superioară a tulpinii diferă întotdeauna de cele inferioare, și anume: cu cât frunza este mai mare pe tulpină, cu atât este mai mică dimensiunea celulelor sale, cu atât este mai mare numărul de stomate și dimensiunea lor mai mică, cu atât este mai mare numărul de fire de păr pe unitatea de suprafață, cu atât este mai dens grinzi conductoare, țesătura palisadei este mai dezvoltată.

Toate aceste semne caracterizează xerofilia, adică formarea de structuri care contribuie la creșterea uscăciunii. Trăsăturile fiziologice sunt, de asemenea, asociate cu o anumită structură anatomică și anume: frunzele superioare se disting printr-o capacitate mai mare de asimilare și transpirație mai intensă. Concentrația sevei în frunzele superioare este, de asemenea, mai mare și, prin urmare, apa poate fi trasă de frunzele superioare din cele inferioare, uscarea și moartea frunzelor inferioare. Structura organelor și a țesuturilor care crește rezistența la secetă a plantelor se numește xeromorfism.

Trăsăturile distinctive ale structurii frunzelor nivelului superior se explică prin faptul că se dezvoltă în condiții de alimentare cu apă oarecum dificilă. S-a format un sistem complex de adaptări anatomice și fiziologice pentru ecuația echilibrului dintre intrarea și ieșirea apei dintr-o plantă. Astfel de adaptări sunt observate la xerofiți, higrofiți și mezofiți. Rezultatele cercetărilor au arătat că proprietățile adaptative în formele de plante rezistente la secetă apar sub influența condițiilor existenței lor.

CONCLUZIE Armonia uimitoare a naturii vii, perfecțiunea ei sunt create de natura însăși: lupta pentru supraviețuire. Formele de adaptare la plante și animale sunt infinit de diverse. Întreaga lume a animalelor și a plantelor de la începuturile sale s-a îmbunătățit de-a lungul căii adaptărilor rapide la condițiile de viață: la apă, la aer, la lumina soarelui, gravitație etc. REFERINȚE 1. Volodko I.K. Oligoelemente și rezistența plantelor la condiții nefavorabile Minsk, Știință și tehnologie, 1983. 2. Goryshina T.K. Ecologia plantelor uch. Manual pentru universități, Moscova, școala V., 1979. 3. Prokofiev A.A. Probleme ale rezistenței la secetă a plantelor Moscova, Nauka, 1978. 4. Sergeeva K.A. Bazele fiziologice și biochimice ale rezistenței la iarnă a plantelor lemnoase Moscova, Nauka, 1971 5. Kultiasov IM. Ecologia plantelor, Moscova: Editura Universității din Moscova, 1982.

Ce vom face cu materialul primit:

Dacă acest material s-a dovedit a fi util pentru dvs., îl puteți salva pe pagina dvs. de pe rețelele de socializare:

Plantele se găsesc aproape peste tot pe Pământ. Excepțiile sunt cele mai multe din Antarctica, Groenlanda, insulele Oceanului Arctic și părțile superioare ale lanțurilor montane. Adaptabilitatea extraordinară a plantelor la diferite habitate este cu adevărat uimitoare. Este chiar dificil să ne imaginăm cum poate exista o anumită plantă în condiții dificile, uneori extreme, ale mediului natural. Și trăiesc, cresc, se dezvoltă și nasc!

Locuind în nordul îndepărtat sau în sudul fierbinte, plantele își adaptează structura lemnului, frunzelor, lăstarilor la condiții specifice. Acest lucru le oferă posibilitatea de a trăi la temperaturi foarte scăzute sau, dimpotrivă, la temperaturi foarte ridicate ale solului și aerului, cu un exces sau o lipsă de iluminare și umiditate.

Cu cât condițiile de trai sunt mai dure și mai dure, cu atât adaptabilitatea plantelor la vicisitudinile mediului este mai ingenioasă și mai variată. Adesea adaptarea merge atât de departe încât mediul extern începe să determine complet forma plantei. Și apoi plantele aparținând unor familii diferite, dar care trăiesc în aceleași condiții dure, devin deseori atât de exterioare atât de asemănătoare între ele încât acest lucru poate fi înșelător în ceea ce privește adevărul relației lor.

