Основные фенологические фазы развития растения

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

74 Фенологические фазы развития. Этапы морфогенеза.

Этапы онтогенеза, разработанные М. X. Чайлахяном, дают лишь общее представление о жизненном цикле растения и мало пригодны для практического использования. Между тем агрономам часто бывает необходимо иметь более наглядное представление о развитии растений. Так как процессы роста и развития взаимо­связаны, то, наблюдая рост, точнее, образование новых органов, можно сделать заключение о темпе развития. Это достигается при помощи фенологических наблюдений за фазами развития, т. е. при определении фенологических фаз.

Фенологическими фазами развития называют образование в процессе роста органов, появление которых стано­вится возможным только после прохождения определенных про­цессов развития. Интервалы времени, заключенные между возникновением новых органов, т. е. между прохождением сосед-* них фаз, носят название межфазных периодов. Продол­жительность их более или менее постоянна для растений данного сорта, но в то же время они могут изменяться под влиянием экологических факторов (температуры, увлажнения и др.). Именно эти изменения продолжительности межфазных периодов и должны быть предметом пристального внимания агрономов, так как по ним судят о темпе развития растений. Обычно одну и ту же фазу отмечают два раза: ее начало, когда в данной фазе находится 10 — 20 % растений, и полную фазу, когда ее прохождение можно зафиксировать у 50 — 70 % растений. Фенологические фазы у различных растений неодинаковы. На­иболее четко они определены у однолетних и озимых злаков. Можно выделить следующие фенологические фазы.

Всходы — появление колеоптиля с проходящим через него первым листом. Кущение — образование вторичной корневой системы и так называемого узла кущения, из кото­рого позднее развиваются плодоносящие и неплодоносящие побе­ги. Выход в трубку — образование настоящих стеблей, которые выходят из точек роста, заложенных в узлах кущения. Колошение — выход соцветия — колоса или метелки — из трубчатого стебля. Цветение — появление и раскрытие пыль­ников, перистых рылец у перекрестноопыляемых злаков. Мо­лочная зрелость семян — появление при разрезании завязи семени белой жидкости — «молочка». Восковая зре­лость семян — отсутствие «молочка» при разрезании еще мяг­кого семени. Полная зрелость семян — затвердевание се­мени, которое разрезается с трудом.

У других растений (двудольных) различают иные фазы. Так, у огурца выделяют: развертывание семядоли; появление lrro на­стоящего листа; 3-го настоящего листа; бутонов — бутонизация; первых мужских и первых женских цветков — цветение; первых товарных плодов — плодоношение. У растений, не цветущих в первый год вегетации, фенологи­ческие фазы нельзя выделить четко, они довольно расплывчаты. Например, у корнеплодов можно заметить только всходы, образо­вание розетки листьев (нечетко!), начало образования корнеплода.

Определение темпа развития растений по фенологическим фа­зам производится визуально, поэтому оно выполняется очень бы­стро и не требует специального оборудования. Однако как всякая оценка «на глаз» эти определения не отличаются большой точно­стью, вследствие чего иногда, особенно в первые фазы, могут быть допущены значительные ошибки в оценке развития растений. Бо­лее полная оценка может быть получена при микроскопическом наблюдении этапов морфогенеза растений, которые были описаны Ф. М. Куперман применительно к одно- и двулетним растениям. Исследуя органогенез многих растений, начиная от первичного недифференцированного конуса нарастания и до созревания семян, Ф. М. Куперман выделила 12 этапов морфогенеза, которые свя­зывают воедино процессы развития, происходящие в точках роста с появлением новых органов, т. е. с ростом:

I этап — прорастание семени; образование недифференциро­ванного конуса нарастания;

II этап — дифференциация конуса нарастания на зачаточные узлы и междоузлия стебля и образова­ние зачаточных стеблевых листьев;

III этап — дифференциация главной оси зачаточного соцветия;

IV этап — появление на за­чаточной оси соцветия конусов нарастания второго поряд­ка;

V этап — начало образования и дифференциации цветков;

VI этап — формирование цветка, рост чашелистиков;

VII этап — развитие мужского и женского гаметофита; рост соцветий и по­кровных частей цветка;

VIII этап — завершение образования цветка; образование гамет;

IX этап — цветение, оплодотворение, образование зиготы;

X этап — рост и формирование пло­да и семени;

XI этап — накопление питательных веществ в семени, его налив;

XII этап — превращение питательных веществ в запасные вещества семени.

Таким образом, определение этапа морфогенеза дает более точ­ные представления о развитии растений, чем определение фено­логических фаз. В некоторых случаях это имеет существенное практическое значение, например, при определении жизнеспособ­ности озимых растений во время перезимовки. Дело в том, что их устойчивость к неблагоприятным факторам зимы сильно зависит от степени развития конуса нарастания: чем далее продвигалась его дифференцировка, тем были ниже устойчивость растений и выше опасность их гибели во время зимы.

Источник

Видеоматериалы. Занятие № 42 «Фенологические фазы. Фенология»

Сезонные изменения живой природы, в том числе и растений, изучает особая наука фенология. Ученые-фенологи исследуют периодические явления в природе. Они изучают, например, сроки распускания почек, цветения и плодоношения растений, прилета и отлета птиц, время размножения животных и т.п. Эти наблюдения про­водят в течение многих лет в разных природных зонах. Таким пу­тем выявляют зависимость сезонных явлений от климата и осо­бенностей погоды разных лет.

Тип учебного занятия; изучения и первичного закрепления новых знаний

Дидактическая цель; создать условия для осознания и осмысления блока новой учебной информации.

Формы проведения занятия; лекция, учебный фильм

Фенология. Фенологические фазы. Фенологические спектры. Кущение. Выход в трубку. Колошение.

Вопросы для обсуждения

2.Назовите основные фенологические фазы растений умеренно­го пояса.

3.Почему у хлебных злаков выделяют большое число фенологи­ческих фаз?

4.Что представляют собой подфазы кущения и выхода в трубку у хлебных злаков?

5.Как влияют климат местности и погода на сроки наступления и длительность фенологических фаз? Приведите примеры.

Фенологические фазы. Для удобства фенологических наблю­дений выделяют фенологические фазы (фенофазы), т.е. определен­ные этапы сезонного развития растений. В умеренном поясе обыч­но выделяют семь фенологических фаз:

1 — формирование вегетативных побегов; 2 — бутонизация; 3 — цветение; 4 — плодоношение и обсеменение; 5 — вегетация после плодоношения; 6 — отмирание. Однолетние растения отми­рают целиком, у многолетних трав отмирают надземные побеги, у деревьев — листья и частично побеги; 7 — состояние-покоя.

Эти сменяющие друг друга фенофазы обычно изображают в ви­де графиков-рисунков, называемых еще фенологическими спект­рами .

Особенности фенологических фаз у разных растений. Сравни­вая ход сезонных изменений у разных видов, фенологи обнаружи­ли, что для некоторых растений общая схема фенологических фаз требует уточнений и изменений. Так, у культурных сельскохозяй­ственных злаков — пшеницы, ржи, ячменя и других — фаза весен­ней вегетации может быть разделена на 3 подфазы, которые в на­роде называют всходы, кущение, выход в трубку (рис.1). Всходы появляются у озимых сортов осенью. а у яровых — весной. Подфаза кущения наступает в мае. В это время злаки кустятся, т.е. у них образуется куст из нескольких боковых побегов, которые вырастают из почек, расположенных вблизи по­верхности почвы. В июне начинается выход в трубку, т.е. форми­руются длинные стебли-соломины. Фазу бутонизации у культур­ных злаков называют колошением.

В это время образуются соцве­тия — сложные колосья у пшеницы, ржи, ячменя и метелки у ов­са и риса. Самую важную (для человека) фазу плодоношения у культурных злаков разделяют на четыре подфазы в зависимости от спелости плодов-зерновок. В подфазе молочной спелости эндосперм зерновки еще жидкий и зерновка сочная. Если такую зерновку раздавить, из нее брызнет влага. В подфазе восковой спелости эн­досперм затвердевает, но зерновка еще мягкая. Ее легко разже­вать. В подфазе полной спелости зерновка становится твердой. За­ключительная четвертая подфаза — осыпание спелых зерновок.

Рис. 1. Фенологические фазы и подфазы хлебного злака: 1 и 2 — всходы, 3 — кущение, 4 — выход в трубку, 5 — колошение

У споровых растений, например папоротников, выделяют пять фенологических фаз: 1 — появление улиток, т.е. свернутых завит­ками листьев; 2 — полное развертывание пластинок листьев; 3 — созревание спор; 4 — рассеивание спор; 5 — отмирание листьев.

Влияние климата и погоды на фенологические фазы. Сроки и длительность фенологических фаз зависят от географической широты и климата местности. Так, на юге России, например в Ставрополье, хлебные злаки колосятся обычно в конце мая, в средней России (в Подмосковье) — в июне, а на севере, в Архан­гельской области, — лишь в июле. Обычные сроки фенофаз мо­гут сильно меняться из-за погодных условий. Если лето холод­ное, зерновые под Москвой начинают колоситься только в конце июня. Теплой и ранней весной кроны деревьев в Подмосковье по­крываются зелеными листьями уже в конце апреля — начале мая. Если весна холодная и поздняя, деревья зеленеют лишь в середине или во второй половине мая. Таким образом, погода сильно влияет на сроки наступления и длительность фенофаз растений.

Вот почему для сельского хозяйства так важны точные про­гнозы погоды на длительные сроки, желательно на весь вегета­ционный сезон. Такие прогнозы дают возможность правильно ор­ганизовать сельскохозяйственные работы, вовремя провести сев, прополку и подкормку растений, что значительно повышает их урожайность. Особенно ценно, что на основе долгосрочных про­гнозов погоды можно заранее подготовиться к уборке урожая и не допустить потерь сельскохозяйственной продукции. Слежение за сменой фенофаз растений из космоса с помощью искусствен­ных спутников Земли также помогает в рациональной организа­ции сельскохозяйственных работ.

Источники информации: А.М. Былова. Н.И. Шорина, 1999 (209стр

«фазы пшеницы«

Фенология цветения растений

Фенологические фазы пиона уклоняющегося

Источник