Необходимые условия для роста и развития культурных растений доклад

Обновлено: 27.04.2024

Факторы жизни растений — условия внешней среды, необходимые для роста и развития растений.

К факторам жизни растений относятся свет, воздух, вода, тепло и питательные вещества. Оптимальное соотношение перечисленных факторов позволяет полностью удовлетворить потребности растений, что обеспечивает хороший рост, развитие и плодоношение. Несоответствие условий потребностям может приводить к задержке в росте и гибели растений.

Факторы жизни растений делят на:

земные, то есть получаемые из почвы и атмосферы — вода, воздух, питательные вещества;
космические, то есть получаемые за счет солнечной энергии — свет, тепло.

Состав почвы и её роль в жизни растений

Почва представляет собой гомогенную систему, состоящую из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной.

Твердая фаза состоит из минеральной и органической части и представляет скелет почвы. Она включает твердые частицы, между которыми находятся свободные пустоты — поры, заполненные водой или воздухом.

Соотношение твердой, жидкой и газообразной фаз определяет режим обеспеченности растений земными факторами жизни. Для разных типов почв оно различно, а его изменение позволяет регулировать условия жизни растений. Оптимальным принято считать соотношение 2:1:1, то есть твердой фазы — 50%, жидкой и газообразной — по 25%.

Создавание и поддержание оптимального соотношения объемов фаз почвы достигается рядом приемов обработки почвы, мелиорацией, внесением удобрений, благодаря чему улучшается водный, тепловой, воздушный, питательный режимы, создавая тем самым благоприятные условия роста и развития растений.

Сравнительные объемы компонентов почвы в пахотном слое

Требования растений к свету

Световая энергия используется растениями для фотосинтеза, её количество лимитирует скорость процесса. Интенсивность и спектральный состав света влияют на рост и развитие растений. Недостаток приводит к замедлению фотосинтетических процессов, что приводит к голоданию, задержке в росте и гибели растений. Избыток световой энергии — к угнетению и ожогам.

Световую энергию растения получают от Солнца, в некоторых случаях применяют искусственное освещение, например при досвечивании рассады, в теплицах и т.п.

Солнечный свет включает ультрафиолетовый спектр, который оказывает бактерицидное действие на микроорганизмы.

Требования растений к теплу

Как отмечал К.А. Тимирязев в жизни растений ведущую роль занимает температурный фактор. Сельскохозяйственная наука к настоящему моменту накопила достаточно сведений о потребности культур в тепле.

Условной единицей измерения количества тепла является сумма активных температур, то есть более 10 °С, за период вегетации. Потребность растений в тепле колеблется в зависимости от вида и сорта, а также периода вегетации.

Определение требований к теплу дает возможность оценить условия возделывания культур в конкретной зоне. Теплообеспеченность имеет особое значение в период прорастания семян. Поэтому знание этих факторов позволяет определить точные сроки посева, выстроить систему обработки почвы и истребительные мероприятия по борьбе с сорной растительность.

Требования к теплу определяют устойчивость растений к заморозкам, условиям зимовки и жароустойчивости.

Требования растений к влаге

Вода — ключевой фактор жизни растений. Без неё не начинаются ростовые процессы в семенах, она участвует в синтезе органических веществ, является средой для превращения питательных веществ и биохимических реакций.

Оптимальная влажность почвы в корнеобитаемом слое, при которой обеспечиваются наилучшие условия роста, находится в пределах 65-90% наименьшей влагоемкости.

Транспирационный коэффициент — количество воды, расходуемое растением на создание единицы сухого вещества. Является одним из показателей влагопотребления.

Потребность во влаге может колебаться в зависимости от фаз развития растения. Критическая фаза роста — фаза развития, при которой влагопотребление максимально.

Суммарное водопотребление — количество воды, расходуемое растениями на 1 гектаре, выраженное в м 3 или мм.

Коэффициент водопотребления — расход воды растениями на создание 1 т урожая. Имеет важное значение при расчете возможной урожайности.

Требования растений к элементам питания

Растения для своего роста, развития и формирования урожая используют органические и минеральные вещества, в процессы фотосинтеза которые трансформируются в сложные органические соединения.

В элементном составе растения содержат углерод, кислород, водород, азот и многие другие элементы. На долю углерода, кислорода и водорода суммарно приходится 94% сухого вещества, по элементно: на долю углерод — 45%, кислорода — 42%, водорода — 7%. Остальные 6% сухой массы состоят из азота и минеральных элементов.

Основным питательным веществом является углекислый газ CO₂. Ежегодно растения поглощают из атмосферного воздуха около 20 млрд т углерода.

На сегодняшний день накоплены большие знания о питании растений. Практически все химические элементы были найдены в различных растительных частях, доказано участие 27 элементов в биохимических процессах, 15 из них являются необходимыми для роста и развития.

Человек, в результате применения удобрений, агротехнологий, мелиорации, различных видов и сортов, оказывает значительное воздействие на состав и почвенные процессы.

В экстенсивном земледелии единственным источником минеральных веществ для растений был естественный их запас в почве. При истощении естественного плодородия люди исключали эти земли из обработки и осваивали новые. Оставленные участки восстанавливали плодородие за счет природных процессов длительное время. Наиболее яркими примерами такого подхода являются переложная и залежная системы земледелия.

Трансформационная способность почвы, то есть способность снабжать растения элементами питания и водой, внесенных извне, в интенсивных системах земледелия играет важную роль. Однако и этой способности бывает недостаточно, в условиях современного интенсивного земледелия. Кроме того, к почве предъявляются повышенные требования к фитосанитарному состоянию и агротехнологические свойства. В следствии чего, требуется улучшение всего комплекса свойств почвы, за счет использования новейших технологий для расширенного воспроизводства плодородия. Возможность решения этой задачи заложена природой самой почвы, как возобновляемого ресурса. Но неправильное применение почвы способно приводит к потере плодородия.

Растениям, как и другим живым организмам, для роста необходимы определенные вещества и условия. Понимание основных потребностей растений помогает нам выращивать их здоровыми и сильными. Три основных условия для нормального роста растений – вода, свет и питательные вещества. Хотя эти факторы важны для развития растений, их следует применять в умеренных количествах. Слишком большое количество одного элемента может повредить или даже убить растение.

Вода – одно из незаменимых для жизни растений веществ. Ткани растений содержат от 80 до 95 процентов воды. Большая часть воды поступает за счет ее поглощения почвой. Уровень влажности почвы напрямую влияет на выживаемость растения: если почва станет слишком сухой, многие растения начнут пересыхать, увядать и отмирать. Даже в районах с ограниченной влажностью, например в пустынях, растениям по-прежнему нужна вода, и они адаптировали способность использовать полученную воду как можно дольше. Однако слишком много воды может быть вредным для растений. Позволяя почве немного высохнуть между поливами, вы предотвращаете повреждение растения, вызванное чрезмерным поливом.

Солнечный свет

Свет – еще одна из основных жизненных потребностей растения. Растениям нужен свет для процесса фотосинтеза. На открытом воздухе и в случае комнатных растений на окнах солнечный свет обеспечивается естественным образом. В некоторых случаях комнатным растениям требуется больше света. Многие садоводы дополняют солнечный свет, используя для растений искусственное флуоресцентное освещение. Каким бы ни был источник света, результаты редко отличаются. Растение поглощает излучаемый свет и собирает этот свет в хлоропластах листьев. Затем эта световая энергия соединяется с водой и углекислым газом для производства пищи. Цвет света имеет значение для растений. Им нужен свет из красного и синего спектра, а не из желтого и зеленого.

Питательные вещества

Другие условия, которые нужны растениям для жизни

Хотя вода, свет и питательные вещества необходимы для жизни растений, им также нужны другие элементы. Воздух является неотъемлемой частью роста и выживания растений. Он обеспечивает растения углекислым газом. Подобно воде и свету, растения используют углекислый газ во время фотосинтеза. Растениям также нужен воздух в почве. Кислород в почве помогает корням растения расти и развиваться. Большинству растений необходима рыхлая, хорошо аэрированная почва для здоровья корней. Температура воздуха также имеет значение для растений. Одни растут в более прохладных местах, а другим нужен теплый воздух. Если растения предпочитают меньше солнечного света, им может потребоваться защита от чрезмерного воздействия солнца. Растения также могут нуждаться в защите от погодных условий, таких как сильный ветер или град.

Растения - это наши зеленые друзья. Они совершенно заслуженно получили такое название, ведь для людей и животных флора и ее компоненты - это источник питания, материалы для бытовых нужд, лекарственные средства, главный регулировщик чистоты атмосферного воздуха и так далее.

На сегодняшний день известно свыше 350 тысяч различных видов растений. Все они имеют своеобразные морфологические и генетические особенности, радуют нас пышностью и многоцветьем, доставляют настоящее эстетическое удовольствие. При этом их жизненные формы могут быть разными, но всегда важными, уникальными и прекрасными. И на их существование непосредственное влияние оказывают условия, необходимые для жизни растений.

Жизненные формы растений

Данную классификацию можно привести с точки зрения разных наук: систематики и экологии. Нас интересует больше именно систематическая, так как она основана на внешних признаках растений. С данной позиции все царство флоры можно разделить на группы, которые сформировались эволюционно, и на которые повлияли условия жизни растений.

Деревья - ярко выражен ствол, высота не менее двух метров.
Кустарники - от 50 см до 2 м высотой, несколько стволов, отходящих от самой земли.
Кустарнички - образованы от предыдущей формы, но размер до 50 см.
Полукустарники - сформировались от форм кустарничков, однако верхние части множественных стволов отмершие.
Травы - низкорослые растения, на зимний период замораживающие свои надземные побеги.
Лианы - характеризуются ветвящимися и ползучими стеблями, снабженными крючочками, усиками и другими цепляющимися устройствами.
Суккуленты - растения, способные запасать большое количество воды в стебле и листьях.

Какие условия необходимы для жизни растений каждой из перечисленных групп? Рассмотрим их подробнее.

Экологические факторы как условия жизни растений

К таковым относятся следующие.

солнечный свет;
влага (вода);
температурный режим;
питание.

2. Биотические: все живые организмы, которые окружают данное растение (животные, микроорганизмы, грибы).

3. Антропогенные - влияние человека и его деятельности в разных отраслях быта и промышленности.

Какие условия необходимы для жизни растений больше всего? То есть которые из перечисленных факторов являются определяющими? На такой вопрос сложно ответить. Только их совокупное грамотное сочетание позволяет растениям чувствовать себя максимально комфортно, безопасно и быстро расти, развиваться и размножаться.

Влияние света

Самое главное отличие растительных организмов от всех остальных - это автотрофный способ питания. То есть способность преобразовывать энергию солнечных лучей в энергию химических связей, заключенную в образуемых органических соединениях. Весь этот сложнейший биохимический процесс, построенный из двух фаз, называется фотосинтезом. Продуктом таких преобразований становится крахмал как запасное питательное вещество растений и газ кислород - как источник жизни на нашей планете.

Становится очевидным, что без фотосинтеза не было бы и жизни. А без солнечного света не будет этого процесса. Значит, энергия естественного солнечного излучения и дополнительных источников освещения - условия, необходимые для роста и развития растений. Роль этих факторов определяющая.

По отношению к свету можно выделить несколько групп организмов.

Теневые растения. Такие представители не переносят прямых солнечных лучей, им достаточно очень рассеянного слабого освещения. Например, значительная часть лесных трав, укрытых под тенью деревьев - кислица, майник, прострел, камнеломка, хохлатка, подснежник, горянка, пролеска, плющ, орляк, чистотел и другие.
Теневыносливые. Данные растения предпочитают умеренное освещение и достаточно терпимо относятся даже к длительным затемнениям. Однако солнечный свет все же любят и на короткие воздействия прямых солнечных лучей реагируют положительно. Это, к примеру, смородина, ландыш, черника, бузина, брусника, купена, манжетка и другие.
Светолюбивые - растения, которые больше всех нуждаются в ярких прямых солнечных лучах. Только при таких условиях процесс фотосинтеза происходит у них максимально быстро и полно. Примеры: мать-и-мачеха, клевер, лаванда, бессмертник, мелисса, лотосы, кувшинки, злаковые, кактусы, большая часть деревьев и другие.

Итак, что необходимо растениям для жизни в первую очередь? Солнечный свет, который является источником главного растительного процесса - фотосинтеза.

Значение воды

Двуокись водорода является самым важным веществом в жизни не только растений, но и всех живых существ на планете. Известно, что жизнь на Земле стала возможна благодаря наличию жидкой воды. Поэтому переоценить ее значение сложно. Универсальный растворитель, в котором протекают все биохимические реакции живого организма, она является неотъемлемой структурной частью, компонентом каждой клетки.

Значение воды для жизни растений не менее важно, чем солнечного света. Ведь вода создает тургорное давление на клеточные стенки, именно в ней осуществляется транспорт всех соединений, она - среда для химических реакций. Одним словом, для растений вода - источник жизненных сил.

Не все представители флоры одинаково относятся к воде и ее количеству. Так, можно выделить три основные экологические группы растений по отношению к оксиду водорода.

Ксерофиты - обитатели самых засушливых районов, которые сумели адаптироваться к недостатку влаги. Примеры: пустынные и полупустынные растения, обитатели морских побережий. Эшшольция, кактусы, пырей, песколюб, бриофиллум, верблюжья колючка и так далее.
Мезофиты - обитатели мест с умеренным содержанием воды. Это растения луга, лесные обитатели. Нормально относятся к увлажненной почве, но не переносят излишнюю влагу или засуху. Тимофеевка, ромашка, васильки, кровохлебка, любка, сирень, лещина, клевер, медуница, золотарник, все листопадные деревья и кустарники.
Гидрофиты. Такие растения лучше всего чувствуют себя, когда находятся частично в воде (пресной, соленой) или полностью в нее погружены. Примеры: водоросли, водные лютики, роголистники, кувшинки, поседонии, рдесты, альтемии, наяды и другие.

Итак, какие условия необходимы для жизни растений? Вода входит в их перечень.

Роль температуры

Теплые дни для всех живых существ в радость. Однако среди растений есть и такие, которые низкие температуры выносят достаточно легко. Всех представителей флоры по отношению к данному фактору можно разделить на три группы.

Теплолюбивые. Условия, необходимые для жизни растений данной группы, - это температурный показатель не ниже +5 0 С. Оптимальным вариантом для них считается примерно +25-26 0 С. Такие растения не переносят резких колебаний температуры воздуха, не выдерживают даже легких заморозков. Примеры: рис, хлопчатник, какао, пальмовые, бананы, практически все тропические и субтропические обитатели.
Холодостойкие растения. Предпочитают умеренные температуры, однако в состоянии переносить и довольно низкие, переживают заморозки без повреждений. Примеры: картофель, все корнеплоды, зелень, многие виды крестоцветных, злаковые культуры и прочие.
Морозостойкие. Способны зимовать под снежным покрывалом, сохраняя жизнеспособность. Примерами могут служить такие садово-огородные растения, как ревень, многолетники лук, чеснок, щавель и другие.

Вывод: температурный режим - важное условие для нормального роста и развития всех растений на Земле.

Минеральное питание

Данный фактор чрезвычайно важен именно для плодово-ягодных, фруктовых и овощных культур, возделываемых человеком. Ведь в естественных условиях растения заселяют такие места обитания, к которым способны адаптироваться. В том числе и к содержанию минеральных солей в почвах.

А вот культурным представителям нужна помощь. Каждый хозяин знает, какой комплекс минеральных удобрений следует внести для определенного растения, чтобы получить необходимый урожай.

В целом минеральные вещества - это важный элемент питания всех особей, который поглощается растениями из почвы путем всасывания вместе с водой. Но для растений губителен переизбыток удобрений, а их недостаток ведет к медленному росту и плохому урожаю.

Состав воздуха

Какие условия необходимы для жизни растений, помимо рассмотренных выше? Важным также является состав воздуха. Ведь ночью растения, так же, как и другие живые существа, дышат, потребляя кислород. Поэтому его в воздухе для их нормального развития должно быть достаточно. Это значит, что в условиях повышенной концентрации вредных газов, пыли, грибков и микроорганизмов растения будут чувствовать себя крайне плохо.

Биотические факторы и их влияние

Мы рассмотрели все абиотические факторы жизни растений. Тепло, свет, воздух, вода - главные и неотъемлемые условия для их нормального роста и развития.

Биотические же факторы - это влияние на них окружающей биомассы, то есть других растений, животных, грибов, насекомых и так далее. Чтобы рассмотреть все аспекты воздействия этих условий, была создана наука экология. Следует лишь заметить, что биотические факторы не менее важны, чем абиотические.

Главные условия для жизни комнатных растений

Условия среды, необходимые для жизни комнатных растений, ничем не отличаются от тех, что мы рассмотрели для всех в общем. Они так же нуждаются в солнечном свете, тепле, воде, минеральном питании, защите от вредных насекомых.

Чтобы горшечные цветы чувствовали себя хорошо и выглядели красиво, следует подходить к ним индивидуально, учитывая особенности конкретного рода и вида растения.

Рост и развитие растения обеспечивается за счет деления клеток. Изменение массы, размера и объема проростка семени можно наблюдать при его прорастании.

Рост растений. Вспомните строение клеток и тип тканей верхушечной почки и зоны деления корня. Как вы помните, там расположена образовательная ткань. Благодаря непрерывному делению ее клеток происходит рост корней и побегов. Рост растений связан с размножением — увеличением количества клеток и с перераспределением веществ, входящих в состав растения. На свету благодаря фотосинтезу рост зеленых растений обычно приводит к увеличению массы тела, так как накопление органических веществ преобладает над расходом их на дыхание. В темноте рост зеленых растений происходит благодаря имеющимся органическим веществам при одновременной трате их на процесс дыхания.

Рост стеблей злаков и других однодольных растений происходит преимущественно в междоузлиях. Их образовательная ткань расположена в основаниях листьев (узлах), поэтому рост стебля можно сравнить с тем, как раздвигается подзорная труба (вставочный рост) (рис.1).

Рис.1 Вставочный рост стебля злаковых растений

Если ежедневно в одно и то же время длину стебля фасоли измерять линейкой с миллиметровыми делениями, то можно заметить изменения на протяжении всего жизненного цикла растения. Сначала рост стебля идет медленно, затем ускоряется, достигает максимума, а затем замедляется и совершенно прекращается. Наблюдения показывают, что и все растения растут подобным же образом. Молодое дерево вначале растет медленно, затем рост его ускоряется, достигает максимума, затем замедляется и прекращается, Но даже у старых деревьев образуются новые веточки и каждую весну распускаются и растут новые листья.

Человек может регулировать рост растения в нужном ему направлении. Например, можно остановить рост стебля в длину, удалив верхушечную почку. Такой способ называется прищипыванием (выщипыванием) (рис.2). Дерево станет сильнее ветвиться.

Рис.2 Метод прищипывания (удаление верхушки стебля)

Можно удалить кончик корня (пикировка), это стимулирует сильное развитие боковых корней (рис.3). В результате улучшится питание растения и увеличится его продуктивность. При окучивании (присыпании земли к стеблю) растений из-за притока дополнительного кислорода также улучшается рост и стимулируется развитие придаточных корней. При обрезании молодых стеблей у яблони, малины, огурцов рост в высоту приостанавливается и начинается развитие боковых стеблей. В связи с этим весной в парках и во дворах производится обрезка деревьев и кустов, таким способом регулируют их рост.

Рис. 3 Пикировка корня

На рост растений влияют различные условия: количество влаги в почве и воздухе, наличие минеральных веществ, состав воздуха, свет, температура. У растений, которые произрастают во влажной почве, стебли и листья более сочные, чем у растений, которые растут на сухой почве. В полутемных и темных местах длина растений увеличивается быстрее, чем на свету. Например, побеги картофеля при хранении в темноте могут вырасти до нескольких метров. Свет уменьшает рост растения в длину. Когда вы наблюдали за ростом семени, вы могли заметить, что этот процесс связан с температурой. Для многих растений самая благоприятная температура 25-30°С. Более высокая температура замедляет рост. Многие весенние растения (подснежник, безвременник) вырастают сразу же после таяния снега. У разных растений устойчивость к холоду и жаре разная.

Рост растений также зависит от минеральных солей, поступающих из корневой системы. Если нет хоть одного нужного вещества, рост растения останавливается.

Для роста также нужен кислород, так как рост напрямую связан с затратами энергии. Зная необходимые условия для роста растений, нужно вовремя поливать, обеспечивать питательными веществами, обрабатывать почву, охранять от вредителей.

Используя эти знания, можно получать хороший урожай культурных растений.

Развитие растений. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. В ходе развития формируются новые свойства, органы.

Развитие организма начинается с появления зародыша. Первый этап в развитии растений называется зародышевый. Он охватывает время от начала формирования зародыша до момента прорастания семян. В этот момент главными факторами, влияющими на прорастание растений, являются температура и влажность. При низкой температуре семена не прорастают. Так же не способны прорастать и сухие семена.

Второй этап в развитии растений — молодость. Он длится от момента прорастания семени до первого цветения. В этот период жизни растение активно растет, значительно увеличивая свою зеленую массу. Оно ветвится, образует новые молодые побеги (веточки) и листья, растет в высоту (рис. 4).

Рис.4 Развитие растения

Как только растение приступило к цветению, начинается третий этап — зрелость. В этот период растение обязательно образует плоды с семенами. Большинство многолетних древесных растений в период зрелости, так же как и в период молодости, продолжают активно увеличивать свой рост. А однолетние растения тратят питательные вещества в основном на формирование плодов и семян, поэтому в период зрелости они растут незначительно или вообще прекращают рост.

Четвертый и последний период в жизни растительного организма — старость. В это время почти полностью прекращается рост растения, его цветение и плодоношение. Растение переходит в пассивное состояние и постепенно отмирает.

Растения являются целостными организмами. Все процессы в них взаимосвязаны и зависят как от самого растения (однолетнее или многолетнее), так и от условий окружающей среды.

Рост растения обеспечивает размножение клеток образовательной ткани. Рост в высоту — конус нарастания или верхушечная почка, рост в глубину — зона деления корня; рост деревьев в толщину — клетки камбия; рост в высоту у злаков — образовательняя ткань в основаниях междоузлий. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. Развитие имеет свои этапы: первый — зародышевый; второй — молодость (до полового размножения); третий — зрелость; четвертый и последний — старость. По срокам жизни растения подразделяются на однолетние (редис, пшеница, фасоль), двулетние (свекла, морковь, капуста) и многолетние (дуб, яблоня, виноград, смородина).

Читайте также: