Влияние внешних условий на рост растений

Внешние факторы могут вызывать прямые и индуктивные эффекты.

При прямых эффектах действие внешнего фактора связано с притоком энергии (свет, температура). Эффект длится до тех пор, пока действует фактор.

При индуктивном эффекте внешний фактор поставляет лишь такое количество энергии, которого достаточно для приведения в действие пускового механизма, т.е. индуцировать процесс, который происходит за счет внутренних источников.

1. Свет. Рост растений может происходить как на свету, так и в темноте. Зеленые части растений, выросшие в темноте, приобретают ряд морфологических особенностей, отличающих их от растений, выросших на свету. Такие растения называются этиолированными. У них, как правило, длинные стебли, листовые пластинки недоразвиты, недоразвиты устьица, механические ткани. Растения лишены хлорофилла и имеют бледно-желтый цвет из-за присутствия каротина.

Для устранения этиоляции достаточно кратковременно (5-10 мин) освещения растений 1 раз в сутки.

Этиоляция – важная приспособительная реакция проростков растений, находящихся в почве, за счет быстрого вытягивания гипокотиля побег выносится на поверхность, на свет. Сразу же происходит торможение роста растяжением. Растение переходит к фототрофному типу питания.

На рост растения влияет не только интенсивность света, но и его спектральный состав.

Выявлено, что коротковолновая часть спектра стимулирует процессы клеточного деления, но задерживает вторую фазу роста – растяжение.

Красный свет, наоборот, несколько подавляет клеточное деление и стимулирует линейный рост органа.

Вследствие этого многим растениям горного пояса свойственно явление нанизма, т.е. низкорослости.

2. Температура. В пределах от 0 до 35^оС влияние температуры подчиняется правилу Вант-Гоффа, т.е. чем выше температура, тем выше скорость роста, но выше 35 – 40^оС скорость роста снижается. В зависимости от приспособленности растений к воздействию температур различают растения теплолюбивые, для которых температурный минимум выше 10^оС, оптимум 30 - 40^оС, холодостойкие - минимум 0 - 5^оС, оптимум 25 - 30^оС. Установлено, что растения интенсивнее растут в ночное время суток, оказывается, что смена температур повышенной дневной на пониженную ночную является благоприятной для роста растений. Это явление называется термопериодизм. Объяснение этому явлению заключается в том, что при понижении температуры активно работают ферменты, катализирующие распад крахмала до сахаров (доказательство – сладкий картофель подмороженный), которые передвигаются к точкам роста, благодаря чему скорость роста увеличивается.

3. Содержание воды. В процессе роста растения особенно чувствительны к недостатку воды. Снижается скорость деления клеток, т.е. скорость эмбриональной фазы, а особенно скорость фазы растяжения, т.к. она основана именно на поступлении воды. Насыщенность клеток водой называют гидратурой. За 100% гидратуру принимается такая насыщенность, при которой данное тело находится в равновесии с атмосферой, имеющей 100% относительную влажность. Рост клеток идет лишь в том случае, если гидратура не падает ниже 95%. Поэтому наземные органы растений имеют защитный слой в виде кутикулы. Точки роста корня не имеют такой защиты, и поэтому корень может расти только во влажной почве.

4. Газовый состав атмосферы и почвы. Для роста растений необходимо присутствие кислорода, но рост растений мало страдает при понижении концентрации кислорода, т.к. включаются адаптационные механизмы, благодаря которым используется кислород нитратов, сульфатов (нитратное, сульфатное дыхание).

5. Избыток СО₂ приводит к увеличению растяжимости клеточных стенок и кратковременному усилению роста тканей. Это связано с тем, что избыток СО₂ снижает рН клеточных стенок, т.е. повышает их кислотность, что вызывает активацию гидролаз и повышение эластичности клеточных стенок, что ведет к повышению скорости роста растяжением. Усиление роста под действием кислотности получило название «эффекта кислого роста». Длительность «кислого» роста 1-3 часа. Он не поддерживается синтезом белка.

6. Минеральное питание. Необходимо достаточное снабжение всеми компонентами минерального питания, но особая роль принадлежит азоту, в связи с тем, что образование двух основных гормонов (ауксина и цитокинина), регулирующих процессы роста, зависит от содержания азота. Но высокие концентрации азота задерживают процессы дифференцировки, в частности закладку цветов. Т.е. в зависимости от того, для каких целей выращивается культура, необходимы те или иные нормы удобрений, их соотношение. Внесение азотных удобрений для озимых культур и многолетних растений не рекомендуется в осенний период, т.к. они активируют ростовые процессы, снижая устойчивость. В осенний период незадолго до уборки должно быть усиленно фосфорное питание для корнеплодов, которое усиливает отток ассимилятов к корнеплодам, повышается их сахаристость.