Влияние температуры на жизнь растений
Температура влияет на многие процессы в растениях, включая фотосинтез, дыхание, рост, размножение и транспирацию (испарение воды). Влияние температуры на растения сильно различается в зависимости от вида по своей способности переносить как жару, так и холод.
Толерантность к холоду
Существует несколько категорий толерантности к холоду. Температура ниже 10ºC повреждает чувствительные к охлаждению тропические растения. Другие устойчивые к охлаждению (чувствительные к заморозкам) растения могут выживать при температуре ниже 10° C, но повреждаются, когда в их тканях образуется лед. Морозостойкие растения имеют физиологические изменения что позволяет им выдерживать температуру до –15ºC. Морозостойкие растения выживают, отводя воду из своих клеток, тем самым предотвращая образование льда. Отвод воды также увеличивает концентрацию в соке и протоплазме, которая действует как своего рода антифриз, и снижает температуру замерзания. Таким образом они могут переносить примерно до –40ºC. Лишайники могут фотосинтезировать при температуре –30ºC, при условии, что они не покрыты снегом. Красноватая снежная водоросль обитает на льду и снежных полях в полярной и гористой зонах, давая пейзаж с розовым оттенком в летние месяцы.
Холодостойкие растения, которые, в основном, имеют игольчатые листья, могут выдержать практически любую минусовую температуру. У некоторых видов устойчивость к холоду сильно варьируется в разное время года. Веточки ивы собранные зимой, могут выдерживать морозы ниже –35ºC; температура –5ºC убивает те же веточки летом. Точно так же кизил красно-осиновый как выносливый кустарник из Северной Америки, может пережить лабораторный тест при температуре –56ºC к середине зимы. Тем не менее, кизил, произрастающий в прибрежных районах с мягким климатом, часто повреждается ранними осенними морозами. Температура от –5ºC до –7ºC убивает растения в период вегетации. Зимой большинство тех же растений выдерживают заморозки до –30ºC, а ива янаги-баба, мхи и лишайники выдерживают температуру –70ºC. Эти различия объясняются акклиматизацией или холодным закаливанием. Многие цветущие растения особенно чувствительны к низким температурам в период между прорастанием и ростом рассады. Сколько живут растения зависит от приспособленности к тем или иным климатическим факторам.
Зима необходима для некоторых растений
- Исландский портулак, однолетник тундры, нуждается всего в 700 дневных градусах, чтобы развиться от прорастающего семени до зрелого организма, производящего собственные семена.
- Мелколистная липа, лиственное дерево, нуждается в 2000 дневных градусах, чтобы завершить свое репродуктивное развитие.
- Деревьям в тропических лесах может потребоваться до 10 000 дневных градусов, чтобы завершить свое репродуктивное развитие.
Влияние тепла на растения
Чрезмерное тепло так же вредно для растений, как и чрезмерный холод. Эволюция организмов развила влияние температуры на растения как устойчивость к тепловому стрессу, хотя изменения не столь заметны, как устойчивость к холодовому стрессу. Различные части растений приобретают разную степень термостойкости, но картина меняется между видами. У некоторых видов самые верхние листья кроны часто являются наиболее термостойкими; у других видов это средние листья или листья у основания растения. Температура около 44ºC обычно вредна для вечнозеленых растений и кустарников из холодных зимних регионов.
Деревья умеренной зоны повреждаются при температуре 45–50ºC, тропические деревья-при температуре 50–55ºC. Повреждения, полученные при температуре ниже 50 °C, обычно могут быть восстановлены ростом; повреждения, полученные при температуре выше этой температуры, чаще всего необратимы. Время воздействия чрезмерного тепла является критическим фактором выживания растений, в то время как воздействие заморозков переживают легче. Про деревья много интересных фактов.
Пределы распределения по территории
Многие границы распространения видов растений, по-видимому, являются результатом экстремальных климатических событий, вызывающих сбой хотя бы одной стадии жизненного цикла. Климатические события, о которых идет речь, могут происходить редко, скажем, один или два раза в столетие, поэтому шансы наблюдать выживание растений невелики.
Тем не менее, границы распределения произрастания часто совпадают с изолиниями климатических переменных.
Северная граница многолетнего растения Марены в Северной Европе находится на среднем уровне 4,4 ºC. Марена не в состоянии выдерживать низкие температуры. Несколько чувствительных к морозам видов растений, в том числе Ирландская пустошь, пустошь Дабеока, крупноцветковая масленица и острый камыш, встречаются только там где температуры не очень низкие.
Другие виды, такие как вечнозеленый кустарник Линнея, имеет северное или северо-восточное распространение, возможно, потому, что у них есть потребность в зимнем охлаждении для прорастания, которую южные широты не могут обеспечить. Низкие летние температуры, по-видимому, ограничивают распространение таких видов, как чертополох. Вблизи своего северного предела это растение встречается в основном на южных склонах, так как ограничен температурой 15ºC как средняя изотерма за июль. Это может быть связано с тем, что его короткая продолжительность жизни (от 2 до 6 лет) означает, что для поддержания популяции производство и прорастание семян должны продолжаться беспрепятственно. Если летние температуры низкие, то это задерживает цветение, и к тому времени, когда появляются семена, температура в тени достаточно низкая, чтобы было прорастание.
Липа мелколистная растет по большей части Европы и требует 2000 дневных градусов. Но для размножения липы цветы должны развиться, а затем пыльца должна прорасти и быть перенесена через пыльцевую трубку для оплодотворения.
