Влияние внешних факторов на рост растений кратко
Обновлено: 06.07.2024
На рост растений оказывают влияние продукты жизнедеятельности других растений (явление аллелопатии), микроорганизмов (антибиотики, регуляторы роста) и факторы внешней среды.
Свет. Растения воспринимают свет не только как источник энергии, но и в качестве сигнала, характеризующего условия среды. В клетках имеются рецепторные молекулы фитохрома, опосредующие действие света на морфогенез. Фитохром состоит из двух белковых субъединиц и хромофора – незамкнутого тетрапиррола, относящегося к группе фикобилинов. Фитохром синтезируется в форме Ф660, поглощающей красный свет. Под действием красного света он переходит в активную форму Ф730, поглощающей дальний красный свет. Под действием дальнего красного света и в темноте Ф730 превращается в Ф660. Фитохром изменяет проницаемость клеточных мембран, регулирует движение хлоропластов и влияет на синтез ферментов и стимуляторов роста гиббереллинов и цитокининов.
Температура. Различают три основные температурные точки: минимальная температура, при которой начинается рост, оптимальная – наиболее благоприятная для роста и максимальная, при которой рост прекращается. В зависимости от приспособленности к температурному режиму различают теплолюбивые (минимальная температура выше 10оС, оптимальная 30-40оС) и холодостойкие (минимальная температура 0-5оС, оптимальная 25-30оС).
Водный режим. Недостаточное снабжение растений водой задерживает рост побегов и кратковременно стимулирует с последующим торможением рост корней.
Минеральное питание. Для нормального роста необходимо достаточное снабжение всеми питательными элементами. Избыток азота стимулирует рост вегетативной массы, но замедляет процессы дифференцировки и формирование цветков.
Фитогормоны
Они образуются в процессе обмена веществ растений и оказывают в очень малых количествах регуляторное и координирующее влияние на физиологические процессы в разных органах растения. Различают стимуляторы и ингибиторы роста. Стимуляторы роста, применяемые в сверхоптимальных дозах, способны подавлять ростовые процессы.
Ауксины.Главным представителем ауксинов в растениях является индолил-3-уксусная кислота (ИУК). Она синтезируется из триптофана в верхушке побега. Разрушается ИУК ферментом ИУК-оксидазой. Ауксин стимулирует деление и растяжение клеток, необходим для образования проводящих пучков и корней. ИУК активирует протонную помпу в плазмалемме, что приводит к закислению и разрыхлению клеточной стенки и тем самым способствует росту клеток растяжением. Комплекс ИУК с рецептором транспортируется в ядро и активирует синтез РНК, что в свою очередь приводит к усилению синтеза белков.
Цитокинины.Цитокинины образуются путем конденсации аденозин-5-монофосфата и изопентенилпирофосфата в апикальной меристеме корня. Много цитокининов в развивающихся семенах и плодах. Цитокинины индуцируют в присутствии ауксина деление клеток, активируют дифференциацию пластид, повышают активность АТФ-синтетазы, способствуют выходу почек, семян и клубней из состояния покоя, предотвращают распад хлорофилла и деградацию клеточных органелл. Ткани, обогащенные цитокининами, обладают высокой аттрагирующей способностью. Комплекс цитокининов с белковым рецептором повышает активность РНКполимеразы и экспрессию генов. При этом увеличивается число полисом и активируется синтез белка.
Гиббереллины.В настоящее время известно более 70 гиббереллинов кислой и нейтральной природы. Наиболее известным и распространенным гиббереллином является гибберелловая кислота. Гиббереллины синтезируются из ацетилкоэнзима А в листьях и корнях. Гиббереллины способствуют удлинению стебля, выходу семян из состояния покоя, формированию гранулярного эндоплазматического ретикулума, образованию цветоноса и цветению, активируют деление клеток в апикальных и интеркалярных меристемах, повышают активность ферментов синтеза фосфолипидов. Комплекс гиббереллина с белковым цитоплазматическим рецептором стимулирует синтез нуклеиновых кислот и белка.
Абсцизовая кислота.Она синтезируется в листьях и корневом чехлике двумя путями: из мевалоновой кислоты или путем распада каротиноидов. Абсцизовая кислота (АБК) тормозит рост растений и является антагонистом стимуляторов роста. Однако АБК активирует удлинение гипокотиля огурца, образование корней у черенков фасоли. АБК ускоряет распад нуклеиновых кислот, белков, хлорофилла, ингибирует мембранную протонную помпу. АБК накапливается в клетках при неблагоприятных условиях внешней среды, стареющих листьях, покоящихся семенах, в отделительном слое черешков листьев и плодоножек.
Этилен.Газ этилен синтезируется из метионина или путем восстановления ацетилена. Много его накапливается в стареющих листьях и созревающих плодах. Он ингибирует рост стеблей и листьев. Удлинение стебля тормозится из-за изменения направления роста клеток с продольного на поперечное, что приводит к утолщению стебля. Обработка этиленом индуцирует корнеобразование, ускоряет созревание плодов, прорастание пыльцы, семян, клубней и луковиц.
Брассиностероиды.Брассиностероиды содержатся в разных органах растений, но особенно много их в пыльце. Они стимулируют рост в длину и толщину проростков, усиливая как деление, так и растяжение клеток.
Синтетические регуляторы роста.Ретарданты ингибируют рост стебля благодаря торможению растяжения клеток и подавлению синтеза гиббереллинов. Стебли становятся более короткими и утолщаются, в результате повышается устойчивость растения к полеганию.
Морфактины препятствуют прорастанию семян, образованию и росту побегов, ослабляют апикальное доминирование у побегов и усиливают его у корней.
Гербициды служат для уничтожения растительности. Есть гербициды общего действия, когда погибают все растения, и селективные для избирательного уничтожения определенных классов растений. Они могут подавлять фотосинтетическое или окислительное фосфорилирование.
Дефолианты ускоряют листопад у растений, что активирует созревание семян и плодов и облегчает механизированную уборку урожая.
Десиканты вызывают ускоренное высушивание листьев и стеблей, что позволяет вести сбор семенников бобовых культур и уборку картофеля комбайнами.
Сениканты – смесь физиологически активных веществ, вызывающих ускорение созревания и старения сельскохозяйственных растений.
Движения растений
Движение – это перемещение организма или его частей в пространстве. Движение необходимо для питания, защиты и размножения растений.
Верхушечный рост
Перемещение корневых волосков и гиф грибов происходит за счет верхушечного роста. В кончиках клеток содержится много везикул, производных аппарата Гольджи и эндоплазматического ретикулума, которые доставляют материалы для формирования клеточной стенки, а также синтетазы и гидролазы. Гидролазы разрыхляют стенку, которая растягивается под давлением протопласта. Микрофибриллы целлюлозы раздвигаются и в стенку встраиваются новые компоненты.
Ростовые движения
В процессе эволюции у растений возник специфический способ движения за счет необратимого роста клеток растяжением.
Тропизмы.Это движения растений, обусловленные односторонне действующими факторами среды. Они являются следствием более быстрого роста клеток растяжением на одной стороне побега, корня, листа. В зависимости от природы фактора различают гео-, фото-, тигмо-, термо-, электро- и хемотропизмы. При положительных тропизмах движение направлено в сторону раздражителя, при отрицательных – от него. Рассмотрим несколько видов тропизма.
Геотропизм– изгибание под действием гравитационного поля Земли вследствие разной скорости роста клеток противоположных сторон органа. Восприятие силы тяжести связано с воздействием на плазмалемму и эндоплазматический ретикулум статолитов (амилопласты, хлоропласты, отложения солей). Давление статолитов на мембраны приводит к изменению мембранного транспорта, поляризации клеток. При этом нижняя часть стеблей и корней, приведенных в горизонтальное положение, приобретает суммарный электроположительный заряд. Активируется транспорт ауксина как отрицательно заряженного аниона к нижней стороне органа. У стебля это приводит к усилению роста нижней части горизонтально расположенного стебля и его изгиба вверх. У клеток корней выше чувствительность к ауксину, поэтому повышенная концентрация ИУК в нижней части корня ингибирует ее рост и верхняя половина растет быстрее, что приводит к изгибу корня вниз.
