Лекарственные растения и травы

Меню сайта

Приспособленность растений к разным условиям влажности. Доклад ученицы 10-а класса Егоровой Екатерины. Растения приспособленные к влажности


7 Приспособления растений к различной влажности почвы и воздушной среды

Приспособления растений к различной влажности почвы и воздушной среды

По приспособленности к обитанию в тех или иных условиях влажности наземные растения принято подразделять на гигро-, мезо- и ксерофиты.

ГИГРОФИТЫ. Это растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. При довольно большом разнообразии местообитаний, особенностей водного режима и анатомо-морфологических черт всех гигрофитов объединяет отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность выносить даже незначительную ее потерю. Ярко выраженные гигрофиты – травянистые растения и эпифиты влажных тропических лесов, не выносящие сколько–нибудь заметного понижения влажности воздуха. Даже в разгар сезона дождей мелкие эпифитные папоротники на стволах деревьев теряют тургор и засыхают, если на них в течение 2-3 часов падают солнечные лучи. Черты гигрофитов имеют травянистые растения темнохвойных лесов, например, кислица. К гигрофитам можно отнести и виды, растущие на открытых и хорошо освещенных местообитаниях, но в условиях избытка почвенной влаги – близ водоемов, в дельтах рек, в местах выхода грунтовых вод. В наших широтах примером могут служить прибрежные виды, например, калужница.

КСЕРОФИТЫ. Это растения сухих местообитаний, способные переносить значительный недостаток влаги – почвенную и атмосферную засуху. Они распространены, обильны и разнообразны в областях с жарким и сухим климатом. К этой группе принадлежат виды пустынь, сухих степей, саванн, колючих редколесий, сухих субтропиков. В более гумидных районах ксерофиты участвуют в растительном покрове лишь в наиболее прогреваемых и наименее увлажненных местообитаниях (например, на склонах южной экспозиции).

Неблагоприятный водный режим растений в сухих местообитаниях обусловлен, во-первых, ограниченным поступлением воды при ее недостатке в почве и, во-вторых, увеличением расхода влаги на транспирацию при большой сухости воздуха и высоких температурах. Следовательно, для преодоления недостатка влаги возможны разные пути: увеличение ее поглощения и сокращение расхода, кроме того, способность переносить большие потери воды. Все это используется ксерофитами при адаптации к сухости, но у разных растений в неодинаковой степени, в связи с чем некоторые авторы различают два основных способа преодоления ксерофитами засухи: возможность противостоять иссушению тканей, или активное регулирование водного баланса, и способность выносить сильное иссушение.

В зависимости от структурных черт и способов регулирования водного режима различают несколько разновидностей ксерофитов (по Генкелю П.А.): эуксерофиты, гемиксерофиты, пойкилоксерофиты. Гемиксерофиты – ксерофиты, которые не переносят длительного обезвоживания. Их корневая система достигает грунтовых вод. Примерами гемиксерофитов могут послужить некоторые виды шалфея и верблюжья колючка. Эуксерофиты - ксерофиты, которые жароустойчивы и способны переносить обезвоживание. Их примеры – многие полыни и некоторые коровяки). Пойкилоксерофиты – ксерофиты, которые при обезвоживании впадают в анабиоз (некоторые мхи).

К группе ксерофитов относят и суккуленты – растения с сочными листьями или стеблями. Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ) и стеблевые, у которых листья редуцированы, а наземные части представлены мясистыми стеблями(кактусы, некоторые молочаи).

Ксерофиты с наиболее ярко выраженными ксероморфными чертами строения листьев (жесткие, покрытые толстой, препятствующей испарению кутикулой) имеют своеобразный внешний облик, за что получили название склерофитов. Облик типичного склерофита легко представить на примере чертополоха.

