82. Фенология, как раздел экологии растений. Фазы вегетации растений, их характеристика, значения для фармакогнозии.
Рост и развитие растений зависят от многих факторов. Большое влияние на эти процессы оказывают сезонные изменения в природе. Наблюдая за наступлением различных этапов и сроками роста и развития растений, человек проводит фитофенологические наблюдения.
Фенология — наука о сезонных изменениях в жизни живой природы (сроки сокодвижения, набухания почек, появления первых листьев, начало и конец цветения, плодоношения, созревания плодов, сроки изменения окраски листьев, начало и конец листопада и т.д.). Часто наблюдения за растениями связывают с другими явлениями природы. Это дает возможность установить взаимосвязи между растениями, животными и неживой природой. Все наблюдения датируют, в результате чего составляют календарь природы для каждой местности.
Основные этапы (фенологические фазы) в сезонном развитии растений:
- Начало годичного цикла (с наступлением весны) — это прорастание семян у однолетников, отрастание побегов из перезимовавших почек у многолетних трав, развертывание (или распускание) почек у деревьев и кустарников.
- Затем следует фаза вегетации, в течение которой идет рост листьев, стеблей и побегов. С появлением бутонов растения вступают в фазу бутонизации, которая сменяется последовательно наступающими фазами цветения, плодоношения, рассеивания плодов и семян (диссеминации).
- Далее в жизни растений приходит пора осенних явлений: у деревьев и кустарников — осеннее расцвечивание листьев и листопад, у многолетних травянистых растений — пожелтение и отмирание надземных органов (полное или частичное), у однолетников — полное отмирание. Все зимующие растения переходят в состояние осенне-зимнего покоя, а однолетники переживают зиму в виде семян.
Источник
3. Фенологические фазы растений, их обозначение и формы учета
и два коротких — переход от вегетации к покою и от покоя к вегетации.
Фенофазы — это регулярно и закономерно повторяющиеся явления роста и развития растения и его отдельных органов.
Цикл прохождения фенофаз составляет 1 год. Этот год делится на 2 основных периода: вегетация и покой. У листопадных растений периоды вегетации и покоя выражены достаточно четко. Период вегетации начинается с набухания почек и завершается листопадом. Относительный покой наблюдается с момента наступления устойчивых холодов и до начала весны. Кроме того, есть еще 2 переходных периода: 1 й – от массового листопада до устойчивых холодов и 2 й – от установления повышенной температуры до набухания почек. Продолжительность периодов зависит от многих факторов, но прежде всего определяется породой и сортом растения.
Период вегетации у листопадных растений имеет следующие фенологические фазы:
закладка и дифференциация цветковых почек,
Существуют и последовательно сменяющиеся явления внутри фенофазы, называемые фазами, которые состоят из более коротких промежутков (например, цветение и рост побегов имеют 2 градации – начало и массовое проявление фазы). Продолжительность вегетации, состоящей из всех фенологических фаз, на юге и севере неодинакова даже в пределах одной породы. Так, например, косточковые и орехоплодные на юге требуют вегетации продолжительностью 7–8 месяцев, а в средней и северных зонах – 5–6 месяцев для всех возделываемых там пород. Продолжительность многих фенологических фаз зависит также и от агротехники. Распускание почек – начинается с набухания почек и заканчивается образованием розетки листьев. Рост клеток приводит к раздвиганию почечных чешуй. Вдоль почки появляется зеленая узкая полоска – зеленый конус, с появлением которого намечаются работы по опрыскиванию и др. Сама вегетативная почка сформировалась в прошлом году, весной из зачатков листьев она образует розетку, а в ее центре появляется побег. Если почка генеративная, то после выдвижения листочков из нее пробиваются бутоны. Генеративную почку можно вычислить заранее по округлой форме и более крупным размерам по сравнению с вегетативной ростовой. На продолжительность распускания почек влияют: влажность воздуха, температура воздуха и почвы, общее состояние и возраст деревьев и кустарников, породные и сортовые особенности. Генеративные почки распускаются на З 5 дней раньше ростовых. Это закономерно для большинства пород. Период от набухания почек до их распускания составляет 7 16 дней у яблони, груши и айвы, 10–12 – у абрикоса, 13–30 – у миндаля, 13–20 – у грецкого ореха на юге России. Если весна ранняя и сухая, продолжительность фенофаз сокращается.