Фототропизм– изгибы растений под влиянием одностороннего освещения. Затененная сторона этиолированных проростков растет более быстро, так как туда перемещается ауксин. В зеленых проростках ауксин не транспортируется на затененную часть побега, но у них в клетках освещенной стороны накапливается ингибитор роста ксантоксин.
Хемотропизм– ростовая реакция на химические соединения. Он наблюдается у корней, пыльцевых трубок, железистых волосков насекомоядного растения росянки. Большую роль при этом играет не только природа вещества, но и его концентрация: при низкой концентрации хемотропизм положителен, а при сверхоптимальной – отрицателен.
Ростовые настии
Это движения растений, обусловленные диффузно действующими факторами среды и происходят в результате неравномерного роста клеток растяжением. При росте верхней стороны орган изгибается книзу (эпинастия), нижней стороны – кверху (гипонастия).
Фотонастиявызвана сменой света и темноты. У многих растений цветки закрываются при наступлении темноты и открываются утром. Эти движения можно вызвать, искусственно затеняя и освещая растения. Движения цветков происходят из-за разной скорости роста верхней и нижней сторон лепестков при изменении освещенности.
Тигмонастияхарактерна для лазящих растений, когда усик в ответ на прикосновение закручивается. Он реагирует только при создании эффекта трения. В темноте усик не закручивается, но освещение растения даже через 90 мин после прикосновения вызывает закручивание усика. Движение происходит при участии этилена и ауксина, так как обработка ими вызывает закручивание усика без механического раздражения. После прикосновения нижняя сторона усика теряет тургор и становится вогнутой. Затем начинает расти верхняя сторона усика, что приводит к его закручиванию.
Круговые нутации
Это круговые или колебательные движения органов растения, характерные, в основном, для растущих побегов и корней. Они происходят за счет идущих по кругу ускорений роста клеток в результате геотропической корректировки в гравитационном поле.
Факторы роста: свет и тепло Факторы роста: свет и тепло
Основные факторы роста и развития растений,— тепло, свет, воздух, вода, питание. Все факторы одинаково необходимы и выполняют определенные функции в жизни растений.
Жизненный цикл роста и развития делится на определенные этапы — фазы. Условия внешней среды сильно влияют на рост и развитие растений. Установлено, что воздействием пониженной температуры на прорастающие семена и прогреванием сухих семян можно ускорить развитие растений и увеличить урожай.
На основании этого наукой разработаны, а практикой широко используются специальные рекомендации по прогреванию, проращиванию, закаливанию семян некоторых овощных культур, а также клубней картофеля. Продолжительность этих процессов и температура различна и, во многом, зависят от культур.
Тепло
Тепло необходимо растениям во все периоды их роста и развития. Требования к теплу у различных культур неодинаковы и зависят от происхождения, вида, биологии, фазы развития и возраста растения.
Теплолюбивые культуры
Семена теплолюбивых культур прорастают при температуре выше +10°C. Такие растения, не только не переносят заморозков, но и длительного похолодания, особенно в дождливую погоду.
При температуре ниже 10—12°C рост и развитие теплолюбивых растений приостанавливаются, они ослабевают и быстрее поражаются грибными и бактериальными болезнями. При более низкой температуре они погибают. Наиболее благоприятная температура для роста, развития и плодоношения теплолюбивых культур выше +20°С.
Практическое значение в некотором повышении холодостойкости теплолюбивых культур имеют приемы по закалке семян и рассады низкими и переменными температурами, также повышенные дозы калия при подкормках.
Холодостойкие культуры
Семена холодостойких культур прорастают при температуре ниже +10°C. Температура +17 — 20°C наиболее благоприятна для развития и плодоношения растений этой группы.
При понижении температуры рост холодостойких культур продолжается, однако, если всходы подвергаются длительному воздействию низких температур (2—0°С), многие растения преждевременно выбрасывают цветоносный побег, не образуя ни полноценного урожая, ни семян.
Особенно резко это проявляется у растений свеклы и сельдерея. Капуста после высадки ее в грунт может переносить не только продолжительные низкие температуры, но и кратковременные заморозки, которые не отражаются на дальнейшем росте и развитии. Осенью же, перед уборкой, заморозки в 4—5°С не сказываются отрицательно на качестве продукции в том случае, если кочаны перед срезкой оттают на корню.
Зимостойкие культуры хорошо зимуют в грунте под снежным покровом при морозах в -30°С и более, а весной начинают расти вслед за стаиванием снега.
Молодым растениям, приспосабливающимся к условиям внешней среды и к самостоятельному корневому питанию, необходима температура, как днем, так и ночью ниже, чем семенам при прорастании. Это необходимо и для равномерного развития надземных органов и корневой системы, от чего зависит нормальный рост и развитие растений.
С развитием листьев и стеблей, когда начинается воздушное питание растений, температура должна быть выше. В этот период особенно важно правильное соотношение между температурой и освещением.
В солнечную погоду повышение температуры не сказывается отрицательно на развитии растений, при пасмурной же погоде температуру по возможности необходимо снижать. Необходимость в понижении температуры возрастает в ночное время, так как при высокой температуре без света растения вытягиваются, ослабевают, что не только задерживает сроки поступления урожая, но и отрицательно сказывается на его величине.
В период бутонизации, цветения и плодоношения необходима повышенная температура для всех растений как днем, так и ночью, особенно для культур, выращиваемых в теплицах и парниках, у которых нарастание плодов происходит в основном ночью.
Основной источник света — солнце. Только на свету растения создают из воды и углекислого газа воздуха сложные органические соединения. Продолжительность освещения сильно влияет на рост и развитие растений. Требования к условиям освещения у растений не одинаковы. Для южных растений длина светового дня должна быть менее 12 часов (это растения короткого дня); для северных — более 12 часов (это растения длинного дня).
- Баклажаны
- Перец
- Помидоры (большинство сортов)
- Кукуруза
- Фасоль
- Кабачки
- Патиссоны
- Тыква
- Огурцы (сорта огурцов, выращиваемые в открытом грунте).
- Корнеплоды
- Капуста
- Зеленные культуры
- Лук репчатый
- Чеснок
Огурец (тепличные сорта, изменившие свою биологическую природу в результате длительного выращивания зимой в теплицах).
Искусственно укорачивая или удлиняя световой день, можно повысить урожай и значительно улучшить его качество. В естественных условиях в открытом грунте этого достигают ранневесенними и позднелетними посевами.
Наибольшее практическое значение свет приобретает при выращивании рассады и овощей в теплицах зимой. В это время растения испытывают наибольший недостаток света, так как, во-первых, это самое темное время года и, во-вторых, значительная часть светового потока поглощается, проходя через остекленную поверхность теплицы, и затеняется решетками.
Искусственное освещение
Для усиления освещенности используют различные электролампы и осветительные установки. Освещенность растений на стеллажах и под парниковыми рамами зависит также от правильного их размещения. Чрезмерная густота посадки растений отрицательно сказывается на их качестве.
В открытом грунте для равномерного освещения растений необходимы своевременные прополки и прореживания. Однако и среди овощных растений есть теневыносливые культуры, что позволяет выращивать их в междурядьях плодовых деревьев или в несколько затененных местах (лук репчатый на перо, лук многоярусный, лук-порей, щавель, ревень, спаржа).
Влажность не только почвы, но и воздуха необходима растению на протяжении всей его жизни. Прежде всего вода вместе с теплом пробуждает семя к жизни.
Образовавшиеся корешки всасывают ее из почвы вместе с растворенными в ней минеральными солями. Вода (по объему) является главной составной частью растений. Она участвует в создании органических веществ и в растворенном виде разносит их по растению.
Благодаря воде растворяется углекислый газ, высвобождается кислород, происходит обмен веществ, обеспечивается нужная температура растения. При достаточном запасе влаги в почве рост, развитие и образование плодов протекают нормально; недостаток влаги резко снижает урожай и качество продукции.
Требования растений к влаге
Овощные растения особенно требовательны к влаге, что объясняется значительным содержанием ее в овощах (от 65 до 97%, в зависимости от культуры), а также большой испаряющей поверхностью листьев.
Содержание влаги в тканях листа должно быть не менее При уменьшении ее даже на 10% листья увядают, работа их нарушается.
Требовательность растений к влаге по периодам роста и развития неодинакова. Особенно она высока при прорастании семян. Вот почему рекомендуется высевать намоченные и пророщенные семена в хорошо пролитые бороздки.
В период формирования корневой системы решающее значение имеет содержание влаги в слое почвы При этом нужно знать, что редкие обильные поливы значительно полезнее частых, но недостаточных.
При частых поливах почва сильно уплотняется, требует рыхления, корни растений начинают располагаться в верхнем слое почвы. Это нежелательно, так как последний быстро просыхает, растрескивается, а корни с массой всасывающих корневых волосков надрываются, много их повреждается и при рыхлении почвы.
Временный перерыв в поливах заставляет корни в поисках воды устремляться в нижнюю часть пахотного слоя, что улучшает обеспеченность растений не только водой, но и пищей. Особенно влаголюбивы огурцы, капуста, зеленные культуры, редис, а также рассада овощных культур.
Недостаток влаги
При недостатке влаги в почве растения зеленных культур и редиса преждевременно стареют, не сформировав урожая. Листья и корнеплоды грубеют, приобретая горьковатый вкус. То же происходит и с плодами огурцов. Капуста приостанавливает рост кочанов, а головки цветной, не достигнув должного размера, желтеют и рассыпаются.
У плодовых овощных культур (помидоры, огурцы, кабачки, патиссоны и др.) повышенная требовательность к влаге проявляется в момент завязывания плодов и плодоношения. В это время особенно опасны большие перерывы между поливами.
Без достаточного количества влаги рост плодов, кочанов и корнеплодов прекращается, а в солнечную погоду поверхностные ткани их быстро пробковеют и теряют эластичность. Возобновление поливов вызывает растрескивание плодов, кочанов и корнеплодов, делая продукцию некачественной.
Корнеплоды и бобовые особенно нуждаются в воде в первый период роста. В последующем, развивая длинные корни (до они используют влагу из нижних слоев почвы и нуждаются в поливе лишь при продолжительней засухе. Такие же требования к влаге предъявляют тыква, дыня, арбуз.
Для лука значение влаги особенно велико при формировании листовой розетки, а у картофеля в период бутонизации, цветения и клубнеобразования.
Рассада при недостатке влаги преждевременно стареет, листья бледнеют, грубеют. При высадке в грунт такая рассада плохо приживается, поступление урожая задерживается, а у цветной капусты не образуются головки.
Не меньшее влияние на развитие растений оказывает и относительная влажность воздуха. Чем суше воздух, тем сильнее испаряют растения воду и тем выше их температура, а все это увеличивает расход питательных веществ в ущерб откладываемым в запас.
При длительном снижении влажности воздуха наступает воздушная засуха, которая может перейти в почвенную засуху. Поливы почвы, особенно методом дождевания, несколько повышают влажность воздуха и поэтому более эффективны для растений. Чрезмерная влажность воздуха также отрицательно сказывается на растениях, усиливая различные грибные заболевания. В теплицах, парниках и под пленкой избыточную влажность понижают вентиляцией.
Что делать, если на участке мало воды?
Такое рыхление не дает образоваться корке, нарушает капилляры, по которым вода поступает из нижних слоев почвы в верхние, и значительно сокращает испарение влаги из почвы. Это обеспечивает также свободный доступ воздуха к корням, а также усиливает жизнедеятельность полезных микроорганизмов.
Имеются и особые приемы выращивания растений без полива, основанные на использовании влаги из нижних слоев почвы для обеспечения ею высеянных и высаженных растений.
Температура воды для полива
Все теплолюбивые культуры, особенно огурцы, нужно поливать водой с температурой не ниже 20°С. Полив холодной водой — одна из причин массового заболевания растений и резкого снижения урожая.
В теплицах и парниках воду для полива подогревают. В условиях открытого грунта вода нагревается на солнце, для чего ее заблаговременно наливают в бочки, чаны, или она нагревается в специально устроенных на участках небольших водоемах.
Полив теплолюбивых культур лучше проводить в теплую погоду в вечерние, а при продолжительной засухе — в ночные часы.