De exemplu, în zonele deșertice pentru multe specii și, în primul rând, pentru cactuși, forma mingii s-a dovedit a fi cea mai rațională. Cu toate acestea, nu tot ceea ce are o formă sferică și este împânzit cu spini nu este cactuși. Un astfel de proiect oportun, care permite să supraviețuiască în cele mai dificile condiții de deșert și semi-deșert, a apărut în alte grupuri taxonomice de plante care nu aparțin familiei cactusilor. În schimb, cactușii nu iau întotdeauna forma unei mingi sau a unei coloane, presărate cu spini.

Cactușii, care s-au adaptat să trăiască în coroanele giganților din pădure și ale căror tulpini, ca vița de vie, atârnă până la pământ, sunt răspândite în pădurile tropicale din America Centrală și de Sud. Unii dintre ei locuiesc chiar în Madagascar și Ceylon.

Cactuții care se cățără nu sunt un exemplu izbitor al capacității plantelor de a se adapta la noile condiții de viață? Dar el nu este singurul dintre multe sute de alții.

Locuitorii obișnuiți ai junglei tropicale sunt plantele cățărătoare și alpiniste, precum și plantele epifite care locuiesc în coroanele plantelor lemnoase. Toți se străduiesc să iasă cât mai repede din crepusculul etern al tufișului dens al pădurilor tropicale virgine. Își găsesc drumul până la lumină, fără a crea portbagaje puternice și sisteme de susținere care necesită costuri uriașe pentru materialul de construcție. Se urcă în liniște, folosind „serviciile” altor plante, acționând ca suporturi. Pentru a face față cu succes acestei noi sarcini, plantele au inventat diverse organe destul de avansate din punct de vedere tehnic: rădăcini agățate și pețioluri de frunze cu excrescențe pe ele, spini pe ramuri, axe de inflorescență agățate etc. Plantele au la dispoziție bucle lazo; discuri speciale, cu ajutorul cărora o plantă este atașată la alta cu partea sa inferioară; cârlige de antene mobile, săpând mai întâi în trunchiul plantei gazdă și apoi umflându-se în ea; tot felul de dispozitive de stoarcere și, în cele din urmă, un aparat de prindere foarte sofisticat.

Astfel, toate plantele și animalele se adaptează constant la mediu inconjurator... Pentru a înțelege cum se întâmplă acest lucru, este necesar să se ia în considerare nu numai animalul sau planta în ansamblu, ci și baza genetică a adaptării.

Plantele sunt adaptate la deficit de umiditate în diferite moduri. Frunzele unor plante sunt acoperite cu un strat ceros deasupra (ficus), altele - cu peri groși (mullein dzungarian). Frunzele de saxaul s-au transformat în „solzi”. Frunzele de yantak sunt mici și tari, majoritatea ramurilor sunt sub formă de spini. Cactus, agave, aloe sunt printre plantele suculente.

Unele plante au un foarte scurt sezonul de creștere... De exemplu, ranuncul caustic, focul Dantonia începe să crească și să se dezvolte la începutul primăverii și reușesc să dea semințe înainte de sfârșitul sezonului de creștere. Spinul cămilei, pelinul și plantele similare supraviețuiesc secetei, aruncându-și frunzele.

Plantele au o serie de adaptări asociate polenizării lor. Plantele polenizate de insecte le atrag prin florile lor mari și strălucitoare, care au un miros plăcut și conțin nectar. Florile plantelor, polenizate de vânt, dimpotrivă, sunt mici, discret, incolore, inodor, cu polen ușor. Material de pe site

La plante, există și astfel de adaptări care contribuie la răspândirea fructelor și semințelor lor. Fructele și semințele de mesteacăn, ulm, ayllant, arțar, se răspândesc cu ajutorul vântului, au procese pterigoide, iar semințele de bumbac sunt prevăzute cu fire de păr. Fructele șirului, sunătoarea, morcovul sălbatic, brusture, cap de corn sunt furnizate cu cârlige, spini, fire de păr, cu ajutorul cărora se agață de părul animalelor, de pene de păsări, de îmbrăcăminte umană și sunt transportate pe distanțe mari (Fig. 36, 37). Fructele de piatră cărnoase, suculente și fructele dezosate sunt consumate de păsări și alte animale, iar semințele lor nedigerate sunt excretate în excremente și astfel se răspândesc în alte teritorii. Semințele și fructele purtate de apă au, de asemenea, unele adaptări.

Poze (fotografii, desene)

Pe această pagină material despre subiecte: