Стабильность развития растений это

Типы устойчивости растений и их характеристика

Устойчивость растений. Растение произрастает в определенной среде обитания, включающей комплекс факторов, определяющих его филогенез в прошлом и особенности роста и развития в онтогенезе. В биологическом смысле под устойчивостью понимают способность растения переносить неблагоприятные (экстремальные) условия с сохранением активной жизнедеятельности и способности к размножению. Однако нередко у устойчивых растений происходит снижение продуктивности, что нежелательно.

Реакцию организма на любые отклонения называют стрессом, а действия неблагоприятные факторы – стрессорами. Впервые термин применил канадский ученый Селье. Стресс – совокупность всех неспец. изменений, кот. возникают в организме под влиянием любых сильных воздействий, включая перестройку защитных сил организма. Стресс проходит в 3 фазы: 1 – первичная стрессовая реакция, 2 – адаптация, 3 – истощение ресурсов надежности.

Типы и виды устойчивости у растений. Пассивная устойчивость — перенесение неблагоприятных условий в состоянии покоя пассивно, но при этом активно уходя от повреждающего фактора; активная устойчивость — перенесение неблагоприятного периода в состоянии интенсивной жизнедеятельности, когда растение имеет нормальный рост и повышенный обмен веществ. Для удобства изучения различают несколько видов устойчивости, которые называют по главному (определяющему) фактору внешней среды, вызывающему снижение жизнеспособности и продуктивности растений: морозоустойчивость — устойчивость к низким отрицательным температурам; зимостойкость — устойчивость к неблагоприятным условиям перезимовки, включая и влияние низких температур (таким образом, морозоустойчивость является частью зимостойкости); холодоустойчивость — устойчивость к действию пониженных положительных температур и кратковременных заморозков, не вызывающих замерзание растений; заморозкоустойчивость — устойчивость к заморозкам, вызывающим замерзание растений; жароустойчивость — устойчивость к перегреву, т. е. к повышенным температурам; засухоустойчивость — устойчивость к действию обезвоживания, часто совмещающееся с устойчивостью к перегреву; устойчивость к недостатку кислорода в почве (гипоксии). Она аналогична устойчивости к переувлажнению почвы и полеганию растений; солеустойчивость — устойчивость к избытку растворимых солей в почве; газо- и пылеустойчивость — устойчивость к газообразным и пылевидным выбросам промышленных предприятий; радиоустойчивость — устойчивость к действию радиоактивных излучений; иммунитет — невосприимчивость к патогенным микроорганизмам.

Внешние признаки вымерзания растений. Образование льда в растении, действие его на клетки. Морозоустойчивость — способность переносить действия отрицательных температур без вредных для себя последствий. У травянистых растений после замерзания или после оттаивания часто наблюдается изменение окраски — побеление, пожелтение или почернение.

Физиологические процессы закаливания растений.

Закаливание — процесс обратимого физиологического приспособления растений к неблагоприятным условиям внешней среды. Это активный метаболический процесс, а не простое замедление жизнедеятельности, хотя оно и связано с резким снижением темпов роста и переходом растения в покоящееся состояние.

Холодоустойчивость, т. е. устойчивость к пониженным положительным температурам. Те растения, которые повреждаются пониженными температурами, называются теплолюбивыми, а те, которые не повреждаются, — холодоустойчивыми. Холодоустойчивость — это устойчивость к пониженным положительным температурам во время активной вегетации, когда в растении не образуется льда. Практическое значение изучения холодоустойчивости очень велико во всех регионах, так как везде есть теплолюбивые растения, которые играют важную роль в жизни человека.

Влияние пониженных температур на физиологические процессы.

Прежде всего происходит изменение состояния клеточных мембран: резко возрастает их проницаемость по отношению к воде и ионам. Клетка не контролирует выход веществ, что приводит к другим нарушениям. С изменением мембран связано возрастание вязкости коллоидов цитоплазмы, что влечет нарушения обменно-ферментативных процессов. Они замедляются, но неравномерно.

Пути защиты теплолюбивых растений от действия пониженных температур.

Методы механической защиты растений от холода. К ним относятся парники, применяемые для выращивания растений в течение круглого года или только для рассады в холодное время с последующей высадкой ее в грунт при наступлении благоприятного в температурном отношении периода. При похолоданиях на небольших участках растения накрывают пленкой или бумагой.

Жароустойчивость (жаровыносливость) — способность растений переносить действие высоких температур, перегрев. Это генетически обусловленный признак. Виды и сорта сельскохозяйственных растений различаются по выносливости к высоким температурам. Большинство растений начинают страдать при температуре 35—40°С. Лучше переносят повышенную температуру обезвоженные органы: семена до 120°С, пыльца до 70°С. Высокая температура оказывает губительное влияние на организмы, что вызывает повреждения мембран и белков.

Засуха — это продолжительный ненормально сухой бездождный период, обусловленный высоким атмосферным давлением и сопровождающийся высокой температурой и низкой влажностью воздуха. Засухоустойчивость — способность переносить засуху без значительного снижения урожая. В связи с этим можно различать засухоустойчивые и неустойчивые растения, которые имеют ряд физиологических различий.

Иммунитет — это невосприимчивость к инфекционным болезням. У растения, не обладающего иммунитетом, развивается болезнь. Она представляет собой сложный динамический процесс взаимодействия двух живых систем: растения и возбудителя болезни. Болезнь — патологический процесс, вызванный ненормальным течением физиологических функций и сопровождающийся внешними симптомами.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Общее представление об устойчивости растений

На нашей планете существуют самые разнообраз­ные сочетания условий существования для раститель­ного царства. Очень часто растения испытывают воз­действие ряда неблагоприятных факторов среды. При определенных ситуациях эти условия могут быть опас­ными для жизни растений или вызывать целый ряд от­клонений в ходе физиологических процессов. В некото­рых местах совершенно необычны сочетания внешних факторов. При обилии тепла в Средней Азии растения испытывают влияние летней засухи и весенних замо­розков, а в Якутии — жары и обезвоживания летом. Недостаток воды в последнем случае вызывается по­вышенной тратой ее на транспирацию при резко сни­женной активности всасывания воды корневой систе­мой из холодной почвы.

Растения вынуждены постоянно приспосабливать­ся к изменяющимся сочетаниям факторов среды в раз­личных климатических зонах и местообитаниях и под­держивать относительно устойчивое состояние физи­ологических процессов. Теплолюбивые растения южных широт приспособились произрастать в райо­нах с более теплым климатом и коротким световым днем, холодостойкие — с более холодным климатом и длинным днем.

Из неблагоприятных факторов наиболее часто встречаются: почвенная и атмосферная засуха, низкая и высокая температура, избыток солей и недостаток кислорода в почве, действие вредных газов, пыли и тяжелых металлов в воздухе. Весьма чувствительны растения и к действию различных токсинов, выделяемых патогенными микроорганизмами. Болезненна реакция растений на поселение энтомовредителей. Проблема больного растения, в частности больного дере­ва, издавна интересовала физиологов.

Различные растения по-разному относятся к небла­гоприятным факторам внешней среды. Одни из них хорошо переносят действие тех или иных экстремаль­ных факторов, другие серьезно страдают, третьи со­вершенно не мирятся с этим воздействием и погиба­ют. Поэтому различают устойчивые и неустойчивые виды или сорта растений. Это — генетическая устой­чивость растений, обусловленная их наследственной природой.

Под физиологической устойчивостью растений следует понимать способность отвечать на действие неблагоприятных внешних факторов таким образом, чтобы в наибольшей степени сохранялась определен­ная и наиболее характерная для вида или сорта специ­фика метаболизма и определенная, специфическая для них структура. Устойчивость растений — это комплексная реакция, направленная к обеспечению более или менее уравновешенного хода и состояния метаболизма, т.е. гомеостаза.

Неблагоприятные факторы среды ведут к возник­новению у растений особого напряженного состояния, которое по аналогии с животным организмом стали называть стрессом. В данном случае, очевидно, лучше это состояние определять как фитостресс. При стрес­се часто наблюдается неспецифическая реакция орга­низма в ответ на неблагоприятное воздействие, напри­мер, повышение интенсивности дыхания.

Способность растения быть устойчивым одновре­менно к нескольким стрессовым воздействиям (ряду неблагоприятных факторов) обусловлена сопряженной устойчивостью, например, к засухе и жаре одновре­менно.

Обнаружены у растений и сугубо специфические реакции на действие какого-либо одного экстремаль­ного фактора. Так, повышенная водоудерживающая способность цитоплазмы клеток растений являет собой пример специфической реакции на засуху. Еще более убедительным образцом специфических реакций явля­ется способность солеустойчивых растений по-разно­му воспринимать содовое, хлоридное или сульфатное засоление почвы.

По ходу индивидуального развития устойчивость различных растений не остается постоянной. Хлебные злаки, например, наиболее чувствительны к экстре­мальным воздействиям в период формирования гене­ративных органов, древесные растения — на этапе прорастания семян и формирования и роста всходов. Эти периоды в жизни растений получили название критических.

Устойчивость растений в очень сильной степени зависит от активности физиологических процессов и, прежде всего, от того, находятся ли растения в состо­янии покоя или интенсивного роста, ослаблены ли болезнями и вредителями, достаточно или недостаточ­но обеспечены водой и элементами минерального пи­тания и т.д.

Устойчивость растений к экстремальным воздействиям достигается различными механизмами:

1. Избежание действия неблагоприятного факто­ра, например, короткий период индивидуального раз­вития эфемеров, успевающих до наступления засухи дать полноценные семена.
2. Различные анатомо-морфологические приспо­собления, например, мелкие опушенные листья с по­груженными устьицами у многих ксерофитов или низ­корослость карликовых растений тундры, сохраняю­щихся зимой под снегом.
3. Физиолого-биохимические приспособления; яр­ким примером последнего служат суккуленты пустынь ­- САМ-растения, которые для сохранения внутренних запасов воды осуществляют нормальный фотосинтез днем с закрытыми устьицами с использованием СО₂, поглощенной ночью, когда устьица открыты, и расте­ния с С₄— типом фотосинтеза, адаптированные к усло­виям повышенной температуры; генетические, связан­ные с модификацией экспрессии различных генов, появлением стрессовых белков и других компонентов.

Изучение механизмов устойчивости растений к неблагоприятным внешним воздействиям имеет важное не только теоретическое, но и практическое значение.

Гибель посевов от засухи, вымерзания, нападения вредителей и других невзгод наносит сельскому хозяй­ству большой ущерб. Урожайность растений снижается и у тех из них, которые выжили в стрессовых условиях, так как значительная часть субстратного и энергетического материала идет в данном случае на репарацию поврежденных процессов и структур. Воз­росший интерес к устойчивости растений связан и с необходимостью интродукции растений в те районы, где они пока из-за слабой устойчивости, например к морозам, не могут культивироваться.

Различают следующие виды устойчивости расте­ний к неблагоприятным факторам: морозоустойчи­вость, холодоустойчивость, зимостойкость, жаростой­кость, засухоустойчивость, устойчивость к недостатку кислорода (анаэростойкость), газо — и пылеустойчи­вость, устойчивость к проникающей радиации (радио­устойчивость) и к патогенным организмам (иммунитет).

Источник