Материал: физиология ответы

Меры снижения: В этом случае важно, чтобы растения обладали большой устойчивостью корневых систем, большой способностью их к растяжению. Имеет значение также глубина залегания узла кущения. Углубление зоны кущения с 0,7 до 1,4 см значительно уменьшает гибель растений.

3.Вымокание растений Весной в пониженных местах в период таяния снега накапливается вода, и растения могут пострадать от вымокания. В этом случае причиной гибели растений служит резкий недостаток кислорода (гипоксия). При недостатке кислорода в клетках растений начинается процесс брожения, что может вызвать прямое отравление организма продуктами брожения, в частности спиртом.

Меры снижения: Желательно знать, как проходит сток весенних вод и где происходит их застой. В таких местах не стоит сажать растения, не выдерживающие долгое стояние весенних вод. От растений, не выдерживающих этого застоя, можно отвести влагу дренажными канавками. Их создают весной при отбрасывании снега, а лучше по осени.

.4. Ледяная корка. Если после оттепели наступает мороз, талая вода замерзает, образуя над растениями ледяную корку, которая является причиной гибели растений, так как лед практически непроницаем для кислорода.

Вторая причина гибели растений связана с тем, что лед хорошо проводит тепло. На растения действует низкая температура и растения вымерзают.

Также к гибели растения приводит сдавливающее действие льда.

5.Зимняя засуха. Деревья и кустарники, зимующие побеги которых находятся выше снежного покрова, зимой могут сильно высохнуть. При сильных и продолжительных ветрах, а также при значительном нагревании солнечными лучами к концу зимы побеги могут потерять до 50% имеющейся воды и погибнуть от высыхания.

Осенний листопад – приспособление к зимней засухе. Кроме того, ветви деревьев покрываются толстым слоем пробки, которого нет у однолетних стеблей травянистых растений. Почечные чешуи тоже защищают от зимнего высыхания. У хвойных и других вечнозеленых растений образуется очень твердая кутикула, делающая листья жесткими и защищающая их от потери воды.

6.Зимне-весенние ожоги. В районах с солнечной зимой на южной стороне ветвей и молодых стволах появляются ожоги. У неопробковевших частей растений клетки под влиянием солнечных лучей нагреваются, теряют в зимнее время свою морозостойкость и не выдерживают ночных морозов. В образующиеся раны попадает инфекция.

6. Засухоустойчивость и жароустойчивость. Физиологические причины повреждения и гибели растений от почвенной и воздушной засухи. Значение работ Н.А. Максимова в изучении засухоустойчивости растений. Диагностика и пути повышения засухоустойчивости.

Жароустойчивость – устойчивость растений к высоким температурам.

Засухоустойчивость — способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит, обезвоживание клеток, тканей и органов и осуществлять в этих условиях рост и развитие благодаря наличию ряда приспособительных свойств.

Различают засуху почвенную и атмосферную.

Почвенная засуха вызывается длительным отсутствием дождей в сочетании с высокой температурой воздуха, повышенным испарением с поверхности почвы и транспирацией, сильными ветрами. Все это приводит к иссушению корнеобитаемого слоя почвы, снижению запаса доступной для растений воды при пониженной влажности воздуха.

Атмосферная засуха возникает при недостаточной влажности (10-20 %) и высокой температуре воздуха.

Влияние засухи на растения

Вред от засухи сильно зависти от ее типа. При атмосферной засухе у растений усиливается транспирация, что может привести к большой потере воды. При невысокой температуре корневая система хорошо развита, поэтому непродолжительная атмосферная засуха не причинит им большого вреда.

Прежде всего, действие засухи сказывается на водном обмене растения. Большая потеря воды за счет интенсивной транспирации вызывает развитие в растении водного дефицита. Если водный дефицит не ликвидируется, то растение увядает. Увядание проявляется в том, что клетки теряют тургор, в результате быстро расходующие воду листья и молодые верхушки стеблей повисают, устьица закрываются, и транспирация уменьшается. В этом заключается приспособительное значение увядания.

Дефицит воды в тканях растения приводит к следующим последствиям:

• уменьшается гидратированность белков цитоплазмы, что приводит к их денатурации

• резко возрастает проницаемость мембран в результате нарушения структуры мембранных белков

• активируются гидролитические ферменты, катализирующие распад биополимеров (белков, полисахаридов и т.д.) на мономеры (аминокислоты, сахара и т.д.)

• нарушается синтез хлорофилла и структура хлоропластов, что снижает интенсивность фотосинтеза

• в клетке накапливаются органические кислоты, а также некоторые ядовитые вещества (например, аммиак)

• дыхание сначала усиливается (т.к. для приспособления к засухе растению требуется энергия), а при более глубоком дефиците воды снижается; кроме того, нарушается структура митохондрий, в результате чего уменьшается КПД дыхания

• нарушается отток ассимилятов из листьев

• вода из корней оттягивается в листья, в результате чего отмирают корневые волоски

• в клетке накапливается АБК

В итоге тормозится фотосинтез, прекращается рост растений; все это приводит к снижению продуктивности, а при сильном и продолжительном водном дефиците – к гибели растений.

Значение работ Н.А.Максимова в изучении засухоустойчивости растений состоит в том, что он изучал засухоустойчивость отдельных с/х культур в разных частях нашей страны.

Методы диагностики засухоустойчивости.

Наиболее надежные результаты, несомненно, дают прямые методы оценки засухоустойчивости, к которым относятся полевой метод и испытание в засушнике. Полевой метод может быть с успехом применен для исследования в засушливой зоне, к которой относится зона недостаточного увлажнения (лесостепь, степь и полупустыня). Согласно этому методу растения подвергаются естественной засухе, задача же исследователя заключается в наблюдении за растениями и оценке их реакции. Полевое испытание необходимо производить в течение ряда лет.

Диагностика засухоустойчивости и жаростойкости растений по изменению содержания статолитного крахмала. Этот метод применяют в селекции. Статолитный крахмал, находящийся в корневом чехлике, почти не расходуется в процессе жизнедеятельности растительного организма, в связи с этим содержание его в растении довольно постоянно. Однако при воздействии повышенной температуры или при обезвоживании происходит гидролиз этого крахмала. Определяя количество оставшегося крахмала, можно судить об устойчивости сорта. Чем более устойчивы растения, тем больше крахмала гидролизовалось в их клетках.

7.Солеустойчивость растений. Типы засоления, причины повреждения и способы приспособления растений к засоленности. Пути повышения солеустойчивости растений.

Солеустойчивость растений — это способность растений противостоять засолению, не снижая интенсивность течения основных физиологических процессов.

Большое количество почв характеризуется повышенным содержанием солей, которое может оказывать вредное и даже губительное влияние на растительный организм. Кроме того, неумелое орошение часто приводит к засолению. Вредное влияние высокой концентрации солей может проявляться и при резко повышенных дозах минеральных удобрений.

Тип засоления определяется по содержанию анионов в почве: хлоридное, сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное и карбонатное. Преобладающим катионом в таких почвах является натрий, но встречается также карбонатно-магниевое, хлоридно-магниевое засоление.

Причины повреждения. Засоление приводит к созданию в почве низкого (отрицательного) водного потенциала, поэтому поступление воды в растение сильно затруднено. Под влиянием солей происходит нарушение ультраструктуры клеток, в частности изменение в структуре хлоропластов. Особенно это проявляется при хлоридном засолении. Вредное влияние высокой концентрации солей связано с повреждением мембранных структур, в частности плазмалеммы, вследствие чего возрастает ее проницаемость, теряется способность к избирательному накоплению веществ. В этом случае соли поступают в клетку пассивно, и это усиливает повреждение клетки. На засоленных почвах большая концентрация натрия препятствует накоплению других катионов, в том числе кальция. Высокая концентрация солей нарушает азотный обмен (накапливается аммиак), возникают признаки серного голодания. Наоборот, в условиях засоления, связанного с высокой концентрацией серно-кислых солей, наблюдается обратный процесс — избыточное накопление серы, что также приводит к синтезу и накоплению ядовитых соединений.

Повышенная концентрация хлоридных солей может действовать как разобщитель процессов окисления и фосфорилирования, т. е. снижается процесс синтеза АТФ в дыхании. Следует отметить, что отрицательное действие высокой концентрации солей сказывается прежде всего на функционировании корневой системы. При этом в корнях страдают наружные клетки, непосредственно соприкасающиеся с раствором соли. В стебле наиболее подвержены действию солей клетки проводящей системы.

В основе устойчивости растений к солям лежат различные физиологические механизмы.

К первой группе относятся механизмы, запускающие реакции обмена веществ, которые нейтрализуют неблагоприятное действие солей. Примером может служить окислительное разрушение токсичных соединений серы и ее производных, а также накопление веществ, регулируемых осмотические свойства клеток и оказывающих защитное влияние, например, аминокислота пролин. Важное значение в процессе приспособления к засолению имеет накопление веществ, относящихся к полиаминам (путресцин, спермидин и др.). В определенных концентрациях эти вещества оказывают защитное действие. Это связано с тем, что они стабилизируют структуру нуклеиновых кислот и повышают устойчивость растений.

Ко второй группе относятся механизмы, регулирующие транспорт ионов из среды в клетку. Этот тип приспособлений связан с защитными функциями мембран. Рассмотрим отдельные группы галофитов и их приспособления противостоять высоким концентрациям солей.

Галофиты – растения, устойчивые к засолению.

1. Настоящие галофиты (эвгалофиты) — наиболее солеустойчивые растения, накапливающие в вакуолях значительные концентрации солей. Растут на влажных засоленных почвах. Вследствие высокого осмотического давления в клетках растения обладают большей сосущей силой, позволяющей поглощать воду из сильно засоленной почвы. Для растений этой группы характерна мясистость листьев, которая исчезает при выращивании их на незасоленных почвах. Типичные представители настоящих галофитов — солерос, сведа.

2. Солевыделяющие галофиты (криногалофиты), поглощая соли, не накапливают их внутри тканей, а выводят из клеток с помощью секреторных желез, расположенных на листьях. Выделение солей железками осуществляется с помощью ионных насосов и сопровождается транспортом больших количеств воды. Соли оседают белыми налетами на листьях. Часть солей удаляется с опадающими листьями. Эти особенности характерны для кермека (Statice gmeline), тамарикса (Tamarix spectosa) и др. Галофиты этих двух групп называют также солянками.

3. Соленепроницаемые галофиты (гликогалофиты) растут на менее засоленных почвах. Высокое осмотическое давление в их клетках поддерживается за счет продуктов фотосинтеза, а клетки малопроницаемы для солей. Типичный представитель этой группы — полынь (Агtemisia salina).