дефiцит вологи в грунтi це посуха пiвнiчного типу



Работа добавлена на сайт TXTRef.ru: 2019-04-20

Посухостiйкiсть рослин

Посуха виникає внаслiдок вiдсутностi вологи, при високiй температурi та iнсоляцiї. Посуха буває атмосферна и далi виникає грунтова, яка може супроводжуватись суховiєм. В основному рослини страждають вiд нестачi води та перегрiву.

В помiрних районах основна причина посухи-дефiцит вологи в грунтi - це посуха пiвнiчного типу. В пiвденних та пiвденно-схiдних районах рослини страждають як вiд дефiциту води, так i вiд високої температури.

18 столiття - 34 посушливих роки, 19 столiття - 40 рокiв посухи

в 20 ст.  - 1921,1936,  1946, 1951, 1964, 1982,1994,2011 рр.

Перiодичнiсть посух i кiлькiсть опадiв по зонам

зона Кiлькiсть опадiв в мм Перiодичнiсть посух

Лiсостеп                  600 Кожнi 5 рокiв

Степ                     300-500 Кожнi 3,5 роки

Сухостеп                 250-320 Кожнi 3 роки

Пустельний  степ         150-250 Кожнi 2 роки

Пустеля                 менше 100 Весь час посуха

ЦИКЛОН АНТИЦИКЛОН

Пiднiмається Опускається

з охолодженням з нагрiванням

Можуть спостерiгатись при посухах :

запал - ушкодження листкiв та iнших органiв, хлорофiл при цьому розпадається, але при сильному запалi листки висихають зеленими; захват - ушкодження хлiбiв в стадiї молочної або молочно-воскової стиглостi - при цьому зерно пересихає, бтлок в них коагулює-зерно щупле з низькою схожiстю.

--------------------------------------------

У грунтi є вiльна вода(гравiтацiйна i капiлярна) та зв'язана( рихло i мiцно зв'язана). При рiзнiй вологостi грунту їх вмiст може мiнятись.

Верхня межа доступної грунтової води називається польовою вологоємкiстю. Якщо вологiсть вища за цю межу, то надлишок води може бути шкiдливим внаслiдок нестачi кисню.

----------------------------------------------------

Вологiсть           S листка Вiльна  Осмотично Коллоїдно

зв'язана       зв'язана

грунту  70%       3 cm           63               19               9-10

40%       1,1             42                35              24       

Нижня межа доступної води називається вологiстю стiйкого зав'ядання - рослина страждає вiд нестачi води.

Вплив посухи може бути прямим i опосередкованим. Прямий вплив - при впливi посухи в перiод дiлення зменшується число клi- тин, iнтенсивнiсть збiльшення ДНК перед iнтерфазою, а в перiод розтягу клiтин зменшується тургор клiтин i їх розмiр. Опосередкований вплив - зменшення росту коренiв за рахунок зменшення вмiсту вiльних ауксинiв.

Нестача води виникає коли витрати води при транспiрацiї перевищують поступлення. Водний дефiцит може виникати при жаркiй сонячнiй погодi в серединi дня -при цьому одночасно зростає всисна сила. При тимчасовому зав'яданнi дефiцит води вiдновлюється ввечерi, при глибокому наступає загибель рослин. Характерною ознакою стiйкого водного дефiциту є наявнiсть його в тканинах зранку та вiдсутнiсть пасоки.

Генкель ввiв поняття гомеостатичної води - для ксерофiтiв це 18-20%, для мезофiтiв 35-50 %. Змiнюється iонний склад клiтин,прискорюється вихiд iонiв з клiтини, що вказує на певнi пошкодження функцiй мембран.

При сильному зневоджуваннi клiтин спостерiгається збiльшення проникностi мембран, тобто порушення їх структури, за рахунок змiн фосфолiпiдiв мембран, зменшення щiльностi розташування молекул та порушення аллостеричної регуляцiї мембранних ферментiв. Посилюється активнiсть кислих та лужних лiпаз i змiна лiпiдного складу мембран.

При вмiстi води менше 20% вiд ваги мембрани, її змiни приймають незворотнiй характер.

Рiст є одним з найбiльш чуттєвих до посухи процесiв.

Вплив посухи на рослини квасолi

Вага Вага Вага Вага Висота

листка стебла кореня   цiлої рослини рослини

Контроль  14,5 ,9 ,4 ,8 51,5

Посуха ,8 ,8 :64 ,5 ,7

Бiохiмiчними ознаками є переважання процесiв гiдролiзу над синтезом з посиленням утворення низькомолекулярних бiлкiв.

Вологiсть листка в %:       синтез/гiдролiз

86 ,4

78 ,3

,09

Знижується iнтенсивнiсть фотосинтезу внаслiдок закривання продихiв i