По многим особенностям структуры и физиологии близки к ксерофитам растения, которые по тем или иным причинам испытывают недостаток влаги, сопряженный с действием низких температур. Иногда такие виды в качестве особого подразделения включают в группу ксерофитов, иногда выделяют в самостоятельные экологические типы – психрофиты и криофиты. Психрофиты – растения влажных и холодных почв в холодных местообитаниях высокогорий и северных широт. Несмотря на достаточное увлажнение почвы, они часто испытывают недостаток влаги (или из-за физиологической сухости, вызванной низкими температурами, или в связи с преобладанием в почве недоступной влаги, как, например, на торфянистых почвах). Криофиты в экологическом отношении очень близки к психрофитам и связаны с ними переходными формами. Это растения сухих и холодных местообитаний – сухих участков тундр, скал, осыпей. Обычно они рассматриваются и характеризуются вместе с психрофитами, поскольку у них много сходных морфологических и физиологических черт. Но среди криофитов есть и весьма своеобразные формы – это растения-подушки высокогорных холодных пустынь.

МЕЗОФИТЫ. Эта группа включает растения, произрастающие в средних условиях увлажнения. Сюда относятся растения лугов, травяного покрова лесов, лиственные древесные и кустарниковые породы из областей умеренно влажного климата, а также большинство культурных растений.

Мезофиты – группа весьма разнообразная не только по видовому составу, но и по различным экологическим оттенкам, обусловленным разным сочетанием факторов в природных местообитаниях. Они связаны переходами с другими экологическими типами растений по отношению к воде, так что четкую границу между ними провести очень трудно.

ГИДРОФИТЫ. Это водные растения. По образу жизни и строению среди них можно выделить погруженные растения и растения с плавающими листьями.

studizba.com

Приспособления организмов к обитанию в условиях различной влажности | Природоведение. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Раздел:

Организмы

К обитанию в условиях нехватки воды наземные организмы приспособились по-разному. Одним растениям (рис. 48, 1) помо­гает выживать длинный корень, который проникает на значи­тельные глубины, достигая даже подземных вод. Такой корень может превышать надземную часть в пятьдесят раз и больше.

Корень других растений (рис. 48, 2) разветвляется в верхних слоях почвы с тем, чтобы поглощать как можно больше влаги, появляющейся вместе с непродолжительными дождями.

Существуют растения, накапливающие воду в мясистых листьях (рис. 48, 3) и стеблях (рис. 18. 4). Чем толще стебель и листья, тем больше влаги запасается в них, а значит, дольше растение может обходиться без воды.

У некоторых растений, например у кактусов, листья превра­тились в колючки (рис. 48, 5). Они помогают растительному ор­ганизму экономно испарять влагу. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 48. Приспособления растений к нехватке влаги 1 — длинный корень; 2 — разветвленный корень; 3 — мясистые листья; 4 — мясистый стебель; 5 — листья в виде колючек

Животные — обитатели засушливых местностей (насекомые, пауки, скорпионы, змеи) удерживают влагу в организме с помо­щью особых покровов тела. Верблюд может не потреблять воду длительное время, потому что пьет ее сразу большое количество (за считанные минуты он может выпить 100 л воды). А еще он получает воду благодаря химическим реакциям, происходящим с накопленным в горбах жиром.

На этой странице материал по темам:
  • Приспособления животных к различным условиям влажности

  • Приспособления к условиям обитания кактуса

  • Доклад на тему: приспособление организма к разным средам обитания

  • Приспособленность к воде доклад 5 класс

  • Приспособленность змеи к влажности

worldofschool.ru

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Абиотические факторы. Влажность

Влажность воздуха — величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли, одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.

Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках.

 

Тропические леса на склонах гор. В год на 1 м2 выпадает до 6 м3 воды. Деревья, поросшие мхом, окутаны туманом, вызванным интенсивным испарением.

С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5—2 км упругость пара вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.

Приспособления растений к условиям избыточного увлажнения. Растения, обитающие в избыточно увлажнённых местах с высокой влажностью воздуха и почвы, имеют для этого специальные приспособления и называются гигрофитами.

Ярко выраженные гигрофиты — травянистые растения и эпифиты влажных тропических лесов, не выносящие понижения влажности воздуха. Даже в разгар сезона дождей мелкие эпифитные папоротники на стволах деревьев теряют тургор и засыхают, если на них в течение 2—3 часов падают солнечные лучи.

Черты гигрофитов имеют травянистые растения тёмнохвойных лесов (кислица, майник двулистный, двулепестник альпийский).

