Контрольная работа по "Физиология растений"

Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия 
 
 
 

Кафедра биологии, технологии хранения

и переработки  продукции растениеводства 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 2

по физиологии растений 
 
 
 
 
 

                                                                                    Выполнил:         

                                                                                    студент 3 курса 

                                                               заочного отделения

агрономического факультета

                                                                                   специальность агроэкология

                                                        
 
 

Ульяновск  2010г.

Содержание. 

     

1. Полегание растений и его причины.                                                         3
2. Пути повышения засухоустойчивости растений.                                     4
3. Антагонизм ионов и физиологически уравновешенные растворы.        6
4. Превращение веществ при созревании масличных семян.                      7
5. Естественная и искусственная партенокарпия.                                        10
6. Действие света на рост растений.                                                              10
7. Диагностика минерального питания растений.                                        13
8. Список литературы.                                                                                     15

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Полегание растений и его  причины.

     Полегание растений, наклон стебля (стеблевое  Полегание) или всего растения (корневое Полегание). Стеблевое Полегание  вызывается большой механической нагрузкой  надземной массы на нижнюю часть  стебля. Оно наблюдается при сильно загущенных посевах, усиленном азотном  питании, обильных поливах, затенении, при развитии в посевах вьющихся сорняков, грибных заболеваниях побега и корней. Хлебные злаки полегают чаще всего в конце молочной —  начале восковой спелости, когда вес  сырой массы наибольший. В этот период часть веществ клеточных  оболочек стебля может распадаться  и использоваться на формирование семян, отчего соломина становится менее прочной. Корневое полегание вызывается слабым сцеплением корней с почвой при избытке влаги. У полёгших растений налив зерна протекает ненормально, формируется щуплое, с меньшим содержанием питательных веществ зерно, снижается его урожай. Механизация уборки при полегании затрудняется, увеличиваются потери. Полегание вызывается обыкновенно не соответствующим природе растения состоянием погоды или удобрением почвы. Полеганию подвержены более всего колосовые хлеба, причем явление это наблюдается по преимуществу при излишке удобоусвояемого азота и влаги, особенно в почве с мелким пахотным слоем. Совокупность этих влияний обусловливает буйное развитие надземных органов, несмотря на слабый рост корневой системы; благодаря этому растения не могут пользоваться в соответственной мере достаточным количеством питательных веществ почвы и воздуха, чтобы утолстить стебель и стенки клеточек стеблевых тканей и тем сообщить стеблю надлежащую крепость, без которой они не в состоянии сопротивляться наклоняющему действию ветра и не подламываться под тяжестью колоса. В значительной мере усиливается полегание еще от густого стояния растений, когда, оттеняемые друг другом, они несоразмерно вытягиваются вверх по направлению к свету, вследствие чего нижняя часть стеблей испытывает неблагоприятные последствия этиолирования.

     Соломина  злаков при нормальных условиях роста  и развития является вполне прочной  для удержания колоса или метелки  в соответствующем положении. Однако при неблагоприятных условиях роста (избыточное увлажнение, излишек азота, слишком загущенные посевы и т. п.) хлеба часто полегают, особенно озимые. При полегании нарушается процесс  ассимиляции и налива зерна, что  вызывает значительное снижение урожая и ухудшение его качества. Кроме  того, затрудняется механизированная уборка и увеличиваются потери зерна  при ее проведении.

     К. А. Тимирязев объясняет причину  полегания хлебов тем, что при  буйном росте соломины и сильном  кущении хлебов в результате большой  влажности и избыточного питания  азотом происходит загущение посевов  и недостаточное поступление света к нижним междоузлиям соломины. Это вызывает этиолирование нижних междоузлий. Клетки их тканей вытягиваются, толщина стенок у них становится меньше. Будучи ослабленными, нижние междоузлия не выдерживают тяжести наземной массы, и растения полегают. Если хлеб полегает рано, то при разрастании узлов соломины он еще может подняться, а при позднем полегании (после выколашивания) это уже невозможно.

          Степень полегания хлебов зависит от культуры, сорта, способов посева, почвенно-климатических и агротехнических условий. Например, кукуруза, просо, сорго устойчивее к полеганию, чем пшеница и рожь. Сорта с короткой и прочной соломиной устойчивее, чем длинносоломенные. На избыточно увлажненных и сильно унавоженных участках широкорядные посевы полегают меньше, чем обычные рядовые и т. д. Для борьбы с полеганием хлебов при буйном развитии растений нужно вносить фосфорно-калийные удобрения, которые повышают прочность стебля, опрыскивать посевы препаратом ТУР, сеять сорта с невысокой и прочной соломиной, снижать нормы высева, усиленно бороновать загущенные посевы и т. п.

         Главное в борьбе с полеганием — выведение для районов орошаемого земледелия и нечерноземной зоны при культуре на осушенных торфяниках неполегающих сортов с прочной невысокой соломиной и большим продуктивным колосом. Пока у нас таких сортов почти нет, за исключением Безостой 1.

     Меры  предупреждения полегания: возделывание устойчивых к полеганию сортов, соблюдение норм высева и глубины заделки семян, обработка посевов ингибиторами роста (ретардантами), например хлорхолинхлоридом, осушка почвы, если последняя слишком влажна, углубление пахотного слоя, очищение поля от сорных трав, предупреждающее необходимость густого посева, и, наконец, применение минеральных удобрений (калийных, фосфорнокислых и содержащих известь) взамен легкоусвояемых азотистых туков или туков, хотя и заключающих в себе азот, но разлагающихся постепенно; иногда полезно временное прекращение употребления вообще всякого рода азотистых удобрений. 

Пути  повышения засухоустойчивости растений.

           Засухоустойчивость растений, способность растений выносить значительное обезвоживание клеток тканей и органов, а также перегрев.         В формировании засухоустойчивости большое значение имеют транспирация, минеральное питание, фотосинтез и др. физиологические процессы. При засухе резко падает относительная влажность воздуха и возрастает температура; к середине дня растение испытывает перегрев, а затем возникает дневной водный дефицит, вызывающий завядание растений. При этом происходят глубокий гидролиз белков, распад цитоплазмы, нарушается фосфорилирование сахаров, а следовательно, и энергетический обмен у растения. Энергетически неполноценное дыхание при засухе несколько облегчает оводнение биополимеров в клетке (за счёт т. н. метаболической воды), однако этим путём растение за 1 ч может восполнить лишь около 15% содержащейся в нём воды (если принять общее содержание её за 100%). Обезвоживание вызывает ряд нарушений и в коллоидно-химических свойствах цитоплазмы; изменяются степень её дисперсности и способность удерживать адсорбированные соединения. Водный дефицит и связанные с ним нарушения метаболизма замедляют или останавливают рост растений, снижают их продуктивность (урожайность), а иногда приводят к гибели. Засухоустойчивым растениям присущи повышенная эластичность цитоплазмы и способность выносить сжатие клеток при обезвоживании.

         Засухоустойчивость обычно повышается по мере развития растений, но с началом образования у них генеративных органов резко снижается. Ученые видят в этом проявление биогенетического закона у растений: предки цветковых растений вышли из воды и в критический период (с появления материнских клеток пыльцы до завершения оплодотворения) не выносят её недостатка. Для повышения засухоустойчивости применяют предпосевное закаливание растения. При адаптации к засухе у растений повышается стабильность ферментных систем дыхания и синтеза белка. Как при перегреве, так и при обезвоживании синтез белка резко падает, т.к. активируется аденозинтрифосфатаза, разрывающая нити информационной рибонуклеиновой кислоты (РНК), на которых находятся синтезирующие белок полисомы; в результате они распадаются на рибосомы и субъединицы. В закалённых растениях содержится больше РНК, менее активна аденозинтрифосфатаза, распад полисом начинается позднее. У закалённых растений значительно устойчивее к засухе генеративные органы, активнее метаболизм, выше вязкость и эластичность коллоидов цитоплазмы. Всё это и обусловливает повышение засухоустойчивости. Предпосевное закаливание может быть использовано в практике для мелкосеменных растений. Для других оно может быть с успехом применено в семеноводстве и селекции. Засухоустойчивость повышается также при рациональном применении удобрений, в частности обогащенных микроэлементами (или при обработке ими семян). Помимо селекции на высокую Засухоустойчивость, большое практическое значение имеют подбор засухоустойчивых культур, закрытие влаги, снегозадержание, удобрения, выбор правильных севооборотов и др. агротехнические мероприятия.

       На засухоустойчивость влияют удобрения: калийные и фосфорные повышают ее, азотные, особенно в больших дозах, — снижают. Засухоустойчивость ряда сельскохозяйственных культур повышают микроэлементы (цинк, медь и др.). Устойчивости к засухе в полевых условиях способствует выращивание сельскохозяйственных культур с соблюдением зональных технологий их возделывания.

        При оценке и выведении засухоустойчивых сортов селекционеры используют совокупность всех рассмотренных ранее физиолого-биохимических и других признаков и показателей. Для регионов России и государств СНГ, подверженных засухе, научными учреждениями разработаны модели засухоустойчивых сортов основных сельскохозяйственных культур, включающие и физиологические показатели. 

Антагонизм  ионов и физиологически уравновешенные растворы. 

        Антагонизм ионов, способность ионов, находящихся в растворе и несущих одинаковые по знаку электрические заряды, взаимно подавлять присущее каждому из них действие. Антагонизм ионов особенно ярко проявляется в живых организмах и при коагуляции коллоидных систем. Например, ионы Na+ в той концентрации, в которой они находятся в биологических жидкостях, ядовиты для многих простейших организмов и изолированных органов животных; однако при добавлении соответствующих концентраций ионов К+ или Ca2+ ядовитость ионов Na+ подавляется. Растворы, в которых вредное действие каких-либо ионов устранено действием ионов-антагонистов, называется физиологически уравновешенными, или эквилибрированными; это — физиологический раствор, морская вода и жидкости, омывающие клетки и ткани живых организмов. Такими растворами являются также питательные смеси для растений. Антагонизм ионов — один из факторов, имевших большое значение в разработке теории питания растений и в обосновании применения удобрений. Механизм антагонизма ионов пока ещё не выяснен, но, по-видимому, он связан с активным транспортом ионов через биологические мембраны.

        Для нормального роста и развития  большое значение имеет не  только количество питательных  веществ, но и правильное соотношение  между ними. Одностороннее внесение  даже абсолютно необходимого  элемента может вызвать гибель  растений. Необходимо создать физиологически  уравновешенный раствор, под которым  следует понимать такое сочетание  солей, в котором все ионы  взаимно ограничивают избыточное  поступление друг друга в растения.

         В создании уравновешенных растворов кальцию принадлежит большая роль. Он весьма энергичный антагонист по отношению к одновалентным катионам. Чтобы обезвредить действие натрия, достаточно внести 5% кальция, в то время как калия нужно внести 30%.

     Понятие физиологически уравновешенного раствора тесно связано с антагонизмом ионов. На основании закона антагонизма ионов в кислой среде усиливается поступление в растения анионов, а в щелочной – катионов.

            Обладая высокими антагонистическими  свойствами, кальций ослабляет или  полностью устраняет вредное  действие ионов водорода, алюминия, марганца и аммония. 

      Кальций защищает растения от  избытка аммиачного азота. Известно, что большой вред растениям  наносят подвижные формы алюминия, под влиянием которых у растений  нарушается углеводный, белковый  и фосфатный обмен. В результате  этого резко понижается урожай  и ухудшается его качество. При  больших количествах подвижных  форм алюминия растения погибают  в процессе и даже в весенне-летний  безморозный период.