Экологические основы устойчивости растений реферат

Обновлено: 08.07.2024

Обычным явлением для многих регионов России и государств СНГ стали засухи. Засуха — это длительный бездождливый период, сопровождаемый снижением относительной влажности воздуха, влажности почвы и повышением температуры, когда не обеспечиваются нормальные потребности растений в воде. На территории России имеются регионы неустойчивого увлажнения с годовым количеством осадков 250—500 мм и засушливые, с количеством осадков менее 250 мм в год при испаряемости более 1000 мм.

Для формирования урожая существенно относительно равномерное распределение осадков, особенно в период активного роста растений. Во многих регионах, в том числе в Нечерноземье, особенно эффективны дожди в мае и июне, однако именно эти месяцы бывают засушливыми. Наибольший вред засуха причиняет в весеннее и летнее время, когда идет формирование генеративных органов растений. В отдельные годы урожайность сельскохозяйственных культур, пострадавших от засухи, снижается до минимальных величин (у зерновых до 0,3—0,4 т/га).

Засухоустойчивость — способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит,

обезвоживание клеток, тканей и органов. При этом ущерб урожая зависит от продолжительности засухи и ее напряженности. Различают засуху почвенную и атмосферную.

Почвенная засуха вызывается длительным отсутствием дождей в сочетании с высокой температурой воздуха и солнечной инсоляцией, повышенным испарением с поверхности почвы и транс-пирацией, сильными ветрами. Все это приводит к иссушению корнеобитаемого слоя почвы, снижению запаса доступной для растений воды при пониженной влажности воздуха. Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха (10—20 %). Жесткая атмосферная засуха вызывается перемещением масс сухого и горячего воздуха — суховея. К тяжелым последствиям приводит мгла, когда суховей сопровождается появлением в воздухе почвенных частиц (пыльные бури).

Атмосферная засуха, резко усиливая испарение воды с поверхности почвы и транспирацию, способствует нарушению согласованности скоростей поступления из почвы в надземные органы воды и потери ее растением, в результате растение завя-дает. Однако при хорошем развитии корневой системы атмосферная засуха не причиняет растениям большого вреда, если температура не превышает переносимый растениями предел. Продолжительная атмосферная засуха в отсутствие дождей приводит к почвенной засухе, которая более опасна для растений.

Обычно атмосферная и почвенная засухи сопровождают друг друга. В чистом виде атмосферная засуха нередко наступает весной, когда почва еще насыщена водой после схода снега. Почвенная засуха часто наблюдается в середине или конце лета, когда зимние запасы влаги уже исчерпаны, а летних осадков оказалось недостаточно. Почвенная засуха всегда снижает урожай, а если она начинается очень рано, то может привести к полной потере урожая.

Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на растение.

Засуха вызывает в первую очередь нарушения водного режима растений, которые затем отражаются и на остальных его физиологических функциях.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Министерство образования Российской Федерации

Сибирский Государственный Технологический Университет Кафедра Физиологии растений РЕФЕРАТНа тему: Экологические основы устойчивости растений. Выполнил: Студент гр.32-6

Чебых Евгений Александрович

Проверила:Сунцова Людмила Николаевна Красноярск 2001г.

