Условия минерального питания

Растения растут нормально при достаточном и сбалансированном снабжении всеми необходимыми элементами минерального питания. Избыточное минеральное питание, особенно азотом, приводит к чрезмерному росту вегетативных органов в ущерб генеративным, и репродуктивным, что приводит к снижению урожая и качества семян, плодов. При выращивании зеленных овощных культур и кормовых трав на зеленую массу целесообразно применять высокие дозы удобрений.

Основные закономерности роста растений: закон большого периода роста; ритмичность и периодичность.

Ритмичность роста - чередование замедленного и интенсивного роста клетки, органа, организма - бывает суточная, сезонная - является результатом взаимодействия внутренних и внешних факторов.

Периодичность роста характерна для многолетних, озимых и двулетних форм, у которых период активного роста прерывается периодом покоя.

Закон большого периода роста - Скорость линейного роста (массы) в онтогенезе клетки, ткани, любого органа, растения в целом непостоянна и может быть выражена сигмоидной кривой (кривой Сакса). Линейная фаза роста была названа Саксом большим периодом роста. Выделяют 4 участка (фазы) кривой.

1)Начальный период медленного роста (лаг-период).

2)Лог-период, (большой период роста по Саксу)

3)Фаза замедления роста.

4)Стационарное состояние (окончание роста).

+ можно выделить - фазу гибели и самый начальный- латентный период

Большая кривая роста Сакса.

Измерение скорости роста, проведенное немецким физиологом Ю. Саксом (1872), позволило установить определенные закономерности. В начальный период темпы роста, как правило, низкие. Затем рост усиливается и идет с большой скоростью (период большого роста), а затем снова замедляется. В результате рост (увеличение размера) клетки, органа или организма в целом может быть изображен в виде S-образной кривой. Анализируя полученную кривую, можно ее разделить на три участка: 1) фаза, когда рост изменяется экспоненциально (логарифмически); 2) фаза, когда рост изменяется линейно; 3) фаза торможения роста. Именно период, когда рост прямо (линейно) возрастает, называется периодом большого роста. При этом мы видим, что вначале скорость роста возрастает, затем некоторое время сохраняется на постоянном уровне, а затем падает. Падение для однолетних растений обычно совпадает с переходом к репродукции. Представляет интерес изменение относительного прироста, т. е. прироста, отнесенного к общей массе растения. Как видим, относительные приросты падают значительно быстрее. Это связано с тем, что на ранних этапах развития растение состоит почти из одних листьев. Вырабатываемое ими сухое вещество идет на создание все новых и новых единиц листовой поверхности. В результате общее количество сухого вещества возрастает в геометрической прогрессии. Однако затем сухое вещество начинает все больше использоваться на образование органов, не участвующих в фотосинтезе. Листья составляют все меньшую часть растения. В связи с этим, несмотря на увеличение абсолютной скорости прироста, его значение по отношению к общей массе растения постепенно падает.

Ростовые корреляции (стимулирующие, ингибирующие, компенсаторные) - отражают зависимость роста и развития одних органов или частей растения от других, их взаимное влияние. Примером стимулирующих корреляций является взаимовлияние побега и корня. Корень обеспечивает надземные органы водой, питательными веществами, а из листьев в корни поступают органические вещества (углеводы, ауксины), необходимые для роста корней.

Ингибирующие корреляции (тормозящие) - одни органы подавляют рост и развитие других органов. Примером данных корреляций может служить явление апикального доминирования – торможение роста боковых почек, побегов верхушечной почкой побега. Примером может служить феномен «королевского» плода, завязавшегося первым. Использование в практике приема снятия апикального доминирования: формирование кроны путем обрезки верхушек доминирующих побегов, пикировка рассады и саженцев плодовых деревьев.

Компенсаторные корреляции отражают зависимость роста и конкурентные отношения отдельных органов от обеспеченности их питательными в-вами. В процессе роста растительного организма идет естественная редукция (опадение, отмирание) или искусственно удаляется часть развивающихся органов (пасынкование, прореживание завязей), а оставшиеся растут с большей скоростью.

 

7. Явление покоя растительной клетки.

Покой – такое состояние целого растения или отдельных органов, когда отсутствует видимый рост. В покое могут находиться семена, почки, луковицы, клубни и корневища. Не надо представлять себе состояние покоя как полную остановку всех жизненных процессов. В период покоя, несмотря на отсутствие видимого роста, в почках часто функционируют меристемы, закладываются листья, а у некоторых растений – цветки. Покоящиеся органы дышат, в них идёт превращение запасных веществ, но скорость этих процессов мала. Так, в начале зимы в почках и ветках деревьев постепенно исчезает крахмал, накапливаются сахара или липиды, изменяется химический состав Клеток, что увеличивает устойчивость к низким температурам.

Покой может наступить в любое время года. Выделяют два типа покоя: вынужденный и глубокий.

Вынужденный покой - состояние, когда видимого роста нет из-за отсутствия в окружающей среде необходимых условий (пониженные температуры, отсутствие воды, недостаток кислорода, света). Достаточно создать нормальные условия, как вынужденный покой уйдёт.

Вынужденный покой, вызванный неблагоприятными условиями в период прорастания семян, называется вторичным. Вторичный покой - это приспособление к весенним переменным температурам.

Сигналом для перехода в состояние вынужденного покоя является продолжительность дня: в умеренной зоне - с наступлением коротких дней, у степных и тропических растений - длинных дней. Изменение продолжительности дня воспринимают листья. Выход из состояния покоя возникает, как правило, не под влияние света, а при улучшении тех самых условий, которые вызвали это приспособление (повышение температуры, влажности). Часто возобновление роста активируют колебания температуры.

Растения готовятся к переходу в состояние вынужденного покоя. Подготовка начинается до наступления неблагоприятных условий. Это позволяет растению повысить свою устойчивость перед наступлением зимы или засухи. Листопад - нормальный физиологический процесс, обусловливающийся образованием отделительного слоя в основании листьев.

В период подготовки к вынужденному покою в клетках изменяется химический состав мембран:

· ненасыщенные липиды заменяются на насыщенные, - что уменьшает проницаемость мембран в 20 раз;

· подавляется обмен веществ;

· увеличивается вязкость цитоплазмы;

· плазмолизам отходит от клеточной стенки, а плазмодесмы втягиваются внутрь протопласта;

· следовательно, нарушается связь между клетками и транспорт веществ.

Перед наступлением покоя часто увеличивается выделение веществ из клетки. В клетках накапливаются гормоны, ингибирующие рост. Благодаря пониженному содержанию воды и повышенному количеству запасных веществ покоящиеся органы и ткани растений обладают значительно большей устойчивостью против неблагоприятных условий, чем интенсивно растущие.

Значение вынужденного покоя - приспособительное (во время покоя растение устойчивее к неблагоприятным факторам). Однако, если растение не прошло периода покоя, впоследствии темпы роста снижаются, ухудшается плодоношение.

 

Глубокий, или органический, покой - это отсутствие видимого роста, несмотря на благоприятные условия внешней среды, вызванное внутренними факторами. Например, клубни картофеля, георгин, луковицы и корневища находятся в покое и не прорастают в течение определенного времени даже в хороших условиях. Почки после короткого периода роста впадают в покоящееся состояние. Состояние покоя характерно и для тропических растений. Разные особи одного вида иногда переходят в состояние покоя неодновременно: оно дерево сбросило листья, а другое - зеленое. В тропиках также наблюдаются случаи, когда у одного и того же дерева один побег потерях все листья и перешёл в состояние покоя, на другом - листья распускаются, третий побег цветёт, а четвёртый - плодоносит.

Глубокий покой вызывается в основном внутренними, эндогенными причинами. У некоторых растений, например у орхидей, ясеня, в созревшем плоде зародыш недоразвит. В период покоя происходит формирование зародыша. Длительная задержка прорастания может быть вызвана особенностями семенной кожуры: твёрдые семена, непроницаемая кожура для воды или газов (отсутствие кислорода или накопление углекислого газа в семенах тормозит рост зародыша). Очень прочная кожура не разрывается при набухании семян, что мешает росту зародыша (нужны механические разрывы кожуры).

Накопление ингибиторов роста вселенном зародыше, в эндосперме, особенно часто в семенной кожуре или в мякоти плодов, тоже является причиной глубокого покоя. Продолжительность покоя зависит от скорости их разрушения. Семена могут прорости после вымывания ингибиторов роста.