Как приспосабливаются растения к водной, наземно-воздушной и почвеннойй среде?
Водная среда связана с водоемами: океанами, морями, реками, озерами и др. Воды в них разные, где-то стоячие, где-то с достаточно сильными течениями, соленые и пресные. Во многих водах мало кислорода и солнечного света. С глубиной наступает полумрак, а после 200 м глубины свет вообще отсутствует.
Поэтому растения в воде могут расти лишь на небольшой глубине, там куда еще проникает свет. Температура в водной среде не так резко меняется в течение года и суток. Отрицательной температуры воды не бывает, поэтому даже в самых холодных местах она составляет +4 °C.
Большинство водных растений — это водоросли. Однако среди водных встречаются и высшие растения.
В наземно-воздушной среде обитания растет подавляющее большинство растений и почти все высшие растения. Растения суши формируют леса и луга, степи и тундры и другие растительные сообщества. Особенностями наземно-воздушной среды являются большое количество воздуха и света, наличие ветра, во многих местах сильное колебание температуры и влажности в зависимости от времени года и суток.
Наземно-воздушная среда весьма разнообразна. Растения приспособлены к определенным условиям среды. Одни растут на хорошо освещенных участках, другие — в затененных. Одни растения не переносят холода и живут только в теплых широтах, другие — приспособлены к сезонным колебаниям температуры. Из-за такого разнообразия сред растения наземно-воздушной среды отличаются множеством различных форм.
Почвенная среда обитания находится в почве — верхнем плодородном слое земной коры. Почва образуется как смешение частиц распавшихся горных пород и остатков живых организмов (перегноя). Света здесь почти нет, поэтому в почве могут обитать только мелкие водоросли. Однако здесь находятся семена и споры растений, а также корни. Почвенная среда обитания населена в основном бактериями, животными и грибами.
Организменная среда — это тело какого-либо живого организма, которое используется для жизни другим организмом (паразитом). Обычно организм-хозяин дает питательные вещества паразитирующему организму. Например, растение повилика паразитирует на стеблях других растений, поглощая из них питательные вещества.
Растения могут жить только в средах, к которым приспособлены. Если переместить растение в другую среду, то оно может погибнуть.
Источник
3.2. Приспособления растений к почвенным условиям
Почва является для большинства высших растений субстратом, в котором они закрепляются и удерживают в вертикальном положении надземные органы. Из почвы растение получает воду и растворы минеральных веществ, через почву осуществляются многие процессы взаимодействия растения с внешней средой.
Рассматривая плотность почвы, мы можем обнаружить приспособления растений к различным видам этого субстрата.
Псаммофиты – растения, живущие на рыхлых или перемещающихся песках. Приспособления к жизни на подвижном субстрате состоят у них в образовании почек возобновления побегов или зон кущения на уровне поверхности песка. Некоторые из этих растений образуют мощные корневые системы с большим количеством горизонтальных корней, несущих придаточные почки. У других развиты корневища, меняющие глубину залегания и направление роста в зависимости от изменения уровня песка (костер безостый (Bromopsis inermis) и др.).
Эпифиты – растения, поселяющиеся на стеблях или листьях других растений; элементы минерального питания и воду они получают из скоплений растительных остатков близ мест их прикрепления. Наиболее распространенными эпифитами в умеренной зоне являются лишайники и мхи, не имеющие корней. Эпифиты из папоротникообразных и цветковых растений свойственны тропическим и субтропическим лесам.
Олиготрофы – растения, способные жить на бедных минеральным питанием почвах (сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), вереск обыкновенный (Calluna vulgaris), белоус торчащий (Nardus stricta), большинство мхов).
Эутрофы – растения, требовательные к минеральному питанию и живущие только на богатых почвах (дуб черешчатый (Quercus robur) и ясень обыкновенный (Fraxinus excelsior), большинство растений травяного покрова широколиственных лесов, некоторые луговые злаки (овсяница луговая (Festuca pratensis), тимофеевка луговая (Phleum pratense) и др.), бобовые (эспарцет песчаный (Onobrychis arenaria), люцерна серповидная (Medicago falcata) и др.).
Сапрофиты, полупаразиты и паразиты – растения, нуждающиеся в готовых органических веществах. Примерами сапрофитных растений могут служить некоторые лесные орхидеи (гнездовка настоящая (Neottia nidus—avis), ладьян трехраздельный (Corallorhiza trifida) и т.д.); корни у них не имеют корневых волосков и содержат гифы гриба, который участвует в почвенном питании растения (микориза). Корневыми полупаразитами являются многие растения из семейства норичниковых (погремки (Rhinanthus), очанки (Euphrasia), зубчатки (Odontites), марьянники (Melampyrum) и др.); особые приспособления на корнях позволяют им прикрепляться к корням других растений и получать от них дополнительное питание (собственные корни обычно развиты слабо). Примером стеблевых полупаразитов может служить омела белая (Viscum album), живущая на ветвях деревьев, прикрепляясь к древесине корневыми присосками. Немало среди высших растений и паразитов; это заразихи, волчок, повилики, петров крест и др. Петров крест чешуйчатый (Lathraea squamaria)паразитирует на корнях лещины, заразиха кумская (Orobanche cumana) – на подсолнечнике и других культурных растениях, повилика хмелевидная (Cuscuta lupuliformis) – на стеблях многих луговых растений (клевер).
Источник
Адаптация растений к эдафическим (почвенным) факторам
Многие виды растений в процессе эволюции выработали специфические приспособления к широкому спектру почвенных факторов, определяющих тепловой, воздушный и водный режим почвы, ее гранулометрический и химический состав. Эдафические условия произрастания культивируемых растений обусловлены также орографическими (рельеф и микрорельеф), биотическими и антропогенными факторами.
Вопросы эдафической адаптации растений имеют важное значение с точки зрения эффективного использования почвенно-климатических условий, характерных для каждой зоны. Большинство исследователей подчеркивают первостепенную роль корневой системы в адаптации растений к эдафическим факторам.
Решающее влияние на формирование величины и качества урожая оказывают физико-химические и другие свойства почвы. При этом особенно важную роль играет химический состав почвы, из которой в течение биологических циклов растения поглощают около 60 элементов.
Характер эдафической адаптации разных видов растений весьма специфичен. Более того, специфична и адаптация растений к каждому из почвенных компонентов в отдельности. Разная степень развития морфоанатомических структур у растений находится в прямой причинной связи с гранулометрическим составом почвы, а среди растений имеются формы, приспособленные к росту на уплотненной или рыхлой почве. Так, рожь более приспособлена к легким почвам, чем пшеница. Широко известны экотипы костреца безостого, приспособленные к песчаным (легки) и болотным (тяжелым) почвам и соответственно различающиеся по длине корневища (длинные – у песчаных, короткие – у болотных).
Соотношение массы корневой и надземной систем растения в значительной мере зависит от условий внешней среды и обычно увеличивается при недостатке влаги и питательных веществ, а также низких уровнях температуры почвы и содержания в ней кислорода. В стрессовых условиях большую часть ассимилятов растения расходуют на формирование корней, а виды растений, типичные для неблагоприятных почвенно-климатических зон, характеризуются более высоким и менее вариабельным соотношением «корень – побег».
Способность поглощать, накапливать и использовать минеральные элементы у разных видов и сортов растений неодинаковы. У них также различается и потребность в питательных веществах. Они обладают селективной (избирательной) способностью поглощать различные элементы из почвы. Например, подсолнечник может погибнуть вследствие неспособности поглощать из почвы кальций при высоком соотношении магния и кальция в отличие от ржи, которая хорошо растет при разных соотношениях этих элементов. Наибольшей чувствительностью к недостатку марганца отличается овес, менее чувствительны пшеница и ячмень. Низкую устойчивость растений овса объясняют слабой его способностью поглощать марганец. Установлено также, что растения овса более чувствительны к хлорозу, обусловленному дефицитом ионов железа.