СодержаниеВВЕДЕНИЕ 4 Границы приспособления и устойчивости 4 Защитные возможности растений 5ХОЛОДОСТОЙКОСТЬ РАСТЕНИЙ 6 Физиолого-биохимические изменения у теплолюбивых растений при пониженных положительных температурах. 6 Приспособление растений к низким положительным температурам. 7 Способы повышения холодостойкости некоторых растений. 7МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ 8 Замерзание растительных клеток и тканей и происходящие при этом процессы. 9 Условия и причины вымерзания растений. 9 Закаливание растений. 10 Фазы закаливания. 11 Обратимость процессов закаливания. 14 Способы повышения морозоустойчивости. 14 Методы изучения морозоустойчивости растений. 15ЗИМОСТОЙКОСТЬ РАСТЕНИЙ 16 Зимостойкость как устойчивость к комплексу неблагоприятных факторов перезимовки. 16 Выпревание, вымокание, гибель под ледяной коркой, выпирание, повреждение от зимней засухи. 16 Выпирание. 17 Методы определения жизнеспособности сельскохозяйственных культур в зимний и ранневесенний периоды. 18ЯРОВИЗАЦИЯ 19 Типы растений, требующих охлаждения для перехода к цветению 20 Виды, для которых характерна реакция на охлаждение и фотопериодизм 21 Физиологические аспекты яровизации 22 Природа изменений, происходящих во время яровизации 23ЖАРОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ 24 Изменения обмена веществ, роста и развития растений при действии максимальных температур. 24 Диагностика жароустойчивости. 26ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ 27 Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на растение. 27 Особенности водообмена у ксерофитов и мезофитов. 28 Влияние на растения недостатка влаги. 29 Физиологические особенности засухоустойчивости сельскохозяйственных растений. 31 Предпосевное повышение жаро- и засухоустойчивости. 34 Диагностика жаро и засухоустойчивости. 35 Повышение засухоустойчивости культурных растений. 36 Орошение как радикальное средство борьбы с засухой. 36ТИПЫ РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВОДНОМУ РЕЖИМУ: КСЕРОФИТЫ, ГИГРОФИТЫ И МЕЗОФИТЫ 37 О природе приспособительных реакций к недостатку воды у разныхгрупп растений. 38КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ В ВОДООБМЕНЕ РАЗНЫХ РАСТЕНИЙ. 39ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40ЛИТЕРАТУРА 41

Территория России включает различные климатические зоны. Значительная их часть приходится на районы неустойчивого земледелия, для которых характерны недостаток или избыток осадков, низкие зимние или высокие летние температуры, засоленность или заболоченность, закисленность почв и др. В этих условиях урожайность сельскохозяйственных культур во многом определяется их устойчивостью к неблагоприятным факторам среды конкретного сельскохозяйственного региона.

Приспособленность онтогенеза растений к условиям среды является результатом их эволюционного развития (изменчивости, наследственности, отбора). На протяжении филогенеза каждого вида растений в процессе эволюции выработались определенные

Документ Microsoft Word.doc

от состояния покоя к росту — снижением. В связи с этим морозоустойчивость

одного и того же вида растений довольно сильно меняется в течение года:

летом она минимальная (растения могут погибнуть при температурах намного

выше тех, которые они выдерживают зимой), осенью увеличивается, а в конце

зимы и в начале весны опять снижается. Повышение температуры весной

сопровождается противоположными закаливанию физио-лого-биохимическими.

изменениями — происходит процесс раз-закаливания растений. Весной растения

часто гибнут даже от небольших заморозков.

Способы повышения морозоустойчивости.

Основа решения этой задачи — селекция морозоустойчивых сортов растений,

хорошо адаптирующихся к климатическим условиям данного региона. Следует еще

раз отметить, что процесс закаливания представляет собой временную

адаптацию цитоплазмы, определяющую степень устойчивости к последующим

повреждениям низкими температурами. Морозоустойчивость же формируется в

соответствии с генотипом в процессе онтогенеза под влиянием определенных

условий внешней среды и связана с наступлением периода покоя, его глубиной

Агротехника конкретного вида растений (срок и способ посева и др.) должна

максимально способствовать формированию в процессе закалки реализации

возможной генетически детерминированной морозоустойчивости сорта. В

северных и центральных районах России с неустойчивой весной и частым

возвращением весенних заморозков более устойчивы и урожайны сорта озимых

хлебов и плодовых многолетних культур с более глубоким зимним покоем, с

поздним сроком возобновления весенней вегетации (ВВВ). Наоборот, в районах

с устойчивым нарастанием положительных температур весной преимущество имеют

ра-новегетирующие виды и сорта растений.

Морозоустойчивость сортов озимой пшеницы определяется не только количеством

Сахаров, накопленных с осени, но и их экономным расходованием в течение

зимы. У растений зимостойких сортов озимой пшеницы в зимний период с

понижением температуры содержание моносахаридов (глюкоза, фруктоза)

увеличивается за счет расщепления сахарозы на глюкозу и фруктозу, что

снижает точку замерзания клеточного сока. Узел кущения злаков, корневая

шейка бобовых — своеобразная кладовая энергетических ресурсов растения в

зимний период и орган побегообразования весной.

Морозоустойчивость растений озимой пшеницы положительно коррелирует с

содержанием Сахаров в узлах кущения. В хороших посевах озимой пшеницы в

листьях в декабре содержание растворимых углеводов достигает 18—24 % (на

сухое вещество), а в узлах кущения — 39—42 %. В опытах более

морозоустойчивый сорт озимой пшеницы Мироновская 808 расходовал за зиму

всего 10 % углеводов, а менее устойчивый сорт Безостая 1—23 % углеводов.

