Устойчивость растений

Изменение проницаемости мембран приводит к тому, что нарушаются поступление и транспорт веществ в растения и отток ассимилятов, токсичных веществ из клеток. Все эти изменения существенно снижают жизнеспособность растений и могут привести к их гибели. Кроме того, в этих условиях растения более подвержены действию болезней и вредителей, что также приводит к снижению качества и количества урожая. При продолжительном воздействии пониженной температуры наступает гибель теплолюбивых растений.

Приспособление растений к низким положительным температурам.

Защитное значение при действии низких положительных температур на теплолюбивые растения имеет ряд приспособлений. Прежде всего, это поддержание стабильности мембран и предотвращение утечки ионов. Устойчивые растения отличаются большей долей ненасыщенных жирных кислот в составе фосфолипидов мембран. Это позволяет поддерживать подвижность мембран и предохраняет от разрушений. В этой связи большую роль выполняют ферменты ацетилтрансферазы и десатуразы. Последние приводят к образованию двойных связей в насыщенных жирных кислотах.

Приспособительные реакции к низким положительным температурам проявляются в способности поддерживать метаболизм при ее снижении. Это достигается более широким температурным диапазоном работы ферментов, синтезом протекторных соединений.

У устойчивых растений возрастает роль пентозофосфатного пути дыхания, эффективность работы антиоксидантной системы, синтезируются стрессовые белки. Показано, что при действии низких положительных температур индуцируется синтез низкомолекулярных белков.

У растений более холодостойких отмеченные нарушения выражены значительно слабее и не сопровождаются гибелью растения.

Холодостойкость растений определяется способностью растений сохранять нормальную структуру цитоплазмы, изменять обмен веществ в период охлаждения и последующего повышения температуры на достаточно высоком уровне. Для оценки холодостойкости растений используют различные методы диагностики. Это холодный метод проращивания семян, сверхранние посевы в сырую и непрогретую почву, учет интенсивности появления всходов, темпов роста, накопления массы, содержание хлорофилла, соотношение количества электролитов в надземной и подземной частях растения, оценка изменчивости изоферментного состава и др.

Причины гибели растений при понижении температуры.

Причины повреждения и гибели растений под действием пониженных температур: увеличение проницаемости мембран, разобщение окислительного фосфорилирования и дыхания, фотосинтетического фосфорилирования и темновой фазы фотосинтеза, нарушение белкового синтеза и накопление токсичных веществ. Основной причиной повреждения теплолюбивых растений при охлаждении является переход мембранных липидов из жидкокристаллического состояния в гель. Изменение физического состояния мембран влияет на активность Н+-АТФаз, переносчиков белков ионных каналов и многих ферментов. Мембраны теряют свою эластичность.

В результате увеличивается проницаемость мембран и через плазмалемму и тонопласт интенсивно выделяются водорастворимые соединения. Органические кислоты из вакуоли поступают в хлоропласт, и хлорофилл превращается в феофитин.

Гибель клетки и растения при температуре ниже нуля, т. е. под действием мороза, может быть вызвана свертыванием белков, особенно у южных растений, отмирающих еще до наступления температур замерзания. Кроме того, вымерзание растений происходит, когда в них содержится вода, способная кристаллизоваться. Если вымерзание происходит медленно, лед образуется вне клеток, которые при последующем оттаивании остаются живыми. Когда же температура падает быстро, вода не успевает проникнуть сквозь клеточную оболочку и замерзает между нею и протопластом. Это может вызвать смертельное повреждение не только поверхностных слоев цитоплазмы, но и всего протопласта. Наконец, при очень быстром падении температуры вода не успевает выйти даже из протопласта и кристаллы льда быстро распространяются внутри него. Следовательно, сами клетки замерзают в том случае, если по каким-либо причинам вода из них не успевает оттекать в межклетники. Способность протопласта противостоять обезвоживанию вследствие образования льда в межклетниках — это весьма полезное приспособление.

Выроботка холодостойкости у растений. Закаливание.

Закаливание растений — это ряд приемов, благодаря которым растения приспосабливаются к выращиванию в условиях открытого грунта. При этом повышается их устойчивость к колебаниям температуры, влажности и выносливость к другим неблагоприятным воздействиям среды.
Повышение холодостойкости растений достигается длительной и сложной их подготовкой к посадке в открытый грунт, во время которой происходят глубокие физиологические изменения в цитоплазме клеток, обеспечивающие более высокую припособляемость растений к неблагоприятным условиям произрастания.
При закаливании постепенно изменяют условия выращивания. Усиливают проветривание помещений, снижают температуру, увеличивают прямую освещенность.

Можно проводить закаливание прорастающих семян и рассады, которое стимулирует защитно-приспособительную перестройку метаболизма растений. Наклюнувшиеся семена или рассаду теплолюбивых культур (огурец, томат, дыня и др.) в течение нескольких суток

(до месяца) выдерживают при чередующихся (через 12 ч) переменных

температурах: от 0 до 5 °С и при 15—20 оС. Эффективным является и использование микроэлементов (Zn, Mn, Сu, В, Мо). Так, замачивание семян в растворах борной кислоты, сульфата цинка или сульфата меди повышает холодоустойчивость растений. Есть данные о положительном влиянии АБК, цитокининов, хлорхолинхлорида на холодоустойчивость.

Повысить холодостойкость растений можно прививкой теплолюбивых растений (арбуз, дыня) на более холодоустойчивые подвои (тыква). Положительное влияние этих приемов связано со стабилизацией энергетического обмена и упрочением структуры клеточных органоидов у обработанных растений. У закаленных растений увеличение вязкости протоплазмы при пониженных температурах происходит медленнее.

В результате растения постепенно приспосабливаются к условиям внешней среды. Для закаливания рассады требуется 10—12 дней, затем их высаживают в открытый грунт.

      Список литературы :

1.       Д.В. Штраусберг Питание растений при пониженных температурах, Издательство «Наука» Москва, 1965.

2.       Физиология растений : учеб. для студентов вузов, обучающихся по специальности 032400 «Биология» / Н.И. Якушкина, Е.Ю. Бахтенко. – М. : Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005.-463 с.

3.       revolution.allbest.ru›Биология и естествознание›00096874_0.html

4.       rusplant.ru › index.php…

5.       new.marsu.ru › GeneralInformation/structur/…

6.       ecosystema.ru › 07referats/01/ustrast.htm

7.       prostoflora.ru › ekologiy/12.html