Виды покоя. Внутренние и внешние условия перехода растений в состояние покоя и выхода из него
В природе у растений наблюдается чередование периодов интенсивного роста и замедления или полной остановки роста.
Это явление носит название периодичности роста.
Возрастная периодичность роста зависит только от внутренних генетических факторов и связана с онтогенезом растения.
сбрасывают осенью свои листья, а иногда и целые укороченные побеги, приостанавливают рост и впадают в состояние покоя. Здесь мы имеем дело с сезонной периодичностью роста.
Различают и суточную периодичность роста.
Большинство растений на юге страны более интенсивно растет ночью, а на севере — днем.
Объяснение этого факта находим в различиях температуры.
Состояние покоя — это закрепленное наследственностью приспособление к перенесению неблагоприятных внешних воздействий, причем эти адаптации настолько сильны, что наши древесные растения средних широт, перенесенные втропики, будут в течение нескольких лет сохранять свойственную для наших широт периодичность роста.
У почек древесных растений различают три вида покоя: предварительный, глубокий (органический) и вынужденный.
- Предварительныйпокой наблюдается в период от момента формирования в пазухе листа новой почки и до листопада.
- Органический покой почек продолжается от листопада и примерно до середины зимы.
- С середины зимы покой становится менее глубоким и постепенно почки становятся готовыми к росту, но не распускаются в связи с низкими температурами (вынужденный покой).
Вынужденный покойлегко нарушить, поставив ветки в воду в теплом помещении. Такие ветки быстро распускаются.
Вывести почки из состояния глубокого покоя можно только довольно сильными воздействиями — такими как теплые ванны, эфиризация, обработка некоторыми другими химическими веществами.
В период предварительногопокояв почках протекают сложные биохимические процессы, после чего они теряют способность распускаться.
Покой семян. Факторы нарушения покоя семян. Приемы ускорения прорастания семян и регулирования роста растений
Покой семян относится к завершающей фазе эмбрионального периода онтогенеза.
Покой бывает вынужденным и органическим. Причиной вынужденного покоя являются различные факторы внешней среды, препятствующие прорастанию, чаще всего неблагоприятная температура или недостаток влаги.
При органическом покое семена в зрелом состоянии не способны прорастать даже при благоприятных условиях.
Экзогенный покой, физический экзогенный покой обусловлен водонепроницаемостью кожуры, имеющей развитую кутикулу и слой палисадных клеток.
Механический экзогенный покой связывается с механическим препятствием прорастанию, создаваемым околоплодником или его внутренней частью.
Удаление скорлупы ускоряет прорастание семян.
Химический экзогенный покой вызывается содержащимися в семенах ингибиторами, предотвращающими их прорастание в неблагоприятных условиях.
Эндогенный покой. Морфологический эндогенный покой обусловлен недоразвитостью зародыша.
Неглубокий покой проявляется во временной задержке прорастания или определенном снижении всхожести.
Глубокий покой отличается тем, что зародыш, хотя и трогается в рост, но прорастание проходит замедленно и ненормально.
При промежуточном покое в отличие от глубокого извлеченные из семян зародыши прорастают более активно, однако с частыми аномалиями.
Стратификация — переслаивание семян древесных растений с влажным песком, торфом или почвой и выдерживание их при низкой положительной температуре определенное время, различное для разных пород.
При стратификации прекращение покоя связано с рядом глубоких изменений.
Прием скарификациииспользуется для семян с твердыми семенными покровами.
Промывание семян водойпроводится с целью удаления из них ингибиторов роста.
Оказывает влияние как на первичный, так и на вторичный покой.
Физические факторы нарушения покоя семян.Температура.
Выводить семена из состояния покоя можно как более высокими, так и более низкими температурами или их переменным действием.
В зависимости от места выращивания семян условия стратификации неодинаковы.