К гигрофитам можно отнести и виды, растущие на открытых и хорошо освещённых местообитаниях, но в условиях избытка почвенной влаги — близ водоёмов, в дельтах рек, в местах выхода грунтовых вод. В средних широтах примером могут служить прибрежные виды: калужница, дербенник иволистный, а в странах жаркого климата — сыть папирусная, циперус (болотная пальма). Из культурных растений сюда можно отнести рис, культивируемый на полях, залитых водой.

   

Калужница болотная растёт в медленно текущей или стоячей воде вдоль речек и ручьёв, в озёрах, на заболоченных участках и по сырым канавам.

Рисовые поля держат затопленными водой. Рис может переносить кислород от листьев до затопленных корней.

Характерные структурные черты гигрофитов — тонкие нежные листовые пластинки с небольшим числом устьиц, не имеющие толстой кутикулы, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей ткани, тонкие слаборазветвлённые корни.

Приспособления растений к условиям засухи. Растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными, называются ксерофитами. Их характерные местообитания — пустыни, степи, саванны, песчаные дюны и сильно прогреваемые склоны.

Особенности морфологии и физиологии ксерофитов позволяют им приспособиться к постоянному или временному недостатку влаги. Для сохранения необходимого количества жидкости в организме растения экономно расходуют воду и обладают рядом приспособлений, позволяющих переносить большие потери жидкости.

Обычно корневая система ксерофитов мощная, хорошо развитая, по массе превышающая надземные части. У некоторых растений встречаются хорошо развитые поверхностные корневые системы, приспособленные к поглощению атмосферных осадков, орошающих верхние горизонты почвы.

  

Длина корней у саксаула достигает 30 м, что позволяет ему добывать воду глубоких почвенных горизонтов.

Листья ксерофитов мелкие, узкие с толстой кутикулой и большим количеством механических тканей, поэтому даже при большой потере воды они не теряют упругости и тургора.

Клетки листа мелкие, образующие плотную ткань, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность.

К физиологическим адаптациям относится высокая водоудерживающая способность клеток и тканей, обусловленная большой вязкостью цитоплазмы. Это позволяет ксерофитам переносить глубокое обезвоживание тканей (до 75% всего водного запаса) без потери жизнеспособности.

К группе ксерофитов относятся и суккуленты — растения с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань.

Различают листовые и стеблевые суккуленты (надземные части представлены мясистыми стеблями (кактусы, некоторые молочаи).

Длительные засушливые периоды преодолеваются ими путём накопления воды в особых водоносных тканях, экономное расходование обеспечивается восковым налётом на листьях и стеблях, немногочисленными, закрытыми днём устьицами. Таким образом, транспирация у суккулентов чрезвычайно мала.

Корневая система суккулентов поверхностная, мало развитая, рассчитана на поглощение воды из верхних слоёв почвы, увлажнённых редко выпадающими дождями. В засуху корни могут отмирать, но после дождей за несколько дней отрастают новые корни.

Растения-эфемеры — однолетние травянистые растения с очень коротким вегетационным периодом. 

Такие растения характерны для степей, полупустынь и пустынь. Они интенсивно развиваются, цветут и дают плоды во влажный период, обычно приходящимся на весну. В период летней засухи их надземные вегетативные побеги отмирают, и растения продолжают существовать только в виде луковиц или корневищ, находящихся в почве и защищённых от высыхания. 

Приспособления животных, позволяющие переносить недостаток влаги. Наземные животные теряют воду как в процессе метаболизма, так и в процессе испарения с поверхности тела.

Возместить потерю жидкости в организме животное может, получив воду из окружающей среды непосредственно или с пищей, а также в результате обменных процессов. Такая метаболическая вода очень важна, например, в жизни грызунов, населяющих засушливые области — они питаются сухим кормом.

   

Грызуны, живущие в пустыне, выделяют очень концентрированную мочу и сухой помёт. Земноводные влагу поглощают и теряют через кожу.

Некоторые животные (улитки, земноводные) могут впитывать влагу кожей.

Количество воды, которое животное может временно потерять без особого вреда для организма, для разных видов колеблется. Млекопитающие переносят потерю до 10% от собственного веса. Исключение составляет верблюд, способный переносить потерю 20—30% жидкости, и домовая мышь, выносящая до 30%.

