Периодичность роста и период покоя

Основы растениеводства: как растут растения?

Огородники и садоводы-любители выращивают растения из года в год, не задумываясь о базовых принципах растениеводства, а зря! Знание о том, как растут растения поможет создать благоприятные условиях для зелёных питомцев, улучшить урожайность и облегчить уход за ними. Век живи — век учись!

Предлагаем вашему вниманию научные основы роста и развития растений, в дополнение к вашему багажу знаний и опыта. Сведения, приведенные в статье, помогут лучше «понять» растения и выращивать их осознанно.

Что такое рост растений

Рост растений — процесс образования клеток, тканей, органов растений, который сопровождается увеличением объема, массы и размеров. При росте растений формируются новые почки, листья и побеги, увеличивается высота растений, толщина стволов и листьев, размеры побегов.

Растут растения незаметно для глаза человека, особенно при хранении, когда у растений идет процесс образования почек.

В научном растениеводстве принято выделять 10 фаз роста и развития растений.

1. Семена в покое. У семени процессы жизнедеятельности сильно замедлены.

2. Набухание семян. При набухании семена активно поглощают влагу, увеличиваются в размерах, а внутри семени идет активная деятельность ферментов, превращающих органические запасы питательных веществ в простые и доступные для зародыша растения. Начинается процесс дыхания — семена требуют повышенное количество кислорода.

3. Прорастание семян. При прорастании семян начинается активная деятельность зародыша, образуется корешок, выступающий за пределы семенной оболочки. Для успешного прорастания семени необходима определенная температура, индивидуальная для каждого вида растения. Например, семена редиса, моркови, брюквы, салата и других холодостойких растений прорастают при температуре °C; семена фасоли, сахарной кукурузы, клубни картошки прорастают при °С; семена дыни, арбуза, баклажана при °С. Если тепла недостаточно для прорастания семян, семена приостанавливают рост и могут загнить.

Четвертая и пятая фазы роста растенияЧетвертая и пятая фазы роста растения: слева — всходы, справа — рост листьев и корней. Фото:

4. Всходы. Всходы — четвертая фаза роста растений, в это время над поверхностью почвы появляются семядольные листья. К моменту появления всходов истощаются запасы питательных веществ внутри семени. Растение переходит на самостоятельное питание: листья поглощают углекислый газ из воздуха, а корни питательные вещества из почвы. В фазе всходов растению становится необходим весь комплекс факторов роста — влага, воздух, оптимальная температура и свет. Освещенность в момент появления всходов играет главную роль — при недостатке света растение может погибнуть, так и не перейдя на следующую стадию роста.

5. Рост листьев и корней. В фазе роста корней и листьев растение формирует мощную корневую систему и увеличивает поверхность листьев. В это время происходит накопление питательных веществ в различных органах растения: клубнях, корнеплодах, луковицах, кочанах, ягодах и др. Плодовые овощные растения в фазе роста листьев и корней накапливают в стеблях и листьях достаточное количество питательных веществ, которые пригодятся при формировании органов размножения.

6. Рост стебля и боковых побегов. Переходя в фазу роста стебля и боковых побегов, растение расходует большое количество питательных веществ, накопленных в фазе роста листьев и корней для роста стебля и усвоения питательных веществ. Это очень важная фаза. Образование стеблей и ответвлений у плодовых овощных растений сопровождается формирование органов размножения. Двулетние и многолетние растения переходят к этой фазе на второй год жизни, а однолетние — в год посадки. У двулетних растений шестая фаза может происходить в первый год, в это время наблюдается образование цветоносов, тоже происходит и у однолетних растений, когда они «перескакивают» фазу формирования продуктовых органов (редис, шпинат, салат).

7. Бутонизация — седьмая фаза роста растений, период когда на растениях образуются бутоны. Бутонизация сопровождается активным ростом листьев на появляющихся стеблях.

8. Цветение — восьмая фаза роста растений, наступающая после распускания бутонов. Во время цветения процесс образования корней и листьев замедляется. Цветение — период опыления цветков. У большинства растений перенос пыльцы с цветка на цветок выполняют пчелы и другие насекомые. После оплодотворения семяпочек цветки усыхают или опадают.

9. Рост плодов — девятая фаза роста растений. В фазе роста плодов оплодотворенная завязь разрастается и увеличивается в размерах, в плодах формируются семена и накапливаются питательные вещества. Рост плодов завершается по достижении максимальных размеров для вида и сорта растения.

10. Созревание плодов — десятая фаза роста растений, во время которой плоды не увеличиваются, но в них происходят физиологические процессы роста. В фазе роста плодов семена приобретают характерную для растения окраску и достигают полной спелости.

Знание фаз роста растений помогает скорректировать агротехнические мероприятия и ухаживать за растениями с максимальной пользой для них.

Продолжительность жизни растений

Овощные растения принято делить на три группы по продолжительности периода жизни.

1. Однолетние растения — растения, успевающие пройти все фазы роста и развития за один год. Когда все «земные дела» выполнены, однолетние растения отмирают. Все плодовые растения, а также шпинат, салат, редис, пекинская и цветная капуста, укроп и др., относят к однолетним растениям при выращивании умеренном климате.

2. Двулетние растения — растения, формирующие листья, корнеплоды, клубни, луковицы, кочаны, стеблеплоды в первый год жизни, оставляющие формирование цветоносов, плодов и семян на второй год жизни. Чтобы размножать двулетние растения, клубни, корнеплоды, луковицы, кочаны вместе с корнями хранят зимой в хранилище, а на следующий год высаживают в открытый грунт. Примеры двулетних овощных растений: морковь, редька, репа, свёкла, сельдерей, петрушка, белокочанная, савойская и брюссельская капуста.

Картофель, в умеренном климате выращивают как двулетнее растение.Картофель, в умеренном климате выращивают как двулетнее растение. Фото: Википедия

3. Многолетние растения — растения, формирующие в первый год жизни мощные корни и листья, но не образующие плодов и семян. Образование плодов и семян у многолетних растений происходит на второй, третий год жизни и продолжается много лет. Примеры многолетних овощных растений: ревень, спаржа, хрен, лук-батун, щавель.

Отметим, что все три группы растений подразделяют условно, ведь на родине (там где растение растет в дикой природе) многие привычные нам однолетние растения прекрасно растут в многолетнем режиме, например: томаты (помидоры), сладкий перец, базилик, майоран и др.

Даже в пределах одного вида растений, продолжительность жизни может быть сортовым признаком, например некоторые сорта редьки (Ремо, Штутгартская) формируют семена за один год жизни, хотя редька считается типичным двулетним растением.

Состояние покоя у растений

Тепло — важнейший фактор роста растений, поэтому летом начинается активная жизнедеятельность у овощных растений, замедляющаяся при наступлении холодной погоды и сокращении светового дня.

Когда растение переходит в состояние покоя все процессы: фотосинтез, дыхание, транспирация, испарение воды листьями; затормаживаются и приостанавливаются. В покое, в клетках растений происходят изменения: уменьшается количество влаги, протоплазма клеток становится более вязкой, простые органические вещества превращаются в более сложные и откладываются в запас. Состояние покоя помогает растениям переносить неблагоприятные условия, складывающиеся при смене времен года.

Однолетние овощные растения переходят в состояние покоя при созревании семян, из которых при благоприятных условиях могут сформироваться новые растения.

Двулетние растения могут переходить в состояние покоя после образования продуктовых органов запаса (овощей) — корнеплодов, клубней, луковиц, корневищ, кочанов.

Картофель выходит из глубокого покоя через 3-4 месяца. Картофель выходит из глубокого покоя через 3-4 месяца. Фото: Mathias Karlsson, 2006

Находясь в глубоком покое, растения не могут расти даже при благоприятных условиях, например, картофельные глазки не пробуждаются даже если их после выкопки посадить в теплицу. В хранилище клубни картофеля могут прорастать в январе-марте, но не прорастают из-за низкой температуры. Период, когда растения способны к прорастанию, но условия этому не благоприятствуют, принято называть периодом вынужденного покоя.

Состоянием покоя растения можно управлять. Чтобы ускорить наступление покоя, растения перестают поливать, подкармливать азотными удобрениями, подрезают корни.

Чтобы ускорить выход растения из состояния покоя прибегают к выгонке. При выгонке луковицы репчатого лука купают в тёплой ванне, с температурой +40 °C, а картофельные клубни обрабатывают химическими растворами (тиомочевина, этиленхлоргидрин, роданистый натрий), воздействуют стимуляторами роста — гетероауксином, гиббереллином, этрелом.

Необходимость выгонки наступает при выращивании семян у двулетних растений. Поэтому маточники прикапывают на утепленных участках почвы за дней до высадки на постоянное место. Подращивание маточников улучшает созревание семян у растений с длинным вегетационным периодом.

Ускорение образования плодов и семян

Захотелось зеленого лука зимой? Пора пробудить луковицы от спячки выгонкойЗахотелось зеленого лука зимой? Пора пробудить луковицы от спячки выгонкой. Фото: Boldsky.com

Под воздействием тепла растения проходят первую, температурную стадию, называемую чаще всего яровизацией. Яровизация начинается после прорастания семени. У холодостойких растений (капуста, салат, все корнеплодные растения, шпинат) яровизация протекает при температуре °C, у репчатого лука — при °C.

Чтобы ускорить формирование плодов и семян, маточники этих растений в течение определенного времени необходимо хранить при указанной температуре. Если таких условий не будет, растения не перейдут к образованию стеблей, цветков и семян.

Это свойство растений используют при вегетативном размножении репчатого лука. С этой целью луковицы, предназначенные для посадки, хранят при температуре, при которой процесс яровизации пройти не может (-1 — + 1 °C или выше +18 °C).

У томатов, огурцов, фасоли и других теплолюбивых культур яровизация протекает при температуре, которая является благоприятной для роста.

Световая стадия — вторая стадия развития плодов и семян, реакция растений на продолжительность светлого и темного периодов суток.

Растения длинного дня, развивающиеся и переходящие к формированию плодов при световом дне более 12 часов, например: салат, все корнеплодные растения, капуста, шпинат и др. При выращивании в условиях короткого дня (световой день менее 12 часов в сутки) образование цветоносных стеблей и стрелок у растений длинного дня задерживается. Поэтому, при выращивании редиса, салата, шпината в парниках, световой день искусственно сокращают до

Арбуз и баклажан никак не реагируют на продолжительность светового дня, поэтому их называют нейтральными.

Продолжительность периодов жизни растения

Цветы редиса красивые, но есть их не будешь. Чтобы редис не ушел в цветуху, сокращают световой деньЦветы редиса красивые, но есть их не будешь. Чтобы редис не ушел в цветуху, сокращают световой день. Фото: Brian Delaney

По продолжительности периодов, стадий, жизни растения принято делить растения на кратко-стадийные и длинностадийные. У кратко-стадийных, скороспелых растений, каждая стадия продолжается суток (шпинат, редис, салат), а у длинностадийных — суток (капуста, петрушка, морковь, сельдерей, брюква).

Продолжительность прохождения стадийных изменений у растений бывает различная. У короткостадийных изменения происходят за (салат, редис, шпинат), у длинно-стадийных — за 120 и более суток (морковь, петрушка, сельдерей, поздние сорта капусты, брюква и др.). К средне-стадийным растениям относят столовую свеклу, репчатый лук, репу, редьку и др.

Продолжительность вегетационного периода, сроки наступления цветения и плодоношения у однолетних, двулетних и многолетних растений зависят от скорости прохождения ими отдельных периодов роста и развития. Изменяя почвенно-климатические условия и способы культуры, можно удлинять или укорачивать жизнь растений.

Влиянием продолжительности температурной и световой стадий объясняется образование цветоносных стеблей (стеблевания) у двулетних растений в первый год их выращивания, а также задержка появления цветоносов при семеноводстве двулетних овощных растений после высадки маточных растений в поле.

Понимание биологической сущности процессов, протекающих в растениях, позволяет овощеводу управлять ростом и развитием растений.

Источник

Период покоя растений

цветы зимой

Покой растений — это такое состояние, при котором не происходит видимый рост растений. В период покоя большинство физиологических процессов в растении приостанавливается, а некоторые прекращаются совсем. Очевидно, что переход в состояние покоя является следствием адаптации растений к климатическим изменениям в тех регионах, где они произрастают в природе. Организм растения практически прекращает функционирование, не тратит энергетические ресурсы и не повреждается от воздействия низких температур в течение длительного времени.

У растений различают органический и вынужденный покой.

Органический покой растений

Обусловлен наследственными свойствами растений, сложившимися в процессе эволюции. Это так называемые эндогенные (глубинные) процессы растений запрограммированные для каждого вида, рода или семейства под влиянием климатических условий. Ряд подобных процессов непоколебим и никогда не нарушается.

Есть такая наука Фенология — изучает и обобщает совокупность сведений о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах возникновения. Известный ученый, основатель московской школы геоботаники Василий Васильевич Алёхин классифицировал растения по типу чередования генеративных и вегетативных фаз на три группы: растения-проанты, растения-мезанты, растения-метанты.

Проанты — растения, у которых цветение наступает раньше вегетации или в самом её начале, например, вишня. Вспомните, весной, на вишнях еще нет ни одного листочка, но они все белоснежные от цветов. Среди комнатных цветов — это аморфофаллюс, а среди оранжерейных, классический проант — это амариллис (не путать с гипеатрумом). Он цветет в безлистном состоянии перед вегетацией. Кроме амариллисовых, представители этой группы есть среди орхидей: род Плейоне Pleione, или, например, Каланта одетая Calanthe vestita.

Мезанты – растения, у которых цветение приходится на середину вегетации. К таким относится большинство растений. Они наращивают листовую массу и одновременно цветут. Это например, гибискусы, адениумы, клеродендрумы, жасмин, гардения, азалия, антуриум и другие.

Метанты — растения, у которых цветение происходит в конце вегетации. Таких растений немного, среди них, например, пуансеттия, цикламены, многие орхидеи (фаленопсис, цимбидиум и другие). После отцветания у них наступает период покоя.

Для изменения эндогенных процессов растению нужно определенное время, определенная температура, увлажнение и освещение. При изучении жизни растений в природе учеными замечено, что в переход из одного состояния в другое (от вегетации к покою и наоборот) проявляется предварительно, за некоторое время до резкой смены климата. Так, растения умеренных широт начинают входить в фазу покоя задолго до наступления настоящих холодов. Если вы выращивали в качестве бонсай подобные деревца, например, клён дланевидный, то могли бы заметить: даже если перенести осенью контейнеры с растениями в теплое помещение, деревца не возобновят вегетацию и не начнут растить листья, они продолжат переходить в фазу покоя.

Краткосрочное потепление в период органического покоя то же не вызывает перехода к фазе вегетации. В редких случаях длительные климатические аномалии могут вызвать преждевременное распускание почек. И даже в этом случае растения "раскачиваются" медленно, скорость пробуждения не такая, как обычно весной. Но первостепенную роль в смене фаз вегетации и покоя играет генетическая программа, свойственная определенному виду и роду растений.

Вообще, в комнатном цветоводстве мало растений, из областей с умеренным климатом, по той причине, что большинство из них листопадные. И даже хвойники, которые могут выращиваться в качестве бонсай, требуют очень холодной зимовки и обязательно переходят в фазу органического покоя. Но и в летнее время такие растения в квартирах страдают — воздух для них слишком сухой и теплый, а поэтому долго живут они только в условиях оранжерей.

Вынужденный покой растений

Вынужденный покой происходит у растений с отсутствием благоприятных условий для роста. Это, в первую очередь, снижение освещенности зимой и понижение температуры. Если света и тепла достаточно, то вынужденный покой не наступает.

Многие тропические растения, выращиваемые в качестве комнатных, вполне могут обходиться без периода покоя. Они вечнозеленые и в условиях меньшей освещенности зимой и более прохладного содержания (16-18 градусов) просто замедляют рост. Если температура опускается ниже, до +10-12 градусов, то растения совсем перестают расти, но процессы фотосинтеза у большинства тропических растений прекращаются при падении температуры ниже 7 градусов.

Хочу заметить, что за последнее время современные материалы и технологии в строительстве и обустройстве домов существенно изменили зимовье наших цветов на подоконнике. Помните старые деревянные рамы, которые приходилось затыкать и заклеивать? Они несмотря на все усилия существенно снижали температуру на подоконнике. В комнате было 24-25 градусов, на окне 18-22. Этого было достаточно, чтобы в условиях короткого светового дня и слабого освещения растения пережили вынужденный зимний период покоя.

Но сейчас едва ли не в каждой квартире стоят пластиковые окна. А они герметично закрывают оконный проем, надежно защищены от поддувания. Температура на подоконнике всего на 2 градуса ниже, чем в комнате. И только в моменты проветривания кратковременно понижается на 5-10 градусов. Пока на улице чуть выше или чуть ниже нуля, многие люди оставляют микропроветривание. Но как только стабильно устанавливается минусовая температура, окна большее время суток плотно закрыты. Но освещенность по сравнению с летней значительно снижена.

Все это приводит к тому, что комнатные цветы продолжают расти, но за недостатком света сильно теряют в декоративности: побеги вытягиваются, листья мельчают, растут хилыми и бледными. В некоторых случаях особо неприхотливых любимцев можно весной кардинально обстричь, разделить куст на детки, отобрав самые крепкие и невытянутые. Но некоторые растения не переносят такого раздрая между светом (точнее, тьмой) и сухостью теплого воздуха комнат, и погибают.

Комнатные растения можно разделить на три группы

Растения зимой

Чтобы защитить растения на подоконнике от жаркого воздуха батарей, можно сделать такую витрину (из стекла, оргстекла или поликарбоната). Ширина (глубина) витрины равна ширине подоконника, а высота внешней стенки не менее 50 см. Такая витрина позволяет снизить температуру вокруг растений на 5-10°C по сравнению с комнатной.

  1. Растения, при благоприятных условиях роста, не имеющие периода покоя (традесканции, циперус, пальмы, кротон, плющ и т. д.). Эти растения могут находиться зимой при обычных условиях содержания, только следует учесть, что некоторая потеря листьев и замедление роста естественны при снижении освещенности зимой.
  2. Растения, имеющие обязательный период покоя в течение года (орхидеи, глоксинии, каладиум, кипарис, амарилисовые, миртовые, большинство кактусов и др.), который заключается в некотором понижении температуры и сокращении полива. Температура содержания при этом очень сильно варьирует у разных семейств и видов. Например, есть кактусы, которым зимой нужно содержание при +5°C, а другим достаточно + 12°C. Растения этой группы болезненно переносят отсутствие периода покоя. Для них он нужен, чтобы заложить цветочные почки и благополучно цвести в следующем сезоне. При отсутствии периода покоя некоторые растения могут совсем не цвести, а другие просто погибнуть.
  3. Растения, для которых состояние покоя необязательно, т.е. они могут иметь его, а могут и не иметь. Эти растения могут расти в течение всего года (некоторые драцены, фикусы, сингониум, папоротники, кринумы и т. п.)

Продолжительность периода покоя

На длительность покоя влияют различные внешние факторы: температура, влажность почвы, интенсивность освещения и т. д. На продолжительность органического покоя и потребность того или иного растения в холодной зимовке, влияют наследственные факторы.

Для тропических растений, находящихся в условиях вынужденного периода покоя, верны следующие зависимости:

Низкая температура окружающего воздуха удлиняет период покоя, высокая — сокращает его. На этом основана выгонка растений.

Сухость почвы удлиняет период покоя, влажность его сокращает.

Интенсивное освещение (увеличение освещенности) так же сокращает период покоя.

В средней полосе России климатические условия складываются так, что зимой световой день укорачивается, его не хватает для хорошего роста уроженцев тропиков и субтропиков. Поэтому большинство растений замедляют вегетацию и готовы к периоду покоя. В таком случае следует сократить частоту полива, понизить температуру в помещении. Общие условия по содержанию зимой у конкретных растений отличаются — все рекомендуемые показатели приводятся в разделе энциклопедия для каждого растения. Если нет возможности понизить температуру, то нужно повысить освещенность. Для этого можно использовать люминесцентные лампы или светодиодные светильники. Но досвечивать растения не когда вам удобно, а днем, так, чтобы в общей сложности световой день составлял 10-12 часов, это примерно с 7 утра до 19 вечера или с 8 утра до 18 вечера.

Растения, для которых характерен обязательный период покоя (глоксинии, цикламены, гранат) лучше всего поместить в прохладный, темный подвал, защищенный от сквозняков, но в то же время с достаточным количеством свежего воздуха. В городских квартирах местом перезимовки этих растений лучше всего будет ванная комната (под ванной) или лестничная площадка.

Признаком окончания периода покоя является начало роста растений. Если Вы убрали горшочек с обрезанной на зиму глоксинией под ванну, то, заглянув туда весной, обнаружите, как из земли появились всходы — цветок пора доставать и помещать на привычное место на окне. Органический (запрограммированный) покой закончился. Постепенно возобновляется обычный режим полива и подкормки, при необходимости растение пересаживают. Если не достать растение и не поместить его на свет, то генетическая программа все равно не позволит ему "спать" до лучших времен. Начнется рост, но вырастет несколько чахлых листочков, а затем, за неимением света растение погибнет.

