Вплив температури на рослини
Шевченко Ірина Вікторівна
ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОВІТРЯ, ЇХ ВПЛИВ НА РОСЛИНИ
РЕФЕРАТ
з дисципліни «Екологія рослин»
студентки 3-А курсу, денної форми навчання
ННІ природничих наук, спеціальності «Біологія»
| Перевірила: старший викладач Бавикіна Наталія Юріївна |
Черкаси 2012
ПЛАН
ВСТУП
1.Вплив температури на рослини
2.Відношення рослин до вологості повітря
3.Вплив рухливості повітря
4.Електричний стан повітря, вплив на рослини
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ВСТУП
Актуальність теми: рослини, які зростають в наземно-повітряних умовах постійно піддаються впливу різноманітних факторів, обумовлених фізичними властивостями повітря. Знання особливостей впливу таких характеристик повітря як його температура, вологість, рухливість, йонізація дає змогу обирати оптимальні види рослин для вирощування в даних умовах та забезпечувати кращий захист рослин від несприятливих впливів навколишнього середовища.
Мета: дослідити вплив фізичних властивостей повітря на рослини.
Завдання: 1) описати вплив температури на рослини; 2) з’ясувати відношення рослин до вологості повітря; 3) визначити вплив рухливості повітря на рослини; 4) розглянути вплив йонізації атмосфери на рослини.
ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРИ НА РОСЛИНИ
В ході еволюції рослини досить добре адаптувалися до впливу низьких і високих температур. Однак ці пристосування не настільки досконалі, тому крайні екстремальні, температури можуть викликати ті або інші пошкодження і навіть загибель рослини. Падіння температури нижче певного мінімума викликає у рослини (якщо вона не гине) стан спокою; в цьому випадку дихання і деякі інші функції загальмовані, але продовжуються. Помірна, але тривала спека, а особливо короткочасний, але сильний прогрів можуть викликати у рослини незворотні зміни . Крайні температури крім обмеження фізіологічних функцій можуть викликати смерть всіх або частини особин даної популяції і, таким чином, повністю елімінувати їх з даного місцеперебування або різко знизити конкурентоспроможність виду.
По відношенню до температури всі організми діляться на кріофіли (холодолюбиві) і термофіли (теплолюбні). Кріофіли не виносять високих температур і можуть зберігати активність клітин при -8-10°С. Вони населяють холодні і помірні зони земних півкуль.наприклад в умовах Крайньої Півночі, в Якутії дерева і чагарники не вимерзають при - 70 ° С. «Рекордсмен» - модрина даурська. За полярним колом при такій же температурі виживають лишайники, деякі види водоростей. Термофіли пристосувалися до умов високих температур, мешкають переважно в тропічних районах Землі. На Камчатці при 75-80 ° С живуть синьо-зелені водорості. Верблюжа колючка, кактуси переносять нагрівання повітря до
70 °С.
Температурні межі, в яких можливе здійснення процесів фотосинтезу, різні для різних рослин. Зниження температури впливає на фотосинтез прямо, зменшуючи активність ферментів, які беруть участь в темнових реакціях, і побічно, завдяки пошкодженню органел. Мінімальна температура для фотосинтезу рослин середньої смуги близько 0 ° С, для тропічних рослин 5-10 ° С. Є дані, що ранньовесняні і високогірні рослини можуть здійснювати фотосинтез і при температурі нижче 0 ° С. Лишайники можуть асимілювати СО2 при температурі -25 ° С. Оптимальна температура фотосинтезу для більшості рослин середньої смуги складає приблизно 20-25 ° С. При цьому для рослин, що здійснюють фотосинтез по С4-шляху, оптимальна температура більш висока (35-45 ° С і вище), для ціанобактерій оптимум температури фотосинтезу значно вище.
Стійкість рослин до низьких або високих температур без прояву необоротних ушкоджень (термостійкість) по самій суті можна розділити на стійкість (витривалість, толерантність), яка проявляється в жаро- або морозостійкості цитоплазми як такої (в силу її фізико-хімічних властивостей), і уникнення, тобто наявність у рослини (виду) певних механізмів, пристроїв, що перешкоджають пошкодженню крайніми температурами. Подібні пристосування загалом нечисленні і по дії зазвичай короткочасні. Мабуть, найбільш ефективним униканням буде захищеність бруньок відновлення (снігом, підстилкою, грунтом і т. д.), що використано Раункиером при побудові системи життєвих форм. До уникання ж відносяться охолодження листя при відображенні падаючої інсоляції, розташування їх під кутом до сонячних променів, Транспіраційне охолодження і т. д. Дуже ефективними формами уникнення впливу високих температур володіють ефемери і ефемероїди жарких пустель.
При опусканні температур нижче певного мінімуму рослина може впадати у стан спокою. Але подальше зниження температури викликає вже незворотні процеси, зміни в цитоплазмі. Під холодостійкістю розуміють здатність рослини тривалий час переносити низькі, але позитивні (від +1; до +10) температури. А під морозостійкістю розуміють стійкість рослин до дії негативних температур. Холодостійкість властива рослинам помірної смуги, тропічні і субтропічні рослини, які не піддаються впливу низьких температур, пошкоджуються або відмирають при температурах трохи вище 0. Здатність витримати екстремально низькі температури в різних видів різна. Деякі вихідці з тропіків (бавовник, рис, суданка) або кімнатні рослини (глоксинія, традесканція і т. д.) пошкоджуються вже при плюсових температурах, близьких до нуля. Інші рослини не ушкоджуються, поки не за мерзнуть, тобто поки в тканинах не утворюється лід. Нарешті, деякі види, що виростають в районах з холодним кліматом, здатні витримати повне замерзання тканин і зниження температури навколишнього повітря до мінус 62 ° (модрина) і нижче. Але деякі рослини (особливо нижчі) і насіння не пошкоджуються іноді навіть при температурах, близьких до абсолютного нуля (до -270 °). Пошкодження рослин холодом супроводжується втратою тургору листям, зміною забарвлення через руйнування хлорофілу. Основна причина загибелі від низьких позитивних температур полягає в порушенні обміну речовин, тобто процеси розпаду починають переважати над процесами синтезу, накопичуються отруйні речовини, порушується структура цитоплазми.
Холодостійкість рослин залежить від зовнішніх умов. Встановлено, наприклад, що вона посилюється при внесенні калійних добрив, підвищенні вологості повітря, поліпшення освітленості, при загартовуванні рослин впливом низьких (ще не викликають пошкоджень) температур або зміною холоду і тепла і т. д. Стійкість рослин до холоду неоднакова на різних стадіях онтогенезу ; крім того, різні органи однієї рослини в один і той же час відрізняються за стійкістю, наприклад зародковий мішок може загинути, коли зав'язь ще не пошкоджена. Найбільш чутливий до холоду гінецей, квітки чутливіші плодів і листя, листя і коріння - стебел. Дуже чутлива меристема конуса наростання, тому величезне значення мають органи захисту бруньок. Особливо небезпечні зимові холоди при раптових пониженнях температур.
Підвищення морозостійкості рослин тісно пов'язане з процесами загартовування, тобто з поступовою підготовкою рослини до перенесення впливу низьких температур.
Взагалі ж процес загартовування є тимчасовою адаптацією цитоплазми. Під час загартовування зменшуються в'язкість цитоплазми і вміст у ній вільної води, збільшується кількість протеїнів і цукрів. Всі ці зміни знижують точку замерзання тканин. Стійкість до низьких температур підсилюється і при підйомі осмотичного тиску клітинного соку. Цікаво, що більшість факторів, що підвищують стійкість до холоду, одночасно робить рослину і більше посухостійкою.
Морозостійкість пов'язана і з життєвими формами: види помірної зони з незахищеними бруньками звичайно більш морозостійкі, ніж види з захищеними нирками. Всередині окремих груп життєвих форм менш морозостійкі види, ареали яких відносяться до районів з більш м'яким кліматом. У центрі ареалу види адаптовані до перенесення набагато більш низьких температур.. Морозостійкість має досить велике значення в поширенні видів. Зрозуміло, що в гірських умовах більш морозостійкі види йдуть вище, а загартовування у рослин нижніх поясів настає пізніше, ніж у високогірних. У рослин наших листяних лісів зазначено, що морозостійкість надземних, малозахищених частин набагато вище, ніж підземних (різниця може досягати 11,5 °). Континентальні види взимку більш морозостійкі, у них може виявлятися річна періодичність морозостійкості. Пошкодження морозом особливо часті близько північних холодових кордонів ареалу. При цьому, може бути, не так важливі ці ушкодження, як те, що рослини сильно ослаблюються холодом, стають менш конкурентоспроможними і тому легше витісняються іншими видами.
Дуже велику висушуючу дію під час холодної зими надають вітри, які посилюють транспірацію. Пристосуванням, яке попереджає зимове висушування, служить листопад, тобто активний процес зменшення транспіруючої поверхні.
Мороз може викликати і механічні пошкодження, особливо стовбурів дерев. При сильному зниженні температур зимовими ночами стовбур швидко втрачає тепло. Зовнішні шари кори і деревини охолоджуються швидше, ніж внутрішня частина стовбура, тому вони схильні до значних тангенальних напружень. У разі швидкого падіння температури ця напруга веде до того, що стовбур тріскається вертикально по радіусу, часто з гучним звуком. Такі тріщини знову можуть закриватися, але камбій не встигає закріпити щілину до тих пір, поки не утворюються нові шари деревини. Ці рани стають воротами проникнення різних паразитичних грибів та інших інфекцій.
Низькі температури часто необхідні і для стимуляції утворення квіткових бруньок. Насіння більшості видів для подальшого енергійного проростання повинно пройти стратифікацію. Деякі види, для того щоб перейти до цвітіння і повністю завершити свій життєвий цикл, потребують низьких температурах протягом певного короткого часу після проростання насіння (яровізація).
Таким чином, температура, будучи найважливішим лімітуючим фактором, робить досить істотний вплив на адаптаційні процеси в організмах і популяціях наземно-повітряного середовища.