   

Из приспособлений, связанных с жизнью в пустынях, можно отметить светлый окрас. Для некоторых млекопитающих характерна разная длина передних и задних конечностей, сильное развитие ушных раковин. Жизнь в пустынных районах приурочена к тёмному времени суток, когда жара спадает и животные выходят из своих нор, служащих им защитой от зноя.

Потеря жидкости холоднокровными животными может быть ещё больше — так ящерицы способны терять до 46% воды, от испарения влаги их защищает роговой покров и отсутствие потовых желёз.

Из насекомых рекордсменами по потере влаги можно считать жужелиц.

Исключительно высокие потери влаги переносят обитатели моховых болот — коловратки и тихоходки. Они способны выдерживать потерю 98—99% веса, переходя в состояние покоя с интенсивностью обмена веществ, близкой к нулю. В таком состоянии они могут находиться годами.

Важным фактором для заселения засушливых мест является защита от испарения. У насекомых засушливых районов испарение через покровы не происходит, они регулируют отдачу воды, закрывая дыхальца.

   

Улитки засушливых мест отличаются чрезвычайно толстой раковиной и светлой окраской, отражающей солнечные лучи. В сухое время года они закупоривают раковину крышечкой из слизи. Сухолюбивые виды не используют против испарения никаких особых защитных приспособлений. Саранча испаряет воду через кутикулу. Пополняет недостаток влаги, поедая сочный растительный корм.

< Предыдущая страница "Абиотические факторы. Свет"

Следующая страница "Интенсивность действия факторов среды" >

biolicey2vrn.ru

Приспособленность растений к разным условиям влажности. Доклад ученицы 10-а класса Егоровой Екатерины

Приспособленность растений к разным условиям влажности.

Доклад

ученицы 10-а класса

Егоровой Екатерины.

Растение, обитающее в областях с исключительно сухим климатом, называется ксерофитом, а особенности структуры, позволяющие снижать чрезмерную поте­рю влаги растением - ксероморфными признаками.

Ксероморфные растения могут иметь разнообраз­ные приспособления, ведущие к уменьшению потери воды. Их листья могут быть толстыми и жесткими, по­кровы сильно утолщаются и часто покрыты мощным восковым налетом. Очень распространенный ксероморфный признак- образование на листьях волосков. В ветренную погоду волоски задерживают струи воздуха, не допуская их к устьичным отверстиям, и таким образом замедляют испарение из устьиц паров воды.

Листья многих злаков могут сворачиваться таким образом, что устьица оказываются на внутренней повер­хности получающейся при этом трубочки. Листья ксероморфных растений часто бывают в виде мелких чешу­ек, а функцию фотосинтеза принимает на себя стебель. Например, у австралийской казуарины поверхность веток изрезана множеством глубоких продольных желоб­ков. На дне желобков, защищенных по краю волосками, находится зеленая фотосинтезирующая ткань. Всю фотосинтетичекую работу выполняют эти зеленые веточ­ки.

Стебли многих ксерофитов не только выполня­ют функции листьев, но во многих случаях они дей­ствительно выглядят как листья. В частности, у иг­лицы из семейства лилейных, растущей в сухих ле­сах и среди скал, имеются мелкие, жесткие, остроко­нечные образования, которые можно принять за листья. Однако при тщательном рассмотрении вы­ясняется, что "листья" являются веточками стебля. На верхней стороне каждого такого "листа", в его центре, располагается крошечный чешуйчатый лист, а в период цветения на нем появляются цвет­ки.

Многие ксероморфные растения несут колюч­ки, которые представляют собой видоизмененные листья или ветви. Колючки терна и боярышника - не что иное, как стебли, а барбариса - листья. Ко­лючки выполняют полезную функцию защиты от животных, ощипывающих молодые побеги.

Сбрасывание листьев с наступлением зимы у ли­стопадных деревьев - тоже мера предосторожнос­ти против потери воды. В холодные зимние месяцы корням трудно насасывать воду из почвы и если бы такие деревья, как дуб или береза, сохраняли лис­тья круглый год, в холодную погоду их водный ба­ланс оказался бы под угрозой. Благодаря осеннему листопаду эта опасность устраняется. С опаданием листьев фотосинтез прекращается, но, поскольку зи­мой рост крайне замедлен, это не имеет особого зна­чения.

У вечнозеленых деревьев и кустарников, сохраняющих листву круглый год, листья обычно ксероморфные. Например, сосна с ее длинными, узкими и жесткими листьями.

Еще один путь к приспособлению растений к сухим местообитаниям - развитие водозапасающих тканей. Такие ткани имеют обитающие в пустынях

кактусы.

У многих суккулентов часть листа или стебля занята крупными, бесцветными, тонкостенными клетками, предназначенными для запасания воды. Суккулентное растение может выдерживать значи­тельное высушивание. По мере расходования воды растение сморщивается, но, видимо, это нисколько не вредит ему, так как, получив воду, оно легко вос­станавливает свои размеры.

Водные растения вынуждены сталкиваться с условиями, противоположными тем лишениям, которые испытывают ксерофиты. Их побеги в большей или меньшей степени погружены в воду, не говоря уже о корнях.

Условия жизни растений в воде на всем земном шаре более однообразны, чем на суше. Это позволи­ло многим водным растениям распространиться го­раздо шире по сравнению с наземными. Вода нагре­вается и охлаждается гораздо медленнее воздуха, поэтому растения не подвергаются резким и частым перепадам температур как на суше.

Условия питания водного и наземного растения также различны. Углекислый газ лучше растворим в воде, чем кислород, и, поскольку, растению нужно больше углекислого газа для фотосинтеза, чем кис­лорода для дыхания, это способствует росту расте­ния.

Помимо углекислого газа, всей погруженной по­верхностью своего тела водные растения всасыва­ют и минеральные соли. Погруженные листья часто напоминают пучки волосков, что увеличивает погло­щающую поверхность. Это составляет резкий кон­траст с плавающими листьями, обычно крупными, округлой или овальной формы, с черешками, при­крепленными вблизи центра нижней части листа, так что черешок не наклоняет лист и не тянет его под воду. Такие листья у белой кувшинки и желтой ку­бышки.

У многих водных растений имеются как погру­женные, так и плавающие листья, и в этом случае оба типа листьев совершенно различной формы. Подводные листья либо длинные и лентовидные, либо тонко рассеченные, тогда как плавающие - более - менее округлые, например, у водяного люти­ка.

5-bal.ru

Задание 4. На примере комнатных растений, определите черты приспособленности к условиям влажности, выработавшиеся у растений в процессе эволюции.

5-9 класс

Определите соответствующие морфофизиологические приспособительные свойства у данных растений. Сделайте вывод.

Vladfear00 24 авг. 2014 г., 23:25:49 (4 года назад) Nadualii

25 авг. 2014 г., 1:29:43 (4 года назад)

на примере кактусаВо-первых, колючки, имеющие у кактуса листовое происхождение, служат для экономии влаги посредством уменьшения испарения её растением. Большая испаряющая поверхность листьев в безводных условиях пустыни является сущим расточительством. Поэтому листья в процессе эволюции редуцировались, становясь тоньше, острее, в результате чего со временем превратились в колючки и совершенно утратили фотосинтезирующую функцию, которая у кактусов целиком перешла к зелёному стеблю.    Во-вторых, колючки защищают кактус от перегрева. Густая сеть светлых игл отражает значительную часть солнечных лучей. Тому же служат и пучки белых волосков, иногда скрывающих кактус целиком. Особенно много их в чувствительной к перегреву точке роста на вершине кактуса. Ещё острия колючек, как будет показано ниже, могут служить хорошими излучателями тепла, освобождающими кактус от его избытка.    В-третьих, в литературе, например в энциклопедии “Растения” (М.: ЭКСМО-Пресс, 2003, стр. 77), встречается мнение о влагопоглощающей функции игл кактуса. Утверждается, что колючки могут прямо из воздуха, в котором всегда присутствуют пары воды, получать влагу. Это самое необычное, невероятное и, пожалуй, самое важное свойство колючек и будет предметом нашего рассмотрения.

Ответить

ukrainska-mova.neznaka.ru

Устойчивость растений к переувлажнению

Переувлажнение наблюдается при заболачивании почв, затяжных дождях, в результате весеннего таяния снега, при нарушении поливных норм на орошаемых территориях.

Избыток влаги оказывает крайне неблагоприятное влияние на растения. В этих условиях появление всходов затруднено; растения угнетаются из-за образования корки на поверхности почвы; оголяется узел кущения у злаков; опыление из-за туманов и дождей плохое, поэтому мало образуется завязей; а нередко наблюдается осыпание завязей и незрелых плодов; происходит загнивание корнеклубнеплодов, плодов овощных культур; переувлажнение валков при раздельной уборке вызывает прорастание зерна в валках, а у культур с коротким периодом покоя или его отсутствием — прорастание семян на корню. После затяжных дождей наблюдается растрескивание плодов у томатов, ягодных культур, корнеплодов; у подсолнечника загнивает тыльная часть корзинки. Наблюдается полегание посевов, особенно высокорослых сортов или на участках с усиленным азотным питанием. Нередко на склонах наблюдается смыв растений дождевыми потоками, а на пониженных участках рельефа возможно вымокание растений из-за застоя воды.

Если сильные дожди сопровождаются градом, то растения повреждаются травматически, иногда до полного уничтожения посевов.

Одна из основных причин угнетения растений при избыточном увлажнении почвы состоит в нарушении воздушного режима в зоне корней. При оптимальной обеспеченности водой почва содержит достаточное количество кислорода. Но при затоплении воздух из пор вытесняется водой.

Растения страдают от недостатка кислорода (гипоксия) или его полного отсутствия (аноксия). В условиях кислородной недостаточности часто оказываются озимые, ячмень, соя, рис, хлопчатник.

Кислород необходим как для дыхания корней, так и для жизнедеятельности аэробных микроорганизмов. При длительном затоплении в почве развиваются анаэробные процессы: спиртовое, маслянокислое и другие виды брожения. Происходит подкисление почвы в ризосфере, накапливаются углекислый газ, метан, органические кислоты, спирты и другие соединения. Многие из этих соединений ядовиты для корней растений, их называют болотными токсинами. В таких условиях корни начинают загнивать и отмирать, что приводит к гибели растений.

Нарушение аэробного дыхания в клетках корней сопряжено с прекращением транспорта электронов и окислительного фосфорилирования, прерываются реакции цикла трикарбоновых кислот. В этих условиях окисление углеводов в клетках переключается на путь спиртового или молочнокислого брожения. В результате в условиях аноксии образование АТФ происходит только на этапе гликолиза, а цикл трикарбоновых кислот полностью выключается. Поэтому из каждой молекулы глюкозы образуется только 2 молекулы АТФ (при нормальном снабжении кислородом и аэробном дыхании образуется 36 молекул АТФ). В итоге растения испытывают недостаток энергии для сохранения процессов метаболизма, роста и развития.

В процессе брожения в клетках накапливаются продукты брожения — молочная кислота и этиловый спирт. Спирт ядовит для клеток, а органические кислоты вызывают подкисление цитоплазмы и увеличение проницаемости клеточных мембран. В результате через мембраны из клеток выходят водорастворимые вещества. Значительная аккумуляция молочной кислоты при остром дефиците кислорода вызывает клеточный ацидоз и гибель клеток.

В связи с угнетением дыхания резко снижается поглотительная активность корней, так как поглощение питательных веществ требует затраты энергии, поставляемой в форме АТФ процессом дыхания. Наблюдается задержка роста растений. Недостаточно эффективное поглощение корнями минеральных элементов и их слабый транспорт в побеги сопровождается усиленной реутилизацией азота, фосфора и других элементов из более старых листьев в более молодые. Следствием этого является быстрое старение и гибель закончивших рост листьев.

Надземные органы растений не испытывают недостатка кислорода, а влияние затопления на них осуществляется опосредовано через нарушение трофических связей с корневой системой. Это определяется нарушением поступления из корневой системы в надземные органы элементов минерального питания и физиологически активных веществ.

Отрицательное влияние высокой влажности почвы и воздуха на процесс формирования урожайности сельскохозяйственных растений проявляется также в ухудшении условий для созревания семян. На завершающем этапе онтогенеза происходит обезвоживание семян. Затяжные дожди в предуборочный и уборочный периоды ухудшают условия для высыхания зерна и вызывают прорастание его в валках или на корню. Это происходит в результате биохимического распада веществ зерна и, в первую очередь, гидролиза крахмала до более простых соединений — сахаров под влиянием амилолитических ферментов. При сильном прорастании может начаться также распад клейковинных белков и липидов. Прорастание семян на корню или в валках нередко отмечается во влажные годы у ржи, пшеницы, тритикале, гороха, гречихи и других культур. Прорастание зерна резко ухудшает хлебопекарные свойства ржи и пшеницы: хлеб получается малого объема, мякиш плотный, липкий, легко заминается, цвет корки белесый с сильными подрывами.

Сельскохозяйственные растения в большинстве плохо переносят затопление. К наиболее чувствительным к кислородному дефициту относятся горох, томаты, соя; к относительно устойчивым — кукуруза, пшеница, овес, картофель. Самыми устойчивыми являются растения водные и влажных (заболоченных) местообитаний. Из растений сельскохозяйственного назначения к ним относятся рис и сахарный тростник.

У устойчивых растений в процессе эволюции сформированы разнообразные морфологические, анатомические приспособления и биохимические механизмы, которые позволяют им выживать при дефиците кислорода. Основная особенность таких растений — это наличие аэренхимы — основной ткани, содержащей очень крупные межклетники. Межклетники и воздушные полости в корнях, стеблях и черешках листьев сообщаются между собой и служат резервуаром для кислорода, необходимого для дыхания всех тканей.

У риса затопление вызывает удлинение клеток междоузлий, поэтому рост всего стебля ускоряется и верхняя часть его всегда находится над водой. Первичная кора корня и стебля дифференцируется в аэренхиму. По ее межклетникам происходит поступление кислорода во все ткани. Днем, когда идет фотосинтез, содержание кислорода в воздушных полостях листьев всегда больше, чем в атмосфере. Отсюда он поступает в воздушные полости корней, поддерживая условия для аэробного дыхания. Однако в условиях затопления аэробное дыхание не вполне достаточное, чтобы обеспечить энергией все процессы жизнедеятельности растения, поэтому активируется процесс гликолиза. Некоторая часть кислорода выходит из корня в почву и участвует в окислении токсичных веществ. Наличие аэренхимы у риса является конститутивным признаком, а бескислородные условия вызывают еще более сильное развитие этой ткани.

Выживаемость растений сахарного тростника при затоплении определяется также способностью образовывать придаточные корни на узлах, расположенных выше уровня воды.

У растений-мезофитов аэренхима при нормальных условиях обеспеченности кислородом отсутствует, но может формироваться в ответ на недостаток кислорода в основании стебля и в корнях. Формирование этой ткани регулируется этиленом. В образовании этилена участвуют ферменты аминоциклопропанкарбосинтаза (АЦК-синтаза) и АЦК-оксидаза. Эти ферменты синтезируется в кончиках корней в ответ на дефицит кислорода. Синтезируются ферменты, связанные с лизисом клеточных стенок и образованием аэренхимы. В результате происходит гибель клеток первичной коры корня и стебля, а в местах гибели остаются полости, которые используются как резервуары для кислорода, поступающего в них из надземных органов. В образовании этой ткани участвуют также ионы кальция.

Формирование аэренхимы часто бывает недостаточным для нормальной жизнедеятельности растений в условиях затопления, поэтому большое значение имеют физиолого-биохимические приспособления, которые обеспечивают достаточную активность обмена веществ в условиях пониженной концентрации кислорода. Эти приспособления связаны в основном с процессом дыхания — его путями.

В условиях дефицита кислорода повышается активность пентозофосфатного пути дыхания с последующим окислением в митохондриях образующегося НАДФН и сопряженного образования АТФ. Увеличивается значение гликолитического пути распада глюкозы. Возрастает значение системы детоксикации продуктов анаэробного распада (этилового спирта, молочной кислоты) путем удаления этих веществ или включения в обмен веществ. Нередко устойчивые к кислородному дефициту растения не накапливают продукты брожения. В этом случае образующиеся продукты брожения могут выходить из корней в почву или подниматься с транспирационным током в надземную часть, а затем удаляться через листья или чечевички побегов.

Образующийся этиловый спирт может разрушаться с участием фермента алкогольдегидрогеназы. Опытами установлено, что активность этого фермента в анаэробных условиях повышается. Нейтрализация конечных продуктов брожения вызывает усиление процесса гликолиза.

Аноксия вызывает образование новых белков и ферментов. В частности обнаруживаются новые изоферменты, участвующие в гликолизе. Они поддерживают более надежное функционирование гликолиза в изменившихся условиях и снабжение растений энергией при подавлении аэробного дыхания. Изоферменты различаются между собой по физико-химическим свойствам, но катализируют одну и ту же реакцию.

К физиолого-биохимическим приспособлениям у растений к недостатку кислорода относится способность их использовать в качестве конечного акцептора электронов не кислорода (как при аэробном дыхании), а других соединений, например нитратов или соединений, имеющих двойные связи — жирных кислот, каротиноидов. Процесс переноса электронов и протонов на NO3- получил названия нитратного дыхания.

Таким образом, у растений, произрастающих в условиях переувлажнения, устойчивость к гипоксии и аноксии достигается широким комплексом приспособлений.

Под влиянием избыточного увлажнения у полевых культур особенно высокорослых сортов нередко наблюдается полегание растений. Это вызывает большие неудобства для возделывания растений и при их уборке. Особенно большими потерями сопровождается полегание злаковых культур. При избыточном увлажнении рост растений ускоряется, междоузлия вытягиваются, а образование механической ткани отстает, поэтому прочность стебля снижается.

Интенсивность полегания определяется в баллах по результатам визуального наблюдения за посевами.

Повышение устойчивости растений к переувлажнению.

В условиях затопления при отсутствии в почве кислорода растения некоторых видов и сортов способны переносить электроны на другие акцепторы (нитраты, а также соединения, имеющие двойные связи — жирные кислоты, каротиноиды).

Благодаря этому при недостатке или отсутствии кислорода поддерживается жизнедеятельность растений. Подкормки таких культур нитратными удобрениями продлевают их жизнедеятельность в условиях переувлажнения и затопления. Устойчивость хлебных злаков к избытку воды в почве повышает также замачивание семян в растворе сульфата марганца (0,1 %), что способствует развитию генеративных органов, формированию зерновок в колосьях, а также в растворах хлорхолинхлорида или никотиновой кислоты.

Механизмы адаптации растений к недостатку кислорода (из Т.В. Чирковой, 2002)

Оценка интенсивности полегания растений

Интенсивность полегания Оценка, балл
Очень сильная. Стебли практически лежат на земле. Механизированная уборка даже при проходе комбайна в одном направлении без значительных потерь урожая невозможна. 1
Сильная. Стебли сильно наклонены. Механизированная уборка возможна только в одном направлении (против направления полегания) с приспособлением для уборки полеглых хлебов. 2
Средняя. Стебли сильно наклонены. Механизированная уборка возможна при наличии специальных приспособлений для уборки полеглых посевов, но при этом возможны потери урожая. 3
Слабая. Стебли наклонены в слабой степени, как правило, местами. При механизированной уборке затруднения невелики, и потери урожая несрезанными колосьями не бывает. 4
Полегания нет. Посевы неполеглые. 5

Для предупреждения полегания растений необходимо предпринимать следующие меры: соблюдение оптимальных норм высева семян и недопущение загущения посевов, соблюдение норм внесения азотных удобрений и недопущение перекорма азотом, соблюдение норм полива для культур, возделываемых в условиях орошения.

Для предотвращения полегания растений высокорослых сортов зерновых культур рекомендуется использовать ретарданты, например, хлорхолинхлорид (ССС) и его аналоги. Обычно обработку зерновых культур проводят в начале выхода в трубку. Эти соединения замедляют рост стебля, способствуют накоплению целлюлозы и лигнина, утолщению клеточной стенки. В результате утолщается стебель и повышается его механическая прочность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info