Большой период роста растений

1. Понятие о росте и развитии растений.

В результате процессов водообмена, минерального питания, фотосинтеза, дыхания, обмена веществ и энергии, протекающих в растении, оно (растение) растет и развивается. Рости и развитие являются важнейшими проявлениями жизнедеятельности растения. Под ростом понимается необратимое увеличение размеров, массы растения, обусловленное новообразованием органов, тканей, клеток, отдельных клеточных органелл.

Развитие – ход генетически обусловленных качественных биохимических, физиологических, морфологических изменений, происходящих в растении в течение его жизни – онтогенеза. Развитие – это структурные и функциональные изменения организма. Процессы роста и развития тесно взаимосвязаны, взаимозависимы. Не может быть роаста без развития и – наоборот. Например, при недостатке освещения, нормальной водообеспеченности, обильном азотном питании, быстрый рост сопровождается медленным развитием. А при интенсивном освещении, высокой температуре и недостаточном водообеспечении, быстрое развитие растений сопровождается медленным ростом.

Особенностями роста и развития каждого растения определяется его способность использовать условия его жизни.

В целом же характер роста и развития зависит, в первую очередь от генетических фаторов.Они определяют такие признаки как одно- двух- и многолетность, тип скороспелости, общую продуктивность, устойчивость к стрессорам (неблагоприятным факторам) и др. Однако, реализация потенциальных возможностей растения, обусловленного его генетической природой, во многом зависит от внешних условий, в которых оно развивается.

2. Клеточные основы роста.

Рост и развитие организма начинается с серии делений оплодотворенной яйцеклетки – зиготы. В результате и появляются различные ткани, органы.

В основе роста растений, его тканей, органов лежит увеличение числа и размеров клеток, т.е. их рост. Каждая клетка растения в процессе роста проходит три фазы:

Эмбриональная фаза проходит в зонах нарастания, состоящих из клеток меристемы. Верхушка побега (до 30 см), прикрыта почкой. Верхушка корня прикрыта (защищена) чехликом. Каждая клетка возникает в результате деления из другой эмбриональной клетки. Толчок к делению – изменение ядерно-плазматического отношения. Рост – за счет увеличения массы протоплазмы. В таких клетках вакуолей нет. В морфологически нижней части зоны нарастания эмбриональные клетки переходят во вторую фазу – фазу растяжения. В этой фазе клетки перестают делиться. Появляются вакуоли за счет тургора – растяжения. Клетка увеличивается в 50-100 раз. Рост идет, главным образом, за счет увеличения объема. Клетки лишены индивидуальных особенностей. Эти особенности проявляются в третьей фазе – дифференцировки. Химические, физиологические, анатомические особенности, что приводит к формированию из разных клеток разных тканей. Рост идет, главным образом, за счет утолщения клеточной оболочки.

3. Типы роста органов растений.

Различным органам растения свойственны разные типы роста. Это зависит от расположения зоны нарастания. Этим рост растения отличается от роста животных. Существуют следующие типы роста:

1. Апикальный (верхушечный) апекс. 2 -30 см – до 50 – побег. Корень примерно 10 мм.
2. Базальный.
3. Интеркалярный (вставочный). Бамбук.
4. Латеральный (боковой).
5. Каллусный (раневой).

В результате изменений, происходящих на клеточном уровне, формируется внешний облик растения. Этот процесс называется формообразование или морфогенез. Он включает в себя процессы роста и развития клеток (цитогенез), тканей (гистогенез) и органов (органогенез), которые генетически запрограммированы и скоординированы между собой.

Морфогенез = цитогенез + гистогенез + органогенез

Апикальные меристемы надземных побегов и корня представляют собой не только образовательные ткани, из которых формируется весь растительный организм, но и главные координирующие (доминирующие) центры, влияющие морфогенетические процессы в целом растении. В результате апикального доминирования, т.е. торможения роста боковых побегов, ствол деревьев растет немного быстрее, чем боковые ветви. Вследствие этого, деревья имеют более или менее конусовидную форму кроны.

Апикальное доминирование усиливается при боковом затенении и ослабляется при хорошем освещении. Это можно наблюдать на деревьях, растущих в лесу и на открытом месте. Процессы роста можно оценить количественно. Если измерить прирост массы, объема или высоты за единицу времени (сутки, вегетационный период), то получим величину, называемую «интенсивностью роста».

Если же проследить за интенсивностью роста отдельной клетки, ткани, органа или целого растения, то можно обнаружить общий характер их роста, который можно изобразить S – образной кривой роста.

Источник

Закон большого периода роста

Важная особенность роста растений – ритмичность, чередование процессов интенсивного роста и замедленного. Существуют ритмы, следующие за изменением во внешней среде и ритмы, контролирующиеся внутренними факторами. В северных широтах рост прерывается продолжительными периодами торможения, индуцированные (вызываемые) укорочением длины дня в конце лета и осенью, и понижением температуры. Такое отсутствие видимого роста называется покоем растений. Он бывает вынужденным и физиологическим.

Другим ярким проявлением периодичности роста являются годичные кольца – слои прироста древесины ствола или ветви дерева. Эти слои отчетливо видны на поперечном срезе в виде концентрических колец. Годичные кольца нарастают каждый вегетационный период от центра к периферии в результате периодической деятельности камбия. Годичные кольца состоят из двух частей – ранней (более светлая, расположенная ближе к центру, откладывается весной) и поздней (более темной, откладывается летом) древесины. При неблагоприятных погодных условиях или при кратковременном превращении деревом ассимиляции в середине вегетационного периода, образуется два кольца. Одно из них, расположенное ближе к центру, называется ложным. В экстремальных условиях, часто годичные кольца выпадают, так как слой нароста древесины может не образовываться. Чаще в нижней части ствола и у старых деревьев. По широте годичные кольца можно судить о приросте. Ширина годичных колец у разных пород – разная. По числу годичных колец можно определить возраст.

4. Зависимость интенсивности роста от внутренних факторов и внешних условий.

• Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом.
• Гетерозис – «гибридная сила» — ускорение роста, повышение продуктивности гибридов первого поколения.
• Фитогормоны.

• Температура.
• Освещенность (интенсивность и спектр).
• Влажность.
• ЭМП.
• Концентрация О₂ и СО₂.

Влияние температуры. Три кардинальных температурных точки: min, opt, max. Более всего растения различаются по min температуре. Например, для пшеницы min температура ≈ 0-5°C, для огурца – 15-18°C. Для роста многих растений благоприятной является изменчивость температуры в течение суток. Повышение днем и понижение ночью. Это явление называется термопериодизмом (ночью лучше растут корни).

Влияние света. Свет – фактор фотосинтеза – нет фотосинтеза – нет роста. Вместе с тем, рост клеток в фазу растяжения, а значит, линейный рост всего растения тормозится. А при недостатке света растения – наоборот вытягиваются. Под действием света в растении интенсивно происходит дифференциация клеток и образование механических, покровных и проводящих тканей.

Влияние спектрального состава. Синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи задерживают рост, подавляя рост клеток в фазу растяжения. Красные и инфракрасные лучи подавляют процессы деления клеток, но активируют растяжение.

Водный режим. Оптимальная влажность почвы – 60-80 ПВ. Относительное насыщение клеток водой – примерно 100% (меристем). При недостатке воды в почве и воздухе фаза растяжения клеток заканчивается слишком рано, а фаза дифференциации начинается в клетках недостаточно полных размеров. В результате растения получаются низкого роста.

ЭМП. Азот – элемент роста входит в состав ауксина и цитокинина.

Источник