Условия минерального питания
Растения растут нормально при достаточном и сбалансированном снабжении всеми необходимыми элементами минерального питания. Избыточное минеральное питание, особенно азотом, приводит к чрезмерному росту вегетативных органов в ущерб генеративным, и репродуктивным, что приводит к снижению урожая и качества семян, плодов. При выращивании зеленных овощных культур и кормовых трав на зеленую массу целесообразно применять высокие дозы удобрений.
Основные закономерности роста растений: закон большого периода роста; ритмичность и периодичность.
Ритмичность роста — чередование замедленного и интенсивного роста клетки, органа, организма — бывает суточная, сезонная — является результатом взаимодействия внутренних и внешних факторов.
Периодичность роста характерна для многолетних, озимых и двулетних форм, у которых период активного роста прерывается периодом покоя.
Закон большого периода роста — Скорость линейного роста (массы) в онтогенезе клетки, ткани, любого органа, растения в целом непостоянна и может быть выражена сигмоидной кривой (кривой Сакса). Линейная фаза роста была названа Саксом большим периодом роста. Выделяют 4 участка (фазы) кривой.
1)Начальный период медленного роста (лаг-период).
2)Лог-период, (большой период роста по Саксу)
4)Стационарное состояние (окончание роста).
+ можно выделить — фазу гибели и самый начальный- латентный период
Большая кривая роста Сакса.
Измерение скорости роста, проведенное немецким физиологом Ю. Саксом (1872), позволило установить определенные закономерности. В начальный период темпы роста, как правило, низкие. Затем рост усиливается и идет с большой скоростью (период большого роста), а затем снова замедляется. В результате рост (увеличение размера) клетки, органа или организма в целом может быть изображен в виде S-образной кривой. Анализируя полученную кривую, можно ее разделить на три участка: 1) фаза, когда рост изменяется экспоненциально (логарифмически); 2) фаза, когда рост изменяется линейно; 3) фаза торможения роста. Именно период, когда рост прямо (линейно) возрастает, называется периодом большого роста. При этом мы видим, что вначале скорость роста возрастает, затем некоторое время сохраняется на постоянном уровне, а затем падает. Падение для однолетних растений обычно совпадает с переходом к репродукции. Представляет интерес изменение относительного прироста, т. е. прироста, отнесенного к общей массе растения. Как видим, относительные приросты падают значительно быстрее. Это связано с тем, что на ранних этапах развития растение состоит почти из одних листьев. Вырабатываемое ими сухое вещество идет на создание все новых и новых единиц листовой поверхности. В результате общее количество сухого вещества возрастает в геометрической прогрессии. Однако затем сухое вещество начинает все больше использоваться на образование органов, не участвующих в фотосинтезе. Листья составляют все меньшую часть растения. В связи с этим, несмотря на увеличение абсолютной скорости прироста, его значение по отношению к общей массе растения постепенно падает.
Ростовые корреляции (стимулирующие, ингибирующие, компенсаторные) — отражают зависимость роста и развития одних органов или частей растения от других, их взаимное влияние. Примером стимулирующих корреляций является взаимовлияние побега и корня. Корень обеспечивает надземные органы водой, питательными веществами, а из листьев в корни поступают органические вещества (углеводы, ауксины), необходимые для роста корней.
Ингибирующие корреляции (тормозящие) — одни органы подавляют рост и развитие других органов. Примером данных корреляций может служить явление апикального доминирования – торможение роста боковых почек, побегов верхушечной почкой побега. Примером может служить феномен «королевского» плода, завязавшегося первым. Использование в практике приема снятия апикального доминирования: формирование кроны путем обрезки верхушек доминирующих побегов, пикировка рассады и саженцев плодовых деревьев.
Компенсаторные корреляции отражают зависимость роста и конкурентные отношения отдельных органов от обеспеченности их питательными в-вами. В процессе роста растительного организма идет естественная редукция (опадение, отмирание) или искусственно удаляется часть развивающихся органов (пасынкование, прореживание завязей), а оставшиеся растут с большей скоростью.