Пыльца не прорастает при температуре 15° C или ниже, лучше всего прорастает в диапазоне от 17° C до 22° C и прорастает, но менее успешно, примерно до 35° C. Осложняющим фактором является то, что рост пыльцевой трубки зависит от внешних условий. Скорость роста максимальна около 20–25ºC, быстро уменьшается при более высоких и более низких температурах. Действительно, расширение пыльцевой трубки становится быстрым выше 19° C, что говорит о том, почему северная граница роста липы отмечена средней изотермой июля 19° C.
Таким образом, влияние температуры на растения связано с климатическими ограничениями на физиологию роста и имеет решающее значение на распределение видов организмов по Земле.
Источник
Занятие № 9 «Для чего нужно тепло растениям»
Тепло — необходимое условие жизни. Растениям, как и всем организмам, для нормальной жизни требуется определенное количество тепла в окружающей среде — в почве и воздухе. Количество тепла условно можно выразить температурой.
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
Температурные границы. Промораживание. Вторичное цветение
Вопросы для обсуждения
1.Почему прорастание семян у разных растений происходит при разных температурах?
2.Какое значение имеет промораживание семян растений?
3.У каких растений цветение может прерываться зимними холодами?
Каждый вид произрастает там, где для него складываются благоприятные температурные условия. Или, как говорят экологи, растения могут существовать только в определенных температурных границах.
Северные растения тундры, например карликовая березка, морошка, куропаточья трава и другие, приспособились расти в холодном климате, где мало тепла. Пальмы не могут жить в средней полосе России, так как это теплолюбивые растения. Там, где растут многие пальмы, обилие тепла, а морозов вообще не бывает.
Для одного и того же растения в разные периоды его жизни необходимо разное количество тепла.
Температурные условия и прорастание семян. Для прорастания семян бывают достаточны более низкие температуры, чем для дальнейшего роста растений, цветения, плодоношения. У клена остролистного семена могут прорастать даже на тонкой корочке льда, покрывающей поверхность почвы весной, если их пригреет солнце.
Зимнее промораживание семян часто повышает их всхожесть. У дикорастущих растений в местах, где бывают холодные зимы, семена промораживаются естественным образом. Семена культурных растений подвергают в помещениях искусственному промораживанию. Семена таких растений, как морковь, высевают под зиму; они прорастают раньше, чем посеянные весной, и урожай бывает выше.
У некоторых растений семена прорастают при температурах почвы близких к О °С. В народе про овес говорят: “Сей в грязь — будешь князь”. Это значит, что овес можно сеять ранней весной, когда почва еще не просохла и не прогрелась. Тогда урожай получится высокий.
Однако, чтобы проросли семена теплолюбивых растений, почва должна хорошо прогреться. В табл. 1 указаны температуры, при которых прорастают семена разных растений.
Температура, необходимая для прорастания семян, °С
Значение тепла для цветения растений. Для наступления цветения каждому виду растения необходимо определенное количество света и тепла, поэтому растения зацветают в разные сроки.
Ольха серая, мать-и-мачеха, подснежники цветут весной, когда местами еще лежит снег, а ночью бывают заморозки (рис. 1). Если весна затяжная и холодная, подснежники зацветают на 2—3 недели позже обычного срока. В мае в средней полосе России цветут сады, хотя в это время тоже случаются заморозки.
Рис. 1. 1. Подснежник цветет ранней весной, когда рядом еще лежит снег. 2. Яблоня цветет в мае
В середине лета, когда днем и ночью тепло, наступает, как говорят, разгар цветения. Вспомните, какими красочными бывают в это время луга. Цветут ромашки, колокольчики, гвоздики, горошки, подмаренники и другие растения. Много в это время цветущих растений на клумбах в садах и парках. Вспомните, какие растения цветут летом в садах.
В конце лета, когда дни становятся прохладнее и ночи заметно холоднее, цветущих растений бывает меньше. Зацветает пижма обыкновенная, цикорий обыкновенный, кульбаба осенняя и др. (рис.2). Вы, наверное, замечали, что в огороде цветущие растения тоже сменяют друг друга.
Рис.2. Пижма обыкновенная (1) и цикорий обыкновенный (2), цветут в конце лета
Эта последовательность и время начала цветения могут измениться, если лето будет очень жарким или, наоборот, прохладным. Жарким летом цветение наступает раньше, а прохладным и дождливым — позднее.
Если в сентябре долго держится теплая погода, то появляются цветки у растений, обычно цветущих в мае или начале июня. Это явление называется вторичным цветением. Его наблюдали у яблони, вишни, земляники лесной, лютиков, вероники дубравной, одуванчика лекарственного и многих других растений.
Некоторые сорняки (мокрица, фиалка полевая) почти всегда уходят под снег с цветками и бутонами. Весной, когда снег стает, бутоны раскрываются, растение зацветает.
То же наблюдали у небольшого тундрового растения брайи. В зиму это растение уходит с цветками и бутонами. Долгая, холодная полярная зима лишь приостанавливает цветение. С наступлением весны бутоны у брайи раскрываются, и она продолжает цвести.
Тепло и созревание плодов. Созревание плодов может происходить при более низких температурах, чем цветение. Ведь у многих растений, цветущих в начале лета, плоды созревают в конце лета или начале осени, когда дни становятся прохладнее, а ночью могут быть заморозки.
Источники информации: А.М. Былова, Н.И. Шорина, 1999 (209стр.)
Температурные адаптации растений.
Как влияют перепады температуры на растения
Вторичное цветение яблони
Есть такие цветы — РОМАШКИ.
Пижма Полезные свойства
Источник