Растения зимой

Те растения, которые не нуждаются в периоде покоя (фиалки, бальзамин, циперус и т. п.) и вынуждены зимовать на подоконниках нужно меньше поливать и подкармливать в течение месяца, когда самый короткий световой день. Зимне-цветущие горшечные растения, не нуждающиеся в периоде покоя, следует регулярно поливать и подкармливать все время цветения.

Проблемы перезимовки комнатных цветов

На самом деле довольно много проблем, болезней и гибели растений, приходится на зимние месяцы, когда должен быть вынужденный или обязательный период покоя. В основном от нарушений условий содержания: при недостатке света, не достаточно прохладной температуры, близости отопительной системы, слишком сухом воздухе, растения растут плохо, часто вытягиваются, стебли оголяются в нижней части, цветения весной не наступает.

Если вы не хотите или не можете устраивать период покоя, сбалансируйте условия так, чтобы рост растения зимой был правильным — чтобы не было искривленных и мелких листьев и вытянувшихся побегов. Для этого в первую очередь нужно прекратить подкормки удобрениями и увеличить освещение с помощью одной или нескольких люминесцентных ламп.

Ведь это так просто — в любом хозяйственном магазине можно приобрести лампы дневного света — в пределах 300 рублей. Пара шурупов в стене и ваше растение за зиму не только не потеряет листья, но может продолжительно цвести и радовать глаз. Однако это касается только растений, не нуждающихся в обязательном периоде покоя.

Источник



Состояния покоя у растений. Типы покоя и их значение для жизнедеятельности растений

Рост растений не является непрерывным процессом. У большинства растений время от времени наступают периоды резкого замедления или даже почти полной приостановки ростовых процессов, периоды покоя. В покоящееся состояние может вступать как растительный организм в целом, так и отдельные его части (семена, корни, клубни). В некоторых случаях растительный организм может находиться в растущем состоянии, а отдельные почки — в покоящемся (спящем).

Переход растения или его отдельных органов в покоящееся состояние, прежде всего, является приспособлением к перенесению неблагоприятных условий. В большинстве районов земного шара наблюдается периодическое наступление времен года, неблагоприятных для растений. Это периоды низкой температуры или пониженной влажности. В этих случаях растение сохраняет жизнеспо­собность лишь при условии перехода в состояние покоя.

Переход в покоящееся состояние часто сопровождается утратой (опадением) отдельных органов (листьев) или даже целых побегов. Именно в таком состоянии многолетние растения переживают зимний период. Таким образом, переход растения в покоящееся со­стояние предохраняет его от гибели под влиянием мороза или сильной засухи. Однако покой — это не только защитная реакция организма против неблаго­приятных условий. Растения переходят в покоящееся состояние и при наличии всех условий, необходимых для роста. Временная приостановка ростовых про­цессов характерна и для тропических растений, несмотря на благоприятные условия в течение целого года. Если растение не прошло периода покоя, в последующем темпы роста его снижаются, ухудшается плодоношение. После периода покоя рост растений усиливается.

Таким образом, в период покоя, по-видимому, про­исходят определенные изменения, подготавливающие последующий рост. Все сказанное позволяет считать, что период покоя — не только приспособление к неблагоприятным условиям, но и необходимое звено онтогенеза растений. Различают покой вынужденный и глубокий. Эти виды покоя находятся в раз­ной зависимости от внешних условий. Вынужденный покой вызван неблагоприят­ными условиями.

Обычно растительный организм вступает в вынужденный покой при отсутствии какого-то фактора, необходимого для ростовых процессов. Как толь­ко этот фактор изменяется в благоприятном направлении, ростовые процессы во­зобновляются. Сухие семена не прорастают до тех пор, пока не будет достаточного количества воды. Некоторым семенам для прорастания необходим свет. Весной почки не распускаются, пока температура не поднимется до определенного предела.

Таким образом, растение или орган, как только будут обеспечены всеми необходимыми условиями для роста, легко выходят из вынужденного покоя. Растения или органы, находящиеся в глубоком покое, не переходят к росту даже при наличии благоприятных условий. Из глубокого покоя растительные организмы выходят лишь по окончании определенных физиолого-биохимических изменений, подготавливающих последующий рост. Вынужденный и глубокий покой могут совпадать во времени.

Характер покоя различен, раз­личны и части растения, впадающие в состояние покоя. Однако есть и общие черты, характеризующие покоящееся состояние. Это отсутствие видимого роста. В период покоя может происходить скрытый рост. Так, наблюдения показывают, что в зимний период почки несколько увеличиваются в размерах. Наряду с замед­лением роста в период покоя уменьшается.

Источник

Периодичность роста и период покоя.

Во многих местах земного шара закономерно сменяются вре­мена года, а вместе с этим чередуются благоприятные и небла­гоприятные периоды для роста растений. В процессе длительной эволюции растения приспособились к перенесению неблагоприят­ных условий, иначе они не могли бы существовать во многих регионах Земли. Эта приспособленность заключается в том, что организм растет не в течение всего года, а только в его благопри­ятные периоды, т. е. рост растений отличается периодичностью. Таким образом, активный рост сменяется в жизни растений пе­риодами покоя, под которым понимается закономерно наступающее временное прекращение видимого роста, обусловленное изменени­ем обмена веществ в клетках. Различают полный и частичный покой организма. Ц о л- ный — это состояние покоя всего организма в целом. Так впадают в состояние покоя многолетние растения на период зимы. При частичном покое ему подвержены только отдельные органы, например спящие почки у основания ствола дерева, которые на­ходятся в таком состоянии много лет, до гибели основного ствола или до его срезания.

Кроме того, различают три состояния покоя: органиче­ский, когда растение нельзя вывести из этого состояния ника­кими способами; глубокий, при котором из него можно вы­вести сильнодействующими средствами (теплыми ваннами, эфиризацией). Надо отметить, что различия между органическим и глубоким покоем нечетки, и многие физиологи не различают эти две формы. Наконец; вынужденный покой, когда рас­тение выходит из этого состояния при действии самых обычных экологических факторов, например, семена многих растений пе­реходят в активное жизнедеятельное состояние при увлажнении. Главным при переходе растений в состояние покоя является изменение их физиологического состояния. При этом, во-первых, снижается гидрофилыюсть коллоидов цитоплазмы, которые теряют воду и из состояния золя переходят в гель. Во-вторых, происходят изменения в содержании различных групп регуляторов роста. Уменьшается количество веществ, активирующих рост — аукси­нов, гиббереллинов, цитокининов. Одновременно увеличивается количество ингибиторов роста — абсцизовой кислоты и ее анало­гов, этилена, эфирных масел, дубильных веществ, алкалоидов. Эти изменения сильнее выражены в покоящихся, но склонных к про­растанию органах растения — в почках, глазках клубней, семенах. Происходят превращения ранее накопленных углеводов, например, крахмал превращается в запасные сахара или в жирные масла (у некоторых древесных растений). Одновременно это повышает ус­тойчивость растений к неблагоприятным экологическим факторам, например к низким отрицательным температурам. Наконец, при переходе в состояние покоя в клетках происходит обособление цитоплазмы, впервые описанное П. А. Генкелем. Оно заключается в том, что цитоплазма слегка отстает от оболочки клетки, при этом плазмодесмы втягиваются внутрь. Снаружи протопласт по­крывается липидными и дубильными веществами, внутри умень­шается содержание аминокислот. Все это приводит к значитель­ному снижению обмена веществ и переходу клетки к к р и п т о- б и о з у — состоянию скрытой жизни. Однако полностью обменные процессы даже при глубоком покое не прекращаются, они только значительно замедляются. Не оста­навливается полностью и рост, он становится микроскопическим, невидимым невооруженному глазу. Весной же мы неожиданно для себя обнаруживаем набухание почек древесных растений — это есть результат их замедленного микроскопического роста в течение зимы. Состояние покоя играет большую биологическую роль в жизни растений. Оно служит необходимым приспособлением для перене­сения растениями неблагоприятных периодов — холодной зимы ъ умеренных и полярных поясах и жаркого сухого лета в тропиче­ских широтах. Кроме того, период покоя является часто необхо­димым этапом, без которого невозможно дальнейшее развитие и прохождение онтогенеза растения. Так, не пройдя периода покоя, не развиваются и не растут только что выкопанные клубни кар­тофеля. Так же, не пройдя периода покоя, не прорастают семена многих дикорастущих растений, им необходим длительный период пониженной температуры (стратификация). Таким образом, период покоя не всегда связан с действием каких-либо неблагоприятных факторов, а может быть просто необходимым этапом онто­генеза. . Период покоя имеет и важное практическое, сельскохозяйст­венное значение. В условиях климата умеренного пояса переход в состояние покоя предохраняет культурньье растения, особенно плодовые, от вымерзания. Важное значение имеет это состояние для хранения растениеводческой продукции,-которая в основном запасается в живом состоянии. Если бы не состояние покоя, со­хранить в течение зимы клубни картофеля, корнеплоды свеклы, моркови была бы совершенно невозможно, а семена прорастали бы сразу же после созревания, как это иногда бывает во влажную осень с семенами ржи. Состояние покоя нe является чем-то незыблемым и неизмен­ным, его можно изменять, т. е. укорачивать или удлинять. Про­дление покоя необходимо для лучшего хранения корнеплодов и картофеля; это достигается обработкой их в начале хранения пре­паратами, ингибирующими рост. К их числу относятся гидразид малеиновой кислоты, гидрел, хлорхолинхлорид (ССС, ТУР). Ускорение выхода раст. из состояния покоя (так называемая выгонка) применяется для получения цветущих растений зимой или ранней весной. С этой целью цветоводы издавна применяют теплые ванны или воздействие парами эфира.

Источник

Влияние внешних условий на рост растений. Периодичность роста, типы покоя.

1. Свет. Рост растений может происходить как на свету, так и в темноте. Зеленые части растений, выросшие в темноте, приобретают ряд морфологических особенностей, отличающих их от растений, выросших на свету. У них, как правило, длинные стебли, листовые пластинки недоразвиты, недоразвиты устьица, механические ткани. Растения лишены хлорофилла и имеют бледно-желтый цвет из-за присутствия каротина.На рост растения влияет не только интенсивность света, но и его спектральный состав.Выявлено, что коротковолновая часть спектра стимулирует процессы клеточного деления, но задерживает вторую фазу роста – растяжение.Красный свет, наоборот, несколько подавляет клеточное деление и стимулирует линейный рост органа.Этиоляция – важная приспособительная реакция проростков растений, находящихся в почве, за счет быстрого вытягивания гипокотиля побег выносится на поверхность, на свет.

2. Температура. В пределах от 0 до 35 о С влияние температуры подчиняется правилу Вант-Гоффа, но выше 35 – 40 о С скорость роста снижается. Установлено, что растения интенсивнее растут в ночное время суток, оказывается, что смена температур повышенной дневной на пониженную ночную является благоприятной для роста растений. Это явление называется термопериодизм. Объяснение этому явлению заключается в том, что при понижении температуры активно работают ферменты, катализирующие распад крахмала до сахаров, которые передвигаются к точкам роста, благодаря чему скорость роста увеличивается.

3. Содержание воды. Снижается скорость деления клеток, т.е. скорость эмбриональной фазы, а особенно скорость фазы растяжения, т.к. она основана именно на поступлении воды. Насыщенность клеток водой называют гидратурой.

4. Газовый состав атмосферы и почвы. Для роста растений необходимо присутствие кислорода, но рост растений мало страдает при понижении концентрации кислорода, т.к. включаются адаптационные механизмы, благодаря которым используется кислород нитратов, сульфатов (нитратное, сульфатное дыхание).

5. Избыток СО2 приводит к увеличению растяжимости клеточных стенок и кратковременному усилению роста тканей. Это связано с тем, что избыток СО2 повышает кислотность стенок, что вызывает активацию гидролаз и повышение эластичности клеточных стенок, что ведет к повышению скорости роста растяжением.

6. Минеральное питание. Необходимо достаточное снабжение всеми компонентами минерального питания, но особая роль принадлежит азоту, в связи с тем, что образование двух основных гормонов (ауксина и цитокинина), регулирующих процессы роста, зависит от содержания азота.

Околосуточные ритмы тесно связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры и других факторов среды, причем сложившаяся периодичность физиологических процессов некоторое время сохраняется у растений и при изменении условий среды, вследствие чего эти ритмы названы эндогенными. Благодаря эндогенным ритмам живые организмы хорошо приспособлены к тем условиям, в которых они обитают, мало завися от случайных погодных флуктуации. Кроме суточной периодичности рост растений подвержен изменениям в течение сравнительно длительных периодов, например сезонной периодичности. Такая периодичность выражается в образовании годичных колец в древесине растений умеренного пояса, у которых рост стволов в толщину, достигая максимума в летнее время, прекращается осенью.

Покой – это физиологическое состояние растений, когда все жизненные процессы заторможены. У растений периоды роста чередуются с периодами покоя. Различают покой вынужденный и физиологический. Вынужденный покой обусловлен только факторами внешней среды, например, низкими температурами в зимнее и ранневесеннее время. Физиологический покой обусловлен эндогенными причинами.

Переход в состояние покоя связан со снижением общего уровня гидрофильности коллоидов и обводненности цитоплазмы. Происходят процессы обогащения цитоплазмы жирами и фосфатидами. В результате этих явлений понижается проницаемость тканей, усиливаются гидролитические и ферментативные процессы. Состояние покоя регулируется соотношением фитогормонов: цитокинины и гиббереллины выводят из состояния покоя.

Ростовые движения (геотропизм, фототропизм, хемотропизм и др.). Настии.

Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения меняют ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с ростом — ростовые и с изменениями в тургорном напряжении отдельных клеток и тканей — тургорные. Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов: тропические движения, или тропизмы,— движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, или настии,— движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры и др.). В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фототропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм. Геотропизм — движения, вызванные односторонним влиянием силы тяжести. Если положить проросток горизонтально, то через определенный промежуток времени корень изгибается вниз, а стебель — вверх. Фототропизм — движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон органа. Если свет падает с одной стороны, стебель изгибается по направлению к свету — положительный фототропизм. Корни обычно изгибаются в направлении от света — отрицательный фототропизм. Хемотропизм — это изгибы, связанные с односторонним воздействием химических веществ. Хемотропические изгибы характерны для пыльцевых трубок и для корней растений. Гидротропизм — это изгибы, происходящие при неравномерном распределении воды. Для корневых систем характерен положительный гидротропизм. Аэротропизм — ориентировка в пространстве, связанная с неравномерным распределением кислорода. Аэротропизм свойствен в основном корневым системам. Тигмотропизм — реакция растений на одностороннее механическое воздействие. Тигмотропизм свойствен лазающим и вьющимся растениям. Настические движения бывают двух типов: эпинастии — изгиб вниз и гипонастии — изгиб вверх. В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения, различают термонастии, фотонастии, никтинастии и др. Термонастии — движения, вызванные сменой температуры. Ряд растений (тюльпаны, крокусы) открывают и закрывают цветки в зависимости от температуры.. Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты. Цветки одних растений (соцветия одуванчика) закрываются при наступлении темноты и открываются на свету. Никтинастии («никти» — ночь) — движения цветков и листьев растений, связанные с комбинированным изменением, как света, так и температуры. Примером являются движения листьев у некоторых бобовых, а также у кислицы. К ростовым движениям относятся и круговые движения концов молодых побегов и кончиков корней относительно оси. Такие движения называют круговые нутации. Примерами являются движения стеблей вьющихся растений (хмель), усиков лазящих растений. Тургорные движения. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений характерны ритмические движения — у клевера наблюдается поднятие и складывание листочков сложного листа ночью. Сейсмонастии — движения, вызванные толчком или прикосновением, например движение листьев у венериной мухоловки или у стыдливой мимозы. Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с какими-либо изменениями внешних условий.

ФИТОГОРМОНЫ

Открытие и общие свойства фитогормонов. Работы Ч. Дарвина, Бойсена-Иенсена, Холодного, Вента. Гормональная теория тропизмов.

Фитогормоны — низкомолекулярные органические вещества, вырабатываемые растениями и имеющие регуляторные функции. Гормоны в органах — ауксинами богаче всего верхушечные меристемы стебля, гиббереллинами и флоригеном — листья, цитокининами — корни и созревающие семена. Фитогормоны регулируют многие процессы жизнедеятельности растений: прорастание семян, рост, дифференциацию тканей и органов, цветение, созревание плодов и т. п. Химические соединения, которые вырабатываются в одних частях растений и оказывают своё действие в других, проявляют свой эффект в исключительно малых концентрациях, обладают (в отличие от ферментов) обычно меньшей специфичностью действия на процессы роста и развития, что объясняется разным состоянием работы генов воспринимающих клеток, от которого зависит результат действия гормона, а также разным соотношением между собой различных фитогормонов (гормональным балансом). Эффект фитогормонов в значительной мере определяется действием других внутренних и внешних факторов. Гормоны разных растений могут отличаться по химической структуре, поэтому они сгруппированы на основании их эффекта на физиологию растений и общему химическому строению. Пять групп фитогормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота, газ этилен. В последнее время к ним относят брассины (брассиностероиды). Условно можно отнести первые три группы—ауксины, гиббереллины и цитокинины и частично брассины — к веществам стимулирующего характера, тогда как абсцизовую кислоту и этилен — к ингибиторам.

Ч. Дарвин описал опыты по изучению изгибания проростков злака по направлению к свету. Было установлено, что свет воспринимается только самой верхушкой колеоптиля, тогда как изгиб происходит в нижележащей зоне, которая сама по себе нечувствительна к свету.

П. Бойсен-Йенсен установил, что если отрезать верхушку колеоптиля, а затем снова насадить ее так, чтобы между верхушкой и отрезанной частью поместилась бы прослойка из желатина или агара, то при освещении получатся такие же изгибы, как у нормальных колеоптилей. Следовательно, фототропическое раздражение передается через прослойку агара или желатина. Значит, верхушка проростка поставляет некое химическое вещество, и его перемещение определяет изгиб колеоптиля при одностороннем освещении.

Н. Г. Холодный, повторяя и модифицируя опыты Ч. Дарвина, предположил, что при геотропических изгибах важно наличие верхушки корня. В ней тоже образуется гормон, который перемещается от верхушки в нижележащую зону корня. Н. Г. Холодный и Ф. Вент дали объяснение изгибам проростков и корней. Они создали независимо друг от друга гормональную теорию тропизма и роста растений. Суть ее в следующем: под влиянием одностороннего освещения гормон смещается на затененную сторону проростка. Повышение его концентрации вызывает усиление роста, и проросток изгибается по направлению к свету.

Ф. Вент придумал связан оригинальный метод определения основного гормона роста — ауксина. Срезанная верхушка, положенная на агар, способна отдавать ему находящийся в ней гормон. Крошечный кубик из такого агара со стороной всего 2 миллиметра и расположенный на колеоптиле с отрезанной верхушкой только не прямо, а смещенный в сторону вызывает через час рост и искривление колеоптиля овса. По углу искривления судят о концентрации гормона. Чем больше угол, тем больше концентрация гормона

2. Ауксины. Строение, содержание, синтез, распределение в различных частях растений.Окислительный распад. Полярный транспорт.

Ауксины — это вещества индольной природы. Основным фитогормоном типа ауксина является b-индолилуксусная кислота (ИУК). Наиболее богаты ауксинами растущие части растительного организма. Образование ауксинов в большинстве случаев идет в меристематических тканях. Ауксины передвигаются из верхушки побега вниз к его основанию, а далее от основания корня к его окончанию. Таким образом, передвижение ауксинов полярно. Полярное передвижение ауксинов идет по проводящим пучкам со скоростью, значительно превышающей скорость обычной диффузии. Недостаток кислорода, торможение процесса дыхания с помощью различных ингибиторов приостанавливают передвижение ауксинов. Во взрослом дифференцированном растении при высокой концентрации гормона может наблюдаться и неполярное передвижение ауксинов вверх по растению с током воды по ксилеме. Ауксин, образующийся в кончике корня, может, по-видимому, передвигаться на короткие расстояния вверх, в зону растяжения. Основным источником для образования b-индолилуксусной кислоты (ИУК) является аминокислота триптофан. Синтез ИУК идёт как минимум в три стадии: декарбоксилирование, дезаминирование, окисление. ИУК может синтезироваться из индола и индолглицерофосфата. Именно в апикальной меристеме сосредоточен синтез ауксинов. Содержание ИУК зависит не только от скорости образования, но и от быстроты разрушения. Основным ферментом разрушения ИУК является ИУК-оксидаза (ОИУК). Наряду с ферментативным окислением ИУК большое значение имеет ее разрушение на свету (фотоокисление). Другим путем разрушения ИУК является декарбоксилирование. В клетках присутствует конъюгированный, т. е. связанный ауксина, который, как правило, неактивен. В клетках ауксин содержится в цитозоле и хлоропластах. Основными факторами, влияющими на содержание ауксина в растительных клетках являются следующие: триптофан-зависимый синтез ауксина, триптофан-независимый синтез ауксина, транспорт, окисление и декарбоксилирование, конъюгация. Образование ИУК зависит от снабжения растения азотом, обеспечения растения водой. Освещение уменьшает содержание ауксинов, а затемнение увеличивает. Под влиянием микроорганизмов содержание ауксинов у высших растений заметно возрастает.

Источник

Adblock
detector