Растения, закладывающие узлы кущения глубоко (3—4 см), как правило, более

морозоустойчивы, чем те, у которых узел кущения находится близко к

поверхности (1—2 см). Глубина залегания узла кущения и мощность его

развития зависят от качества семян, способа посева, обработки почвы.

На морозоустойчивость существенное влияние оказывают условия почвенного

питания, особенно в осенний период. Устойчивость растений к морозу

возрастает на постоянно известкуе-

мых почвах при внесении под посев озимых калийно-фосфорных удобрений, тогда

как избыточные азотные удобрения, способствуя процессам роста, делают

растения озимых более чувствительными к морозам. На морозоустойчивость, как

и на холодостойкость растений, положительное влияние оказывают

микроэлементы (кобальт, цинк, молибден, медь, ванадий и др.). Например,

цинк повышает содержание связанной воды, усиливает накопление Сахаров,

молибден способствует увеличению содержания общего и белкового азота.

Методы изучения морозоустойчивости растений.

И. И. Тумановым с сотрудниками предложены лабораторные методы ускоренного

определения морозоустойчивости различных культурных растений. Испытуемые

растения после закаливания подвергают воздействию критических низких

температур в холодильных камерах, что дает возможность выявить

невымерзающие растения. Такая ускоренная оценка морозоустойчивости имеет

большое преимущество перед обычным полевым способом оценки, так как

последний требует много времени (иногда нескольких лет).

Другие надежные и удобные в исполнении лабораторные методы определения

морозоустойчивости основаны на измерении вязкости цитоплазмы в клетках

тканей исследуемых органов, определении электропроводности и др.

Определение морозоустойчивости культурных растений мирового ассортимента

показало, что страны СНГ обладают самыми устойчивыми их формами. Наиболее

устойчивые сорта озимой пшеницы выведены опытными учреждениями юго-востока

и северо-востока России, где природная обстановка благоприятствует

выведению морозоустойчивых форм.

Зимостойкость как устойчивость к комплексу неблагоприятных факторов

Непосредственное действие мороза на клетки — не единственная опасность,

угрожающая многолетним травянистым и древесным культурам, озимым растениям

в течение зимы. Помимо прямого действия мороза растения подвергаются еще

ряду неблагоприятных факторов. В течение зимы температура может существенно

колебаться. Морозы нередко сменяются кратковременными и длительными

оттепелями. В зимнее время нередки снежные бури, а в бесснежные зимы в

более южных районах страны — и суховеи. Все это истощает растения, которые

после перезимовки выходят сильно ослабленными и в последующем могут

Особенно многочисленные неблагоприятные воздействия испытывают травянистые

многолетние и однолетние растения. На территории России в неблагоприятные

годы гибель посевов озимых зерновых достигает 30—60 %. Погибают не только

мые хлеба, но и многолетние травы, плодовые и ягодные многолетние

насаждения. Кроме низких температур озимые растения повреждается и гибнут

от ряда других неблагоприятных факторов в зимнее время и ранней весной:

выпревания, вымокания, ледяной корки, выпирания, повреждения от зимней

Выпревание, вымокание, гибель под ледяной коркой, выпирание, повреждение от

Выпревание. Среди перечисленных невзгод первое место занимает выпревание

растений. Гибель растений от выпревания наблюдается преимущественно в

теплые зимы с большим снеговым покровом, который лежит 2—3 мес, особенно

если снег выпадает на мокрую и талую землю. Исследования И. И. Туманова

(1932) показали, что причина гибели озимых от выпревания — истощение

растений. Находясь под снегом при температуре около О °С в сильно

увлажненной среде, почт!! полной темноте, т. е. в условиях, при которых

процесс дыхания идет достаточно интенсивно, а фотосинтез исключен, растения

постепенно расходуют сахара и другие запасы питательных веществ,

накопленные в период прохождения первой фазы закаливания, и погибают от

истощения (содержание Сахаров в тканях уменьшается с 20 до 2—4 %) и

весенних заморозков. Такие растения весной легко повреждаются снежной

плесенью, что также приводит к их гибели.

Н. А. Максимов (1958) отмечал, что при температуре немного выше О °С

растения скорее проходят яровизацию, чем при температуре ниже О °С, но

вместе с тем теряют свою устойчивость к морозу и затем быстро погибают при

сходе снегового покрова и весенних заморозков. Устойчивость сортов озимых

против выпревания в районах с очень глубоким снеговым покровом

обусловливается прежде всего накоплением достаточного запаса растворимых

углеводов, а также возможно меньшей интенсивностью дыхательного процесса

при пониженных температурах.

Вымокание. Вымокание проявляется преимущественно весной в пониженных местах

в период таяния снега, реже во время длительных оттепелей, когда на

поверхности почвы накапливается талая вода, которая не впитывается в

замершую почву и может затопить растения. В этом случае причиной гибели

растений служит резкий недостаток кислорода (анаэробные условия _

гипоксия). У растений, оказавшихся под слоем воды, нормальное дыхание

прекращается из-за недостатка кислорода в воде и почве. Отсутствие

кислорода усиливает анаэробное дыхание растений, в результате чего могут

образоваться токсичные вещества и растения погибают от истощения и прямого

В окружающей растения снеговой воде содержится основной продукт анаэробного

дыхания — спирт. В условиях избытка

влаги в почве образуются вредные для растений закисные соединения, ряд

элементов минерального питания переходит в неусвояемое состояние. В

условиях анаэробиозиса у озимых нарушаются ультраструктура и связь

пигментов с белково-липидным комплексом мембран хлоропластов, снижаются

содержание хлорофилла и активность нитратредуктазы. В растениях

накапливаются продукты анаэробного превращения углеводов (пируват, лактат,

этанол, ацетальдегид), увеличивается содержание свободного пролина,

накопление которого рассматривается как один из способов адаптации растений

Озимая пшеница более устойчива к вымоканию (гипоксии), чем озимая рожь. У

более устойчивых к гипоксии сортов озимой пшеницы ткани корневой системы

имеют более развитые межклеточники и воздушные полости, при недостаточной

аэрации почвы образуются мелкие дополнительные корни у самой поверхности

(на поверхности) почвы. Растения, выходящие из-под снега весной, при низких

температурах воздуха и воды относительно устойчивы к затоплению.

С повышением температуры устойчивость резко снижается. Так, для многих

травянистых растений повышение температуры воды до 10 °С в течение суток

приводит к снижению урожая на одну треть, за 2 сут — примерно наполовину, а

при сохранении повышенной температуры в течение 8 сут урожай практически

Гибель под ледяной коркой. Ледяная корка образуется на полях в районах, где

частые оттепели сменяются сильными морозами. Действие вымокания в этом

случае может усугубляться. При этом происходит образование висячих или

притертых (контактных) ледяных корок. Менее опасны висячие корки, так как

они образуются сверху почвы и практически не соприкасаются с растениями; их

легко разрушить катком.

При образовании же сплошной ледяной контактной корки растения полностью

вмерзают в лед, что ведет к их гибели, так как и без того ослабленные от

вымокания растения подвергаются очень сильному механическому давлению.

Причина гибели состоит в том, что растения утрачивают морозоустойчивость из-

за прекращения аэрации, потому что лед практически непроницаем для газов, а

также вследствие усиления влияния низких температур. Растения, как и в

случае вымокания, переходят на анаэробное дыхание, при котором образуются

спирт и другие токсичные вещества.

Если ледяная корка нетолстая и вмерзают только узлы кущения, а листья

находятся на воздухе, то такие растения выживают, поскольку воздух

проникает по межклеточникам из листьев в корневую систему. Ледяная корка не

образуется, если после оттепели выпадает снег, не позволяющий морозу

глубоко проникнуть в почву, тем самым предотвращая его повреждающее

воздействие на растения. Ледяная корка является причиной гибели озимых на

обширных площадях, особенно в Поволжье и на юге Украины.

Повреждение и гибель растений от выпирания определяются разрывами корневой

системы. Выпирание растений наблюдается, если осенью морозы наступают при

отсутствии снежного покрова или если в поверхностном слое почвы мало воды

(при осенней засухе), а также при оттепелях, если снеговая вода успеет

всосаться в почву. В этих случаях замерзание воды начинается не с

поверхности почвы, а на некоторой глубине (где есть влага). Образующаяся на

глубине прослойка льда постепенно утолщается за счет продолжающегося

поступления воды по почвенным капиллярам и поднимает (выпирает) верхние

слои почвы вместе с растениями, что приводит к обрыву корней растений,

проникших на значительную глубину.

Весной после оттаивания почвы растения остаются лежать на поверхности и

погибают от иссушения, если не происходит их вторичное укоренение.

Своевременное прикатывание растений (почвы) стимулирует образование у них

новых корней. Устойчивость растений к выпиранию определяется способностью

корней к растяжению. На этом основан и метод отбора растений на

устойчивость к выпиранию в селекционном процессе.

Повреждения от зимней засухи. Устойчивый снеговой покров предохраняет

озимые злаки от зимнего высыхания. Однако они в условиях бесснежной или

малоснежной зимы, как и плодовые деревья и кустарники, в ряде районов

России часто подвергаются опасности чрезмерного иссушения постоянными и

сильными ветрами, особенно в конце зимы при значительном нагреве солнцем.

Министерство образования Российской Федерации Сибирский Государственный Технологический Университет Кафедра Физиологии растений РЕФЕРАТ На тему: Экологические основы устойчивости растений. Выполнил: Студент гр.32-6 Чебых Евгений Александрович Проверила:Сунцова Людмила Николаевна Красноярск 2001г. Содержание TOC \o "1-3" \h \z ВВЕДЕНИЕ.. PAGEREF _Toc533364637 \h 3 Границы приспособления и устойчивости. PAGEREF _Toc533364638 \h 3 Защитные

возможности растений. PAGEREF _Toc533364639 \h 4 ХОЛОДОСТОЙКОСТЬ РАСТЕНИЙ.. PAGEREF _Toc533364640 \h 5 Физиолого-биохимические изменения у теплолюбивых растений при пониженных положительных температурах. PAGEREF _Toc533364641 \h 5 Приспособление растений к низким положительным температурам. PAGEREF _Toc533364642 \h 6 Способы повышения холодостойкости некоторых растений. PAGEREF _Toc533364643 \h 6 МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ.. PAGEREF _Toc533364644 \h 7 Замерзание растительных клеток и

тканей и происходящие при этом процессы. PAGEREF _Toc533364645 \h 8 Условия и причины вымерзания растений. PAGEREF _Toc533364646 \h 8 Закаливание растений. PAGEREF _Toc533364647 \h 9 Фазы закаливания. PAGEREF _Toc533364648 \h 10 Обратимость процессов закаливания. PAGEREF _Toc533364649 \h 13 Способы повышения морозоустойчивости. PAGEREF _Toc533364650 \h 13 Методы изучения морозоустойчивости растений. PAGEREF _Toc533364651 \h 14 ЗИМОСТОЙКОСТЬ РАСТЕНИЙ.. PAGEREF _Toc533364652 \h 15 Зимостойкость как устойчивость к

комплексу неблагоприятных факторов перезимовки. PAGEREF _Toc533364653 \h 15 Выпревание, вымокание, гибель под ледяной коркой, выпирание, повреждение от зимней засухи. PAGEREF _Toc533364654 \h 15 Выпирание. PAGEREF _Toc533364655 \h 16 Методы определения жизнеспособности с/х культур в зимний, ранневесенний периоды. PAGEREF _Toc533364656 \h 17 ЯРОВИЗАЦИЯ.. PAGEREF _Toc533364657 \h 18 Типы растений, требующих охлаждения для перехода к цветению.. PAGEREF _Toc533364658 \h 19 Виды, для которых характерна

реакция на охлаждение и фотопериодизм.. PAGEREF _Toc533364659 \h 20 Физиологические аспекты яровизации. PAGEREF _Toc533364660 \h 21 Природа изменений, происходящих во время яровизации. PAGEREF _Toc533364661 \h 22 ЖАРОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ.. PAGEREF _Toc533364662 \h 23 Изменения обмена веществ, роста и развития растений при действии максимальных температур. PAGEREF _Toc533364663 \h 24 Диагностика жароустойчивости. PAGEREF _Toc533364664 \h 25 ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ.. PAGEREF _Toc533364665 \h 26 Совместное

Читайте также:

Экологические основы устойчивости растений реферат

Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на растение.

Похожие работы

Содержание

Прикрепленные файлы: 1 файл

Документ Microsoft Word.doc