7. Явление покоя растительной клетки.
Покой – такое состояние целого растения или отдельных органов, когда отсутствует видимый рост. В покое могут находиться семена, почки, луковицы, клубни и корневища. Не надо представлять себе состояние покоя как полную остановку всех жизненных процессов. В период покоя, несмотря на отсутствие видимого роста, в почках часто функционируют меристемы, закладываются листья, а у некоторых растений – цветки. Покоящиеся органы дышат, в них идёт превращение запасных веществ, но скорость этих процессов мала. Так, в начале зимы в почках и ветках деревьев постепенно исчезает крахмал, накапливаются сахара или липиды, изменяется химический состав Клеток, что увеличивает устойчивость к низким температурам.
Покой может наступить в любое время года. Выделяют два типа покоя: вынужденный и глубокий.
Вынужденный покой — состояние, когда видимого роста нет из-за отсутствия в окружающей среде необходимых условий (пониженные температуры, отсутствие воды, недостаток кислорода, света). Достаточно создать нормальные условия, как вынужденный покой уйдёт.
Вынужденный покой, вызванный неблагоприятными условиями в период прорастания семян, называется вторичным. Вторичный покой — это приспособление к весенним переменным температурам.
Сигналом для перехода в состояние вынужденного покоя является продолжительность дня: в умеренной зоне — с наступлением коротких дней, у степных и тропических растений — длинных дней. Изменение продолжительности дня воспринимают листья. Выход из состояния покоя возникает, как правило, не под влияние света, а при улучшении тех самых условий, которые вызвали это приспособление (повышение температуры, влажности). Часто возобновление роста активируют колебания температуры.
Растения готовятся к переходу в состояние вынужденного покоя. Подготовка начинается до наступления неблагоприятных условий. Это позволяет растению повысить свою устойчивость перед наступлением зимы или засухи. Листопад — нормальный физиологический процесс, обусловливающийся образованием отделительного слоя в основании листьев.
В период подготовки к вынужденному покою в клетках изменяется химический состав мембран:
· ненасыщенные липиды заменяются на насыщенные, — что уменьшает проницаемость мембран в 20 раз;
· подавляется обмен веществ;
· увеличивается вязкость цитоплазмы;
· плазмолизам отходит от клеточной стенки, а плазмодесмы втягиваются внутрь протопласта;
· следовательно, нарушается связь между клетками и транспорт веществ.
Перед наступлением покоя часто увеличивается выделение веществ из клетки. В клетках накапливаются гормоны, ингибирующие рост. Благодаря пониженному содержанию воды и повышенному количеству запасных веществ покоящиеся органы и ткани растений обладают значительно большей устойчивостью против неблагоприятных условий, чем интенсивно растущие.
Значение вынужденного покоя — приспособительное (во время покоя растение устойчивее к неблагоприятным факторам). Однако, если растение не прошло периода покоя, впоследствии темпы роста снижаются, ухудшается плодоношение.
Глубокий, или органический, покой — это отсутствие видимого роста, несмотря на благоприятные условия внешней среды, вызванное внутренними факторами. Например, клубни картофеля, георгин, луковицы и корневища находятся в покое и не прорастают в течение определенного времени даже в хороших условиях. Почки после короткого периода роста впадают в покоящееся состояние. Состояние покоя характерно и для тропических растений. Разные особи одного вида иногда переходят в состояние покоя неодновременно: оно дерево сбросило листья, а другое — зеленое. В тропиках также наблюдаются случаи, когда у одного и того же дерева один побег потерях все листья и перешёл в состояние покоя, на другом — листья распускаются, третий побег цветёт, а четвёртый — плодоносит.
Глубокий покой вызывается в основном внутренними, эндогенными причинами. У некоторых растений, например у орхидей, ясеня, в созревшем плоде зародыш недоразвит. В период покоя происходит формирование зародыша. Длительная задержка прорастания может быть вызвана особенностями семенной кожуры: твёрдые семена, непроницаемая кожура для воды или газов (отсутствие кислорода или накопление углекислого газа в семенах тормозит рост зародыша). Очень прочная кожура не разрывается при набухании семян, что мешает росту зародыша (нужны механические разрывы кожуры).
Накопление ингибиторов роста вселенном зародыше, в эндосперме, особенно часто в семенной кожуре или в мякоти плодов, тоже является причиной глубокого покоя. Продолжительность покоя зависит от скорости их разрушения. Семена могут прорости после вымывания ингибиторов роста.
Источник
Закон большого периода роста
Важная особенность роста растений – ритмичность, чередование процессов интенсивного роста и замедленного. Существуют ритмы, следующие за изменением во внешней среде и ритмы, контролирующиеся внутренними факторами. В северных широтах рост прерывается продолжительными периодами торможения, индуцированные (вызываемые) укорочением длины дня в конце лета и осенью, и понижением температуры. Такое отсутствие видимого роста называется покоем растений. Он бывает вынужденным и физиологическим.
Другим ярким проявлением периодичности роста являются годичные кольца – слои прироста древесины ствола или ветви дерева. Эти слои отчетливо видны на поперечном срезе в виде концентрических колец. Годичные кольца нарастают каждый вегетационный период от центра к периферии в результате периодической деятельности камбия. Годичные кольца состоят из двух частей – ранней (более светлая, расположенная ближе к центру, откладывается весной) и поздней (более темной, откладывается летом) древесины. При неблагоприятных погодных условиях или при кратковременном превращении деревом ассимиляции в середине вегетационного периода, образуется два кольца. Одно из них, расположенное ближе к центру, называется ложным. В экстремальных условиях, часто годичные кольца выпадают, так как слой нароста древесины может не образовываться. Чаще в нижней части ствола и у старых деревьев. По широте годичные кольца можно судить о приросте. Ширина годичных колец у разных пород – разная. По числу годичных колец можно определить возраст.
4. Зависимость интенсивности роста от внутренних факторов и внешних условий.
- Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом.
- Гетерозис – «гибридная сила» — ускорение роста, повышение продуктивности гибридов первого поколения.
- Фитогормоны.
- Температура.
- Освещенность (интенсивность и спектр).
- Влажность.
- ЭМП.
- Концентрация О2 и СО2.
Влияние температуры. Три кардинальных температурных точки: min, opt, max. Более всего растения различаются по min температуре. Например, для пшеницы min температура ≈ 0-5°C, для огурца – 15-18°C. Для роста многих растений благоприятной является изменчивость температуры в течение суток. Повышение днем и понижение ночью. Это явление называется термопериодизмом (ночью лучше растут корни).
Влияние света. Свет – фактор фотосинтеза – нет фотосинтеза – нет роста. Вместе с тем, рост клеток в фазу растяжения, а значит, линейный рост всего растения тормозится. А при недостатке света растения – наоборот вытягиваются. Под действием света в растении интенсивно происходит дифференциация клеток и образование механических, покровных и проводящих тканей.
Влияние спектрального состава. Синие, фиолетовые и ультрафиолетовые лучи задерживают рост, подавляя рост клеток в фазу растяжения. Красные и инфракрасные лучи подавляют процессы деления клеток, но активируют растяжение.
Водный режим. Оптимальная влажность почвы – 60-80 ПВ. Относительное насыщение клеток водой – примерно 100% (меристем). При недостатке воды в почве и воздухе фаза растяжения клеток заканчивается слишком рано, а фаза дифференциации начинается в клетках недостаточно полных размеров. В результате растения получаются низкого роста.
ЭМП. Азот – элемент роста входит в состав ауксина и цитокинина.
Источник