Цветение – в нормальных условиях протекает в течение 5–8 дней. Сначала зацветают лещина и фундук, за ними миндаль, абрикос, алыча, черешня, вишня, европейские сорта сливы и груши, яблоня и айва. Чем позже цветет порода, тем меньше вероятность попадания цветков и завязей под губительное воздействие заморозков. Фенофазу цветения делят на 3 временных отрезка:
— начало цветения, когда на растении распускается 25 % цветков,
— окончание цветения – при 75 % опавших цветков.
Цветение протекает нормально, если температура воздуха поднимается до 8 12 °C. По времени начала цветения сорта делят на 3 группы – ранние, средние и поздние. По многолетним данным, в Подмосковье груша зацветает и проходит данную фенофазу с 3 по 23 мая, яблоня – с 12 по 30, слива – с 4 по 22, вишня – с 5 по 22. Резкое потепление может несколько сократить период цветения, но последовательность протекания цветения по породам сохраняется каждый год. Только часть цветков (5-15 %) используется деревом для закладки урожая, остальные распускаются только для подстраховки на случай больших заморозков, сильных ветров и прочих стихийных бедствий.
Рост побегов. Эта фенофаза распространяется на период от распускания почек до образования верхушечной почки на вызревшем и прекратившем рост побеге. Одни и те же культуры на юге проходят данную фенофазу быстрее, чем на севере. Распустившаяся вегетативная почка сначала удлиняет свою ось, на участке с почечными чешуйками появляются годичные кольца и формируются зачаточные спящие почки. Позднее появляются зачатки листьев и пазушные почки. Эта фаза сопровождается нарастанием междоузлий. Чем короче побег, тем менее заметно растяжение междоузлий вдоль побегов. Сначала наблюдается замедленный рост, потом он резко усиливается, иногда намечается волнообразный рост с последующей летней приостановкой, после чего начинается так называемый вторичный рост, что вызывается перебоями в водоснабжении растения или резкими колебаниями влажности, неправильными поливами. Урожайность деревьев в значительной степени определяется длиной новых побегов и количеством листьев на них. В нечерноземье период летнего роста побегов имеет 1 волну и составляет 60–80 дней для взрослых плодоносящих растений яблони. Самый сильный прирост образуется в июне, когда в сутки длина побега увеличивается на 1,5–5 мм в условиях оптимального обеспечения светом, пищей и водой. Самые крупные листья образуются на наиболее длинных приростах. В июле начинается летний покой для роста побегов. Но осенью рост корней продолжится, хотя побеги уже не изменят своей длины до новой весны.
Вызревание тканей. Эта фенологическая фаза наступает, когда замедляется или прекращается вегетативный рост. Клетки прекращают деление, ранее сформировавшиеся ткани, готовясь к понижению температуры, накапливают запасные питательные вещества (жиры, крахмал и др.). Только достаточно вызревшая древесина способна на следующий год весной обеспечить нормальное прохождение очередных фенологических фаз, связанных с активным ростом побегов, цветением и пр.
Закладка и дифференциация генеративных почек. Продолжительность этого периода зависит от: типа плодового образования, места его расположения на растении, возраста дерева и возраста плодового образования, породы и сорта, агротехники в саду, природных условий. Закладка генеративных почек у яблони проходит с 11 июня по 21 августа, у груши – с 21 июня по 12 августа, у сливы – с 21 июня по 9 августа, у вишни – с 9 июня по 2 августа. В сухие периоды вегетации генеративные почки начинают закладываться раньше, чем при высокой влажности воздуха и почвы. Как только приостановится рост обрастающих веточек, через 2–3 дня деревья приступают к закладке цветковых почек. Доказано, что в условиях Подмосковья при температуре выше нуля у ряда пород почки на плодоносящих деревьях дифференцируются в январе и феврале.
Рост и развитие плодов. От оплодотворения до созревания плодов проходит: у земляники – 25–35 дней, у малины – 35–45, у косточковых – 60 120, у семечковых – 60–70. Сначала молодые завязи имеют травянистый вкус. Со временем нарастает масса плода и внутри происходит накопление сахара, превращение крахмала в сахариды; соотношение сахара и яблочной, уксусной и других кислот определяет в дальнейшем вкусовые особенности сорта. После полного созревания плодов содержание пектинов, повысившееся вначале, немного снижается. Увеличивается содержание летучих эфиров. В верхнем слое околоплодника (экзокарпия) разрушается хлорофилл, появляется антоциан и другие красящие вещества, делающие плод ярким и привлекательным. Твердая ткань мякоти (мезокарпия) размягчается, приобретая характерный запах. Значительные изменения происходят в семенных камерах: темнеют семена, приобретая темно коричневый цвет, плодоножки становятся тоньше, уменьшается прочность отрыва плодов. Если их не убрать вовремя, они опадают под воздействием собственной тяжести
Листопад. К листопадным растениям относятся почти все плодовые и ягодные растения, которые сбрасывают на зиму листву. Листопад – это форма приспособления плодовых и ягодных культур к сложившимся климатическим условиям. Осенью в тканях растения начинает накапливаться крахмал, который при понижении температуры переходит в сахар, в клетках одновременно накапливаются жиры в виде стойких к замерзанию масел. Подготовка растений к морозам определяется временем окончания роста. Запаздывание может стать причиной сильных подмерзаний и даже гибели кустарников и деревьев. Время сбрасывания листвы зависит от ухода и погодных условий.
Период покоя. После завершения периода вегетации наступает четко выраженный покой. Благодаря ему растение может переносить неблагоприятные условия зимнего времени. Началом вступления растения в период покоя считают завершение опадания листьев осенью. Растения, сбросившие листья, к этому времени имеют вызревшие ткани и перестают терять влагу. Уменьшается газообмен, в месте прикрепления плодоножек образуется плотная пробковая ткань. Однако внутри растений продолжаются некоторые биохимические процессы: повышается содержание азотных соединений в клетках, усиливается гидролиз крахмала. В этот период растения умеренного пояса нуждаются в понижении температуры: без воздействия холодов почки не смогут тронуться в рост, они обязательно должны пройти период глубокого покоя. Только после этого растения переходят в следующую фазу – вынужденного покоя, в данной фазе они уже готовы к вступлению в период вегетации.
Подобная закономерность касается только надземной системы: корни лишены естественного (глубокого) покоя, они продолжают работу в земле даже при температурах ниже нуля, для корневой системы природа выделила только вынужденный покой. Продолжительность периода покоя самая большая у семечковых пород, им значительно уступают косточковые.
В сезонном развитии растений установлено (для всех типов растительности) пять фенологических фаз:
Фаза вегетации – появление ростков, развертывание листьев, облиствение.
Фаза бутонизации – появление сформировавшихся, но очень маленьких, едва заметных невооруженным глазом бутонов.
Фаза цветения – отмечается по раскрыванию первых цветков; массовое цветение – раскрывается более половины цветков; конец цветения – раскрытыми остаются единичные цветки.
Фаза плодоношения: начало плодоношения – опадает околоцветник, набухает завязь и завязываются плоды; созревание плодов – изменяется окраска плодов; обсеменение.
Фаза отмирания – отмирание надземных органов.
Фенологические фазы у водных растений, цветущих под водой, останавливаются по тем же признакам, как и у наземных растений. Трудно бывает проследить за наступлением фенологических фаз у растений, проходящих полный цикл развития под водой.
Источник