Вода. Важнейшее условие и в большинстве случаев лимитирующий фактор прорастания семян. Однако избыток влаги, как правило, оказывает негативное влияние на них.
Для начала прорастания семян кислород требуется в очень малых количествах, поэтому считается, что этот элемент нужен не в качестве фактора нарушения покоя семян, а для его индукции.
Повышенные концентрации СО2 могут нарушить покой семян различных видов.
Свет. Фитохром контролирует прорастание семян и цветение, ускоряя катаболический распад полисахаридов, липидов и белков.
Источник
Период покоя древесных растений
Зимний покой в жизни древесных растений
Годичный жизненный цикл древесных растений умеренной зоны характеризуется двумя этапами: 1) периодом интенсивного роста (весной и в первой половине лета) и 2) периодом покоя. Покоем называется такое состояние растения, когда отсутствует рост надземной его части (все остальные процессы жизнедеятельности не прекращаются в нем — они продолжаются, но с пониженной интенсивностью). Отсутствие видимого роста в данное время является единственным признаком состояния покоя. Единственным потому, что физиологические и биохимические процессы, происходящие в растениях в это время, мало исследованы. Важно подчеркнуть, что именно состояние покоя (отсутствие роста) преобладает в жизненном цикле древесных растений нашего, то есть латвийского климата, — оно начинается во второй половине лета и продолжается до весны следующего года.
В наших климатических условиях период покоя в основном совпадает с холодным временем года и рассматривается как приспособительная реакция растений, позволяющая им устоять в неблагоприятных для роста внешних условиях. Но покой наступает уже летом, когда условия для роста и вегетации еще вполне благоприятны. А роста все-таки нет — он прекращается задолго до наступления холода и листопада. Но вот что примечательно — явление покоя наблюдается и у деревьев, произрастающих в тропиках, хотя там климатические условия более или менее постоянные. Все это говорит о том, что покой нужно рассматривать как необходимое звено в ходе развития древесных растений.
Выше уже было сказано, что сущность процессов, происходящих в растениях в периоде покоя, пока не выяснена. Зато ясно другое, а именно: без прохождения
периода покоя растения не могут нормально расти и развиваться. Об этом свидетельствуют многие опыты круглогодичного выращивания древесных растений в оранжереях, где были обеспечены самые благоприятные для роста температурные и световые условия: перенесенные осенью в оранжерею, растения весной не распускались и свой рост не возобновляли или распускались частично и образовывали ненормальные листья и побеги. Значит, чтобы быть способными нормально расти, растения обязательно должны пройти период покоя, для чего нужны определенные внешние условия, среди которых существенное значение имеет пониженная температура. Сказанное — не голое умозаключение. Это доказано экспериментально:
перенесенные осенью в оранжерею растения были потом перемещены в условия пониженной температуры. Результат этого перемещения был виден воочию — растения распустились и росли нормально.
В естественных условиях деревья, прекратившие рост во второй половине лета, возобновляют его только весной следующего года, то есть после воздействия зимних низких температур. Установлено, что для прохождения покоя каждой породе древесных растений необходимо определенное количество дней с пониженной температурой — от десяти дней до нескольких месяцев. Ученым известно, что каждая порода древесных растений характеризуется своей оптимальной температурой, при которой период покоя протекает быстрее и полнее. В среднем эти температуры колеблются от нескольких градусов низке нуля до + 12 градусов
Из наших древесных пород продолжительным покоем характеризуются липа, сосна, осина, береза; коротким — лиственница, сирень и некоторые другие. О продолжительности покоя в естественных условиях судят по распусканию почек ветвей, срезанных с растущих деревьев в разные сроки. Установлено, что большинство деревьев заканчивает свой покой уже в середине зимы — их почки способны распускаться при перенесении в теплое помещение. Но в естественных условиях они не распускаются из-за отсутствия благоприятных внешних факторов.
Что происходит в растениях при пониженной температуре? Какие внутренние изменения заставляют их прекращать свой рост и снова возобновлять его после определенного срока? Установлено, что во время интенсивного роста в растениях снижается содержание нуклеиновых кислот; в состоянии же покоя количество последних увеличивается. Некоторые исследователи считают, что причиной наступления покоя является инактивирование деятельности ауксинов разными веществами — инактиваторами, образующимися во время роста (в период покоя эти вещества исчезают, ауксины снова активируются, и возобновляется рост). Как видим, единой физиолого-биохимической теории о сущности состояния покоя в жизни древесных растений пока еще нет. Об актуальности и важности такой теории излишне говорить: кому все не ясно, что она дала бы возможность управлять процессами, происходящими в растениях во время покоя.
А ведь это означало бы — управлять ростом и развитием растений.
Какое практическое значение имеет изучение периода покоя древесных растений Латвии? У нас период этот совпадает с холодным временем года. Таким образом, состояние покоя самым тесным образом связано с морозоустойчивостью растений. Надо сказать, что морозоустойчивость является не постоянно присущим растению свойством: она высока зимой, но незначительна летом. Первым условием для развития высокой морозоустойчивости является остановка ростовых процессов — наступление покоя. После прекращения роста под влиянием постепенно понижающейся температуры в растительном организме происходят сложные изменения, связанные с превращением питательных веществ и изменением протоплазмы, и деревья без вреда переносят наши низкие зимние температуры, а в условиях искусственного климата переносят даже температуру — 253° С (черная смородина). Большинство наших местных древесных пород своевременно заканчивают свой рост, встречают зиму подготовленными и хорошо переносят холодное время года.
В середине зимы у многих пород «период покоя уже заканчивается, так как растения уже получили достаточно дней низких температур. Они способны приступать к росту, но в природных условиях это, как правило. не происходит из-за отсутствия тепла. Растения в это время от глубокого покоя, обусловленного внутренними причинами, переходят в вынужденный покой, обусловленный внешними обстоятельствами. При повышении температуры во время оттепелей в почках начинаются ростовые процессы, которые являются причиной резкого снижения морозоустойчивости. Когда после оттепели температура снова снижается, деревья повреждаются морозом.
Таким образом, морозоустойчивость деревьев обусловлена не только минимумом зимних температур, но также продолжительностью и глубиной периода покоя.
Изучение периодов роста и покоя как этапов развития растений имеет большое значение, потому что это открывает возможность изменить ритм роста деревьев. Проведены опыты по искусственному чередованию нескольких периодов роста и покоя в один год. Для этого растения были помещены в благоприятные условия с низкой температурой. Саженцы яблони и сирени, получившие таким образом в один год 3 периода покоя и 3 периода вегетации, имели вдвое больший общий годичный прирост в высоту, чем контрольные растения, находившиеся в естественных условиях. Большинство лесных пород умеренной зоны заканчивает рост в высоту в середине лета. Продление периода роста лесных пород (если это не мешает им успешно подготовиться к зиме и накопить питательные вещества) имело бы большое значение для увеличения продуктивности лесных насаждений.
Известно несколько способов введения растений в покой и выведения их из этого состояния. Эффективным способом регулирования роста и покоя являются световые условия. В состояние покоя растения могут войти также во время засухи, под влиянием химикатов и т. д. На укорачивание длины светового дня (искусственным затемнением) многие растения реагируют остановкой роста и наступлением покоя; на увеличение длины дня (искусственным освещением в ночные часы) реакция противоположная: период роста продлевается. Пониженными температурами можно добиться, чтобы растения заканчивали покой и приступали к росту.
Как видно из нашего обзора, наукой кое-что сделано для изучения состояния покоя древесных растений. Но для успешного и целесообразного управления ростом растений этого «кое-что» явно недостаточно: необходимо глубокое и полное познание всех загадочных внутренних процессов,
обусловливающих ритмы роста и составляющих сущность состояния покоя древесных растений.
Источник