GardenWeb
Многие читатели по-видимому не представляют, что некоторые явления природы, не разгаданные еще наукой, можно наблюдать на их собственных садовых участках. Возьмем, например, такой вопрос: когда и с какой скоростью растут растения?
Ученые-физиологи указывают, что растения постоянно извлекают воду и минеральные соли из почвы, но не постоянно, а только днем вырабатывают органические вещества (углеводы) из углерода воздуха и воды с помощью энергии солнечного света (в процессе фотосинтеза). Именно совокупное использование продуктов почвенного и светового питания позволяет растениям образовывать новые молекулы, делить, то есть размножать клетки, строить новые ткани и органы. В этом и состоит процесс роста, увеличения тела растения и его дифференцировки.
Наукой доказано, что свет Солнца определенно тормозит процесс роста. Поэтому растение, заготавливающее исходные продукты днем, строить себя из них должно, как правило, ночью. Однако ночью растения растут по этой схеме лишь в идеальных условиях благоприятного юга, где-либо у экватора. Там продолжительность дня и ночи всегда одинаковые, а ночи всегда теплые, что особенно благоприятствует процессу роста. В наших же, относительно северных широтах Земли, условия складываются по-иному. Наши ночи летом очень короткие и недостаточно теплые. Пользуясь только ими, растения не могут успевать вырастать здесь и приносить зрелые семена за период сравнительно короткого лета. По данной причине у нас растения растут, как правило, и ночью и днем. При этом большинство видов растений растет днем заметно быстрее, чем ночью. Причина в том, что днем теплее.
Однако уже установлено, что растения, растущие и у нас быстрее ночью, чем днем, представляются более жизнеспособными, более податливыми на агротехнические приемы повышения урожайности. Об этом следует всегда помнить.
Итак, на одной и той же гряде у вас могут одновременно жить виды или сорта растений, совершенно различные по своим периодам и темпам роста. И в этом каждый опытник может убедиться, сделав для себя довольно неожиданные открытия! Я это говорю серьезно, так как до сих пор список видов растений, уже изученных на тему о суточной периодичности роста, остается очень скудным.
Определить, на сколько миллиметров выросла вверх макушка любого растения за день и на сколько миллиметров — за следующую ночь — довольно просто. Сосчитав эти миллиметры, можно разделить их на число всех часов дня, а также часов ночи. В итоге возникнут цифры средней скорости роста растений за один час: а) днем и б) ночью. Этого достаточно, чтобы все виды растений, измеренные вами, распределились бы по признакам периодов и скоростей роста. Для начинающего опытника такой список представит определенный интерес.
Однако объективный исследователь может возразить нам: вы не знаете, в какой конкретный отрезок дня или ночи действительно росли эти растения. То ли весь день, то ли в некоторые его часы? То же и относительно ночи. И растут ли они с этой скоростью сразу после всходов или лишь в самом активном периоде роста растения?
Чтобы ответить на поставленные вопросы, надо затратить слишком много времени на ежечасные наблюдения за ходом роста, начиная от весеннего всхода до глубокой осени. Таких трудоемких наблюдений никто не проводит. Точная наука избрала иной путь: конструировать и применять автоматические приборы — ростомеры (ауксанографы). Они, не повреждая растений и не мешая им расти, способны регулярно записывать величину образовавшихся новых приростов.
Ростомеры еще не изготавливаются промышленностью, а создаются в некоторых специальных лабораториях только экспериментально. Их типы довольно разнообразны и здесь открыто широкое поле для дальнейших поисков конструкторам из числа садоводов-любителей.
Поднятый в этой статье вопрос вполне злободневен. Под впечатлением ряда первых статей в научных журналах я тоже заинтересовался суточной периодичностью роста растений. Занимался наблюдениями в Калуге на своем участке еще в 1959 году. Считая наиболее удобным периодом активного роста в июне и июле, я за пять суток — с 5 по 10 июля — провел такие наблюдения.
Пользуясь наиболее простым приемом учетов, я проверил темпы роста у растений винограда (15 сортов), яблони (9 сортов), груши дикой, сливы, вишни, смородины черной, смородины золотистой, крыжовника, малины, каприфолии (жимолости), чубушника («жасмина»), ам-пелопсиса, спиреи (таволги) , кукурузы, фасоли, настурции, горошка душистого, гладиолуса, рудбекии, осота полевого, подорожника и тладианты.
Оказалось, что в условиях Калуги все эти растения растут и ночью, и днем. Абсолютное большинство их днем растет быстрее, чем ночью. Но единичные виды растут ночью так же или несколько быстрее, чем днем. Например, виноград сорта Дальневосточный Тихонова растет вверх с одинаковой скоростью и ночью и днем, — по одному миллиметру в час. Груша дикая, малина, ампелопсис (виноградовик), спирея (таволга), рудбекия, фасоль и сорняк — подорожник растут несколько быстрее ночью, чем днем. Фасоль , в частности, растет ночью по 2,4 мм в час, а днем по 2,2 мм. До своих опытов я таких сведений нигде не встречал.
В литературе сообщалось, что из лесных пород способностью к более быстрому чем днем ночному росту обладает сосна. В то же время отдельные исследователи отмечали, что на крайнем севере Европейской части СССР в июне дневной рост растений, длящийся почти все сутки, разви- v вает рекордные темпы. Рожь озимая, бузина, тополь вырастают в высоту за длинный полярный день на 120 мм или на 5 мм в час (А. И. Коровин, 1958).
С тех пор прошло более тридцати лет. Явление суточной периодичности и ритмичности роста вполне подтвердилось. Вопрос этот был значительно разработан в трудах физиолога В. С. Шевелухи — академика Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени Ленина. Он и его сотрудники создали оригинальные ауксанографы. С помощью этих приборов они в течение 12 вегетационных периодов (1965—1976 гг.) проводили в условиях Белоруссии подробные исследования многих культур.
В. С. Шевелухой, например, было установлено, что по ночам растут гораздо быстрее, чем днем люпин, клевер, картофель, свекла сахарная, свекла кормовая, брюква, морковь, цикорий, помидоры.
Однако и теперь сотни видов других культурных растений и тысячи их сортов остаются еще просто неисследованными. Особенно удивительно отсутствие в науке сведений о суточной периодичности роста у растений многих сотен сортов плодовых и ягодных культур. Между тем невольно напрашивается вопрос: не зависит ли качество древесины в побегах и ветвях крон плодовых деревьев от того, когда происходит рост этой древесины —днем или ночью? Одинакова ли бывает морозостойкость ветвей зимою, если летом дерево одной яблони быстрее росло ночью, а другой — быстрее росло днем?
Упомянутые выше простейшие наблюдения я проводил так. От листа миллиметровой бумаги отрезал широкую полосу длиною 50 см и складывал ее вдоль вдвое для прочности (сеткой линий наружу). Около стебля растения втыкал в почву вертикально тонкую деревянную рейку. К ней шпагатом закреплял упомянутую полоску миллиметровки так, чтобы верхняя точка роста стебля оказалась в самом нижнем конце полоски. Стебель растения шпагатом слегка притягивал к рейке. Вечером, после захода Солнца, я ставил авторучкой жирную точку на полоске миллиметровки как раз против верхушки стебля. Рано утром перед восходом Солнца, я ставил новую точку опять же против верхушки подросшего стебля. Следующим вечером ставил третью точку и так далее, в течение пяти суток. Сняв затем полоску миллиметровки с рейки, я замерял расстояние между очередными точками моих меток, подсчитывая количество миллиметровых клеток, накопившихся за пятидневку. Результаты подсчетов переносил в таблицу, в \ которую затем включал вычисленные проценты. Сокращенное изобра- j жение таблицы привожу ниже.
Чтобы точнее определить время, когда день переходит в ночь и наоборот, я пользовался данными обычного отрывного календаря на текущий год наблюдений. В Калуге (около 55 градуса северной широты) светлый день, например в 1992 году начинается 20 мая в 5 ч. 08 мин., 20 июня — в 4 ч. 43 мин., 20 июля — в 5 ч. 12 мин., 20 августа — в 6 ч. 11 мин, Соответственно в те же сутки ночи начинаются в 21 ч. 46 мин., в 22 ч. 20 мин., в 21 ч. 59 мин. и в 20 ч. 54 мин. Примерно в такие сроки времени я и выходил на участок для замеров точек роста.
Сведения о суточной периодичности роста растений желательно записывать одновременно с записью результатов наблюдений за погодой: температурой воздуха, облачностью, ветром и осадками. Это позволит выяснить, как меняется скорость роста растений в зависимости от температуры, влажности воздуха и почвы.
Накопленные садоводами и овощеводами сведения о скорости роста ночью и днем окажутся интересными также в отношении заведомо местных диких растений и особенно, в отношении сорняков, которые вообще растут очень быстро.
Источник
Ученые выяснили, почему деревья растут по ночам
По словам биологов, влажность воздуха играет ключевую роль в том, когда и как быстро растут деревья. Сухой воздух замедляет их рост — сильнее, чем сухая почва. Поэтому деревья растут преимущественно ночью, когда он более влажный.
Дендрометры, установленные на стволах / ©Роман Цвайфель
Международная исследовательская группа под руководством Романа Цвайфеля из Швейцарского федерального института исследований леса, снега и ландшафта выяснила, что деревья растут в основном ночью. Это можно объяснить уровнем влажности воздуха. Подробности работы опубликованы в журнале New Phytologist.
Биологи проанализировали данные, которые получали в течение восьми лет со 170 деревьев семи распространенных видов. Растения были расположены в 50 точках по всей Швейцарии. В итоге ученые собрали примерно 57 миллионов единиц данных. Исследуемые участки входят в программу TreeNet, которая непрерывно измеряет радиус стволов деревьев с помощью высокоточных точечных дендрометров. И параллельно собирает информацию о сухости воздуха и почвы в швейцарских лесах с 2011 года.
Исследование показало, что скорость роста дерева варьируется в течение суток. Ствол может уменьшаться и расширяться в диапазоне от одного до пяти микрометров в час.
Кроме того, ученые пришли к выводу, что сухость воздуха позволяет деревьям расти в основном в ночное время. Днем она сильно ограничивает рост ствола. «Самым большим сюрпризом для нас стало то, что деревья росли даже в умеренно сухих почвенных условиях, когда воздух был достаточно влажным. И наоборот, рост оставался очень низким, когда почва была влажной, но воздух был сухим», — рассказал Цвайфель.
Причина оказалась в следующем: когда воздух становится суше, деревья временно теряют больше воды, чем поглощают через корни. Так, водный потенциал дерева сокращается, а рост останавливается независимо от наличия углеводов.
Близкие вспышки сверхновых способны оказывать заметное влияние на жизнь на Земле и приводить к накоплению радиоактивного углерода-14 в кольцах деревьев.
Источник