Чрезмерная влажность почвы также нежелательна, так как при этом излишняя влага вытесняет из почвы кислород, что нарушает дыхание корней. Это наблюдается чаще на пониженных местах при большом количестве осадков. Чтобы избежать этого, от мест застоя воды делают отводные канавки, борозды, а после отвода воды почву при первой возможности рыхлят.
Воздух
Из воздуха растения получают углекислый газ необходимый им для жизнедеятельности — он является единственным источником углеродного питания. Содержание углекислого газа в воздухе ничтожно и составляет 0,03%. Обогащение воздуха углекислым газом идет в основном благодаря выделению его из почвы.
Большую роль в образовании и выделении почвой углекислого газа играют органические и минеральные удобрения, вносимые в почву. Чем энергичнее в почве процессы жизнедеятельности микроорганизмов, тем активнее разлагаются органические вещества, а, следовательно, тем больше углекислого газа выделяется в приземный слой воздуха.
Другой источник пополнения воздуха углекислым газом — живые существа, выделяющие его при дыхании Повышенное содержание углекислого газа, в воздухе, благоприятно сказывается на всех процессах, происходящих в растениях, особенно ускоряет плодоношение.
Повышаем содержание углекислого газа в воздухе
В теплицах содержание углекислого газа повышают искусственно до используя для этого сухой лед (твердую углекислоту) и углекислый газ из баллонов.
В открытом грунте несколько увеличить содержание углекислого газа в приземном слое воздуха можно внесением в почву повышенных доз органических удобрений (навоза, торфа, компоста), жидких подкормок из разведенного коровяка, навозной жижи, птичьего помета и минеральных удобрений.
Подкормка растений
- кислород, углерод, водород растения получают из воздуха и воды;
- азот, фосфор, калий, серу, магний, кальций, железо — из почвенного раствора.
Эти элементы потребляются растениями в больших количествах и называются макроэлементами.
Бор, марганец, медь, молибден, цинк, кремний, кобальт, натрий, которые также необходимы растениям, но в небольших количествах, называются микроэлементами.
Процесс питания растений
Корни с массой корневых волосков всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями и подают ее в листья через стебель по восходящим токам. Листья через устьица и в меньшей степени стебли и корни поглощают из воздуха углекислый газ.
В зеленых частях растений, содержащих хлорофилл, под действием солнечного света из воды и углекислого газа образуются органические вещества. Этот процесс называют фотосинтезом. Основное количество выработанных в листьях органических веществ затрачивается на построение стеблей, листьев, корней, цветков и плодов.
Потребность в питании
Потребность растений в элементах питания изменяется в зависимости от культуры, возраста, скороспелости и способности выносить питательные вещества с урожаем из почвы. Молодому растению с первых дней жизни необходимо усиленное минеральное питание. Поэтому земляные смеси для выращивания рассады заправляют удобрениями.
Молодые растения потребляют меньше питательных веществ, но, имея недостаточно развитую корневую систему, они более требовательны к их наличию в верхних слоях почвы, причем в легкоусвояемой форме. Этим же обусловлена повышенная требовательность к питанию и взрослых растений некоторых культур, имеющих малоразвитую корневую систему. К таким культурам относится лук, который развивает корни главным образом в поверхностном слое почвы.
Растения с коротким периодом развития (скороспелые) наиболее требовательны к запасу питательных веществ в почве, так как формируют урожай за более короткий срок. Эта требовательность увеличивается, если скороспелые растения густо размещены и имеют недостаточно развитую корневую систему. К таким растениям относятся все зеленные (салат, шпинат, укроп), некоторые пряные, а также редис и летняя редька.
Растения с продолжительным периодом развития потребляют больше питательных веществ, но требовательность их к запасам этих веществ в почве ниже, так как период их использования более растянут. Это относится к поздним сортам капусты, моркови, свеклы. Способность растений выносить питательные вещества из почвы неодинакова и зависит от культуры и урожая.
Калий
Овощные растения больше всего выносят из почвы калия, но это не значит, что вносить его в почву нужно больше, чем азота и фосфора (исключением являются пойменные и торфяные почвы). Это объясняется тем, что калий хотя и вымывается дождями из почвы, но легче поглощается почвой и лучше усваивается растениями.
Калий повышает устойчивость растений к болезням и их холодостойкость, увеличивает содержание сухого вещества, повышает сахаристость, улучшает вкус плодов и картофеля.
Особенно велика у растений потребность в азоте, так как он входит в состав белка и является основой всех жизненных процессов. При недостатке в почве усвояемого азота растения плохо развиваются, становятся светло-зелеными, урожай резко снижается, ухудшается его качество.
Излишнее количество азота в почве также нежелательно, особенно при недостатке фосфора. Это вызывает усиленный рост листьев, стеблей, побегов. Цветение и плодоношение задерживаются, что снижает общий урожай и особенно ранний.
Фосфор
Огромна в жизни растений и роль фосфора. Он входит в состав сложных белков, участвует в построении клеток растений, повышает усвоение и действие других элементов питания. Так, при совместном действии фосфора и калия растения делаются более устойчивыми к полеганию, Фосфор ускоряет образование органов плодоношения, улучшает качество продукции.
Магний
Магний играет большую роль во многих жизненных процессах растений. Он участвует в построении тканей, а также вместе с фосфором во всех обменных процессах, происходящих в растении.
Кроме этих основных, в почве должны быть и другие макроэлементы, а также микроэлементы. При недостатке любого из них нарушается нормальное развитие растения. Недостаток того или иного элемента питания можно обнаружить по некоторым внешним признакам растения.
Признаки недостатка элементов питания
Азот. При недостатке в почве азота листья растения становятся бледно-зелеными. Рост замедляется. Новые листья, если они образуются, очень мелкие и с тонкими пластинками. При остром недостатке азота листья желтеют и опадают.
Фосфор. При недостатке фосфора листья приобретают тусклый темно-зеленый цвет, который в дальнейшем переходит в фиолетовый, а вдоль жилок листа с нижней стороны в пурпурно-красный. При засыхании листья чернеют, а не желтеют.
Калий. Недостаток калия вызывает появление по краям листьев вначале бледно-желтой каймы, а в последующем ярко-желтой. При остром голодании листья приобретают неправильную форму, в середине их появляются бурые пятна, кайма становится буро-коричневой и рассыпается. Характерно, что при недостатке этих основных элементов питания изменение окраски, а при остром голодании и отмирание начинается с нижних листьев.
Кальций. При недостатке кальция рост растений замедляется, они становятся карликовыми. Старые листья остаются зелеными, стебли деревенеют. Для помидоров характерно пожелтение верхних листьев, а нижние остаются зелеными. Растения ослабевают, поникают, верхушечные почки отмирают.
Железо. При недостатке железа (на любой почве) у растений первым поражается верхушечный побег. Листья в верхней части растения становятся бледно-зелеными, а затем желтыми (хлороз), но ткань листа не отмирает. Для помидоров характерно пожелтение и отмирание молодых листьев.
Магний. При недостатке магния хлороз развивается в первую очередь на нижних листьях. Зеленая окраска исчезает, между прожилками появляются желтые пятна, придающие листьям пестроту. Пожелтевшие участки листа приобретают различную окраску. Постепенно они буреют и отмирают. У помидоров, кроме того, листья становятся ломкими и закручиваются книзу.
Важно! Появление внешних признаков говорит о продолжительном голодании растения. Чтобы не допустить нарушения в питании растений, необходимо за ними постоянно наблюдать и своевременно проводить соответствующие подкормки.
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.
Навигация
Факторы жизни растений (English version)
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.
Внешние условия оказывают на рост как прямое, так и косвенное влияние. Последнее связано с тем, что скорость роста зависит от интенсивности всех остальных физиологических процессов, воздушного и корневого питания, снабжения водой, напряженности процессов обмена веществ и энергии. В этой связивлияние внешних условий может сказаться на интенсивности роста через изменение любого из указанных процессов. При этом далеко не всегда причины того или иного влияния можно с достаточной точностью установить, поскольку в естественной обстановке влияние отдельных факторов тесно взаимосвязано.
Температура. Рост растений возможен в сравнительно широких температурных границах. Растения ранневесенней флоры растут при температуре даже несколько ниже О °С. Есть растения, для которых верхняя температурная граница роста несколько превышает 50 °С. Для каждого вида растения в зависимости от его особенностей и, главным образом, от географического происхождения характерны определенные температурные границы, в которых возможно протекание ростовых процессов.
Содержание воды. В процессе роста растения особенно чувствительны к недостатку воды. Уменьшение содержания воды в почве приводит, естественно, и к уменьшению содержания ее в растении, а это, в свою очередь, резко тормозит процессы роста. Снижается деление клеток и особенно их рост растяжением. Для различных физиологических процессов нужна разная насыщенность водой. Наибольшая насыщенность водой требуется для процессов роста.
Свет. Растения используют свет двумя путями: первый, где свет служит источником энергии для синтеза органических веществ (фотосинтез); второй, где свет — сигнал или источник информации. Во втором случае энергия света может быть на несколько порядков ниже, чем в первом. Свет оказывает большое и разностороннее влияние на темпы и характер роста как отдельных органов, так и растительного организма в целом. При этом на разные стороны ростовых процессов влияние света проявляется неоднозначно. Так, свет необходим для протекания процесса фотосинтеза, и поэтому накопление массы растения без света не идет. Вместе с тем рост клеток растяжением может идти в темноте, более того, на свету этот процесс тормозится. Свет оказывает большое влияние и на формообразовательные процессы.
Снабжение кислородом. Процессы роста требуют затрат энергии, источником которой служит процесс дыхания. В этой связи понятна необходимость кислорода. При снижении концентрации кислорода ниже 5% рост тормозится. Это происходит не только из-за нарушения энергетического баланса, но и в силу накопления продуктов анаэробного обмена (спирт, молочная кислота).
Минеральное питание. Для нормального протекания ростовых процессов необходимо достаточное снабжение всеми необходимыми минеральными элементами. Особенно специфична роль снабжения растений азотом. Это связано не только с тем, что азот входит в состав белков и нуклеиновых кислот, но и с образованием двух основных групп гормонов, регулирующих ростовые процессы (ауксинов и цитокининов).
Внутренние: Фитогормоны – это вещества, вырабатывающиеся в процессе естественного обмена веществ и оказывающие в ничтожных количествах регуляторное влияние, координирующее физиологические процессы. В этой связи к ним часто применяется термин — природные регуляторы роста. В большинстве случаев, но не всегда фитогормоны образуются в одних клетках и органах, а оказывают влияние на другие.
Ауксины. Действие ауксина в растении многообразно. Прежде всего ауксин влияет на растяжение клеток, а также способен вызывать и клеточное деление. Активная деятельность камбия весной зависит от количества ауксина, поступающего из распускающихся почек. Ауксин обеспечивает коррелятивное взаимодействие между органами растения в период роста. Он стимулирует рост верхушечной, апикальной почки и тормозит рост боковых почек. Это свойство получило даже название апикального доминирования. Ауксина влияет также на формообразовательные процессы у растений, вызывая партенокарпию(отсутствие семян) у плодов, активирует корнеобразование у черенков и взрослых растений.
Гиббереллины. Ускоряют фазу растяжения клеток, регулируют процессы цветения и плодоношения, транспорт происходит как сверху вниз так и снизу вверх. Характеризуются стремительным ростом, вытягиванием, истончением.
Цитокинины. Производные пурина. Они стимулируют деление клеток, вызывают заложение и рост стеблевых почек, а также вызывают вторичное позеленение пожелтевших листьев. Усиливают синтез ДНК, РНК, белков.
Абсцизовая кислота это гормон стресса ее количество увеличивается при высоких температурах воздуха и недостатке воды. Это приводит к закрыванию устьиц. АБК подавляет образование нуклеиновых кислот и белков.
Этилен. Это газообразный фитогормон, который тормозит рост, но при этом ускоряет созревание плодов. Этот гормон выделяется с созревающими органами этого же растения так и на растение растущее рядом. Этилен ускоряет опадение листьев, цветов, плодов за счет образования отделительного слоя у черешков.
Читайте также: