Возможность приспособления растений к неблагоприятным условиям (закаливания растений).

Плод

Физиология формирования плодов.

Таблица №3

Вопрос №1.(53)

Формирование плода. После опыления и оплодотворения к завязи пестика, где находится семязачаток с оплодотворенной яйцеклеткой, интенсивно притекают питательные вещества. Завязь начинает активно развиваться, преобразуясь в плод. Одновременно в семязачатке идет развитие семени с зародышем.

важнейший орган размножения цветковых растений, образующийся из цветка после опыления и оплодотворения.

Плод состоит из семян и околоплодника. Околоплодник– это наружная часть плода. Он образуется из стенок завязи. Нередко в формировании околоплодника участвуют и другие части цветка: цветоложе, околоцветник, тычинки, цветоножка. Околоплодник защищает формирующиеся семена от высыхания, механических повреждений и других неблагоприятных воздействий окружающей среды.

Семена защищены околоплодником и находятся в плоде, поэтому цветковые растения еще называют покрытосеменными растениями.

В процессе созревания плода в нем происходят существенные преобразования. Околоплодник у одних растений становится мясистым, сочным или волокнистым, у других он становится твердым.

В околоплоднике идет накопление запасных питательных веществ: сахаров, белков, витаминов, жиров, различных ароматических веществ, органических кислот, привлекательных для многих животных. Именно поэтому плоды служат различным животным и человеку высококалорийной пищей. Питаясь плодами, животные способствуют их распространению.

Плоды обеспечивают развитие семян и способствуют их распространению по земной поверхности.

Вопрос №2 (65)

Закаливание - это процесс, в результате которого повышается способность растений переносить неблагоприятные факторы внешней среды.

Проводится перед высадкой рассады, выращенной в защищенном грунте. Достигается оно путем снижения поливов и понижения температуры воздуха. Рассада за время закаливания становится приземистой, крепкой и значительно легче переносит высадку на новое место. Прошедшие закалку растения обычно более темной окраски, на листьях характерный налет.

Один лишь пример. При работе на опытном участке незакаленная рассада капусты погибала при заморозке -2^о, а закаленная выдерживала температуру -5^о. У некоторых растений (к примеру, томатов) холодостойкость от закаливания существенно не возрастает, но улучшается их приживаемость в неблагоприятных условиях.

Однако закаливанием не следует увлекаться, так как оно влечет за собой стойкие необратимые неблагоприятные изменения в растениях. Чтобы закалка не повредила вашему растению ее достаточно начинать за 3-5 дней до высадки рассады.

Закаливание — это обратимое физиологическое приспособление к неблагоприятным воз­действиям, происходящее под влиянием определенных внешних ус­ловий. В результате процесса закаливания морозоустойчивость ор­ганизма резко повышается. Способностью к закаливанию обладают не все растительные организмы, она зависит от вида растения, его про­исхождения. Растения южного происхождения вообще к закаливанию не способны. У растений северных широт, переживающих значитель­ное понижение температуры, процесс закаливания приурочен лишь к определенным этапам развития. Так, для приобретения способнос­ти к закаливанию древесине растения должны закончить процессы роста. Одновременно должен произойти отток различных веществ из надземных органов в корневые системы. Если в течение лета у дре­весных растений процессы роста не успели закончиться, то это может вызвать массовую гибель растений зимой. Так, часто зимняя гибель вызывается летней засухой. Засуха приостанавливает рост летом, не позволяет древесным культурам завершить ростовые процессы к осе­ни. В результате растения оказываются не способны пройти процес­сы закаливания и гибнут даже при небольших морозах. Растения, выращенные при несоответствующем фотопериоде, не успевают за­вершить летний рост и не способны к закаливанию. Исследования показали, что яровые злаки по сравнению с озимыми растут при более пониженных плюсовых температурах, из-за этого в осенний период они почти не снижают темпов роста и не способны к закаливанию. Способность к закаливанию утрачивается весной в связи с началом ростовых процессов. Таким образом, устойчивость растений к морозу, способность пройти процессы закаливания тесно связаны с резким снижением темпов роста, с переходом растений в покоящееся со­стояние.

Показано, что к закаливанию способен лишь организм в целом, при обязательном наличии корневой системы. Всякое нарушение про­цессов оттока (кольцевание) препятствует закаливанию. Роль корней не сводится только к тому, что туда оттекают продукты обмена гормоны, способствующие ростовым процессам. Важное значение имеет то, что клетки корня вырабатывают вещества, повышающие устойчи­вость организма против мороза.

Собственно процесс закаливания требует определенного комплек­са внешних условий и проходит в две фазы.

Первая фаза закаливания проходит на свету при несколько по­ниженных плюсовых температурах (днем около 10°С, ночью около 2°С) и умеренной влажности. В эту фазу продолжается дальнейшее замедление и даже полная остановка ростовых процессов. Особенное значение в развитии устойчивости растений к морозу в эту фазу име­ет накопление сахарозы и некоторых других олигосахаров. Показа­но, что накапливающиеся в процессе закалывания сахара локализу­ются в разных частях клетки: в клеточном соке, цитоплазме, органеллах (особенно хлоропластах). Благодаря такому распределению часть сахаров прочно удерживается в клетках.

Влияние сахаров на повышение морозоустойчивости растений многосторонне. Накапливаясь в клетках, сахара повышают осмоти­ческое давление. Чем выше концентрация раствора, тем ниже его точка замерзания, поэтому накопление сахаров предохраняет от за­мерзания большое количество воды, следовательно, заметно умень­шает количество образующегося льда. Накопление сахаров стабили­зирует клеточные структуры, в частности хлоропласты, благодаря чему они продолжают функционировать.

Имеются данные, что при накоплении сахаров процесс фотофос-форилирования продолжается даже при отрицательных температу­рах. Особенное значение имеет защитное влияние сахаров на белки, сосредоточенные в поверхностных мембранах клетки. Условия, не­обходимые для прохождения первой фазы закаливания, пониженная плюсован температура и достаточное количество света способствуют накоплению сахаров. В этих условиях образование сахаров в про­цессе фотосинтеза идет с достаточной интенсивностью. Вместе с тем пониженная температура сокращает их трату как в процессе дыха­ния, так и в процессах роста. Более морозостойкие виды и сорта ха­рактеризуются большей способностью к накоплению. сахаров именно при пониженной температуре. Защитное действие сахаров проявля­ется только в том случае, если оно происходит при одновременном понижении температуры и умеренной влажности. В первую фазу за­каливания происходит уменьшение содержания свободной воды. Именно поэтому излишняя влажность почвы (дождливая осень) препятствует прохождению процесса закаливания. Чем меньше в клетках и тканях содержание воды, тем меньше образуется льда и тем меньше опасность повреждения. К концу первой фазы закали­вания клетки растений переходят в покоящееся состояние. Происхо­дит процесс обособления цитоплазмы, что, в свою очередь, снижает возможность ее повреждения образующимися в межклетниках крис­таллами льда. В эту фазу начинается также перестройка процессов обмена веществ. Особенно интенсивно эта перестройка протекает в период второй фазы закаливания.

Вторая фаза закаливания протекает при дальнейшем понижении температуры (около 0°С) и не требует света. В связи с этим для травянистых растений она может протекать и под снегом. В течение второй фазы происходит перестройка белков цитоплазмы. Происхо­дит новообразование специфических белков. В относительно больших количествах накапливаются водорастворимые белки, отличающиеся менее крупными молекулами, но большей устойчивостью к обезво­живанию.

Важное значение имеет изменение межмолекулярных связей бел­ков цитоплазмы. При обезвоживании, происходящем под влиянием льдообразования, происходит сближение белковых молекул. Связи между ними рвутся и не восстанавливаются в прежнем виде из-за слишком сильного сближения в деформации белковых молекул. В свя­зи с этим большое значение имеет наличие сульфгидрильных и дру­гих гидрофильных группировок, которые способствуют удержанию воды препятствуют сближению молекул белка. Установлен парал­лелизм между содержанием сульфгидрильных групп и морозоустой­чивостью.

В результате изменения свойств белков, межмолекулярных связен между ними постепенное обезвоживание приводит к тому, что в процессе закаливания цитоплазма переходит из состояния золя в гель. Перестройка цитоплазмы способствует увеличению ее прони­цаемости для воды. Благодаря более быстрому оттоку воды умень­шается опасность внутриклеточного льдообразования.

Не для всех растений необходимо протекание процессов закали­вания в две фазы. У древесных растений, обладающих достаточным количеством сахаров, сразу протекают изменения, соответствующие второй фазе закаливания.

Таким образом, в процессе закаливания возникает морозоустой­чивость, которая определяется рядом изменений. У закаленных рас­тений благодаря высокой концентрации клеточного сока, уменьшению содержания воды кристаллы льда образуются не в клетке, а в межклетниках. Количество образовавшегося льда в межклетниках у закаленных растении также значительно меньше. Изменение свойств белков цитоплазмы приводит к тому, что они становятся более устой­чивыми к обезвоживанию. Накопление сахаров оказывает дополни­тельное защитное влияние. Цитоплазма закаленных растений более устойчива и к механическому давлению. При закаливании происходят обратимые физиологические изменения. Повышение температуры весной сопровождается противоположными изменениями — происхо­дит процесс закаливания растений. Поэтому весной растения часто гибнут даже от небольших заморозков.

Повышение морозоустойчивости растений имеет большое практи­ческое значение. Для предохранения растений от повреждения мо­розом важно правильно организовать их питание в осенний период. Усиление фосфорного питания повышает устойчивость растений к морозу, тогда как азотные удобрения, способствуя процессам роста, делают растения более чувствительными.

Вопрос №3(76)