Различия между видами и сортами по их способности поглощать минеральные элементы и использовать их для формирования урожай имеют важное значене в условиях адаптивной интенсификации растениеводства. Так, биосинтез сухих веществ на единицу поглощенных элементов питания варьирует от 1,6 у люпина до 4,3 у клевера. Считается, что среди культивируемых видов растений кукуруза наиболее эффективно использует поглощенный азот и калий, хотя и многие другие культуры способны поглощать эти же элементы в значительно большем количестве. Сорта озимой пшеницы, поглощавшие азот с максимальной эффективностью, оказались наиболее высокоурожайными, хотя содержание белка в их зерне было самым низким. Многие виды растений поглощают столько питательных веществ, сколько необходимо для их роста.
В практическом плане важно учитывать, что для обеспечения оптимального роста растений необходим весь комплекс элементов питания. Азотные удобрения будут эффективны только на достаточном фоне фосфорно-калийного питания. Ни один важнейший элемент питания нельзя заменить другим элементом. Это обстоятельство является основополагающим в адаптивной системе применения удобрений при выращивании сельскохозяйственных культур.
Недостаток, как и избыток, химических элементов в почве нередко приводит к физиологическим заболеваниям (хлороз, некроз), а также к различным физиологическим нарушениям, приводящим к угнетению растений и морфофизиологическим изменениям (задержка роста, нарушение репродуктивных процессов, позднее созревание и т. д.).
Исключительно важное значение имеет устойчивость культивируемых растений к засолению почвы, или солеустойчивость, поскольку засоленные в той или иной степени почвы занимают около 30 % суши. Засоление связано с высокой концентрацией в почве хлоридов, сульфатов, карбонатов и может быть хлоридным, сульфатным, содовым, а также комбинированным. В зависимости от устойчивости к засолению выделяют две группы растений: галофиты (солевыносливые, выдерживающие высокие концентрации солей) и гликофиты (почти все культивируемые растения, с пониженной солеустойчивостью).
Вредное действие засоления субстрата на растения является следствием ионных и осмотических эффектов. В ряде случае засоление усугубляет недостаток или токсичность ионов элементов питания. При высоком уровне засоления повреждение растений может проявляться в таких симптомах, как ожог кончиков листьев, напоминающий стресс от засухи. К одной из главных причин повреждения растений в условиях засоления относится нарушение процессов обмена азотистых веществ (замедляется синтез белков, усиливается гидролиз запасных белков, в результате чего в растениях накапливаются вещества, оказывающие токсическое действие). Повреждающее действие засоления зависит от многих других факторов окружающей среды, оно обычно возрастает с повышением температуры, что обусловлено повышением интенсивности транспирации.
У большинства гликофитов солеустойчивость обеспечивается за счет избежания, то есть сокращения периода вегетации, предотвращения или уменьшения поглощения ионов солей благодаря низкой проницаемости протоплазмы клеток, выделения и вытеснения ионов солей, а также их разбавления. При этом у растений расширяется диапазон осмотического давления в клетках. На ранних этапах онтогенеза (прорастание-всходы-кущение), а также в период формирования репродуктивных органов растения обычно характеризуются наименьшей солеустойчивостью. Именно прорастающие семена и проростки весьма чувствительны к засолению.
Степень устойчивости к засолению у разных культур и даже сортов различная. Сильную и очень сильную степень засоления (0,6-1,0 % солей от сухой массы почвы) выдерживают такие солеустойчивые культуры, как сахарная свекла, пырей, кострец безостый, райграс, кормовая капуста, сорговые культуры. При средней степени засоления (0,4-0,6 % солей) могут произрастать ячмень, рожь, пшеница, хлопчатник, тимофеевка, ежа сборная, донник. И только слабую и незначительную степень засоления выдерживают такие несолестойкие культуры, как кукуруза и большая часть бобовых – фасоль, вика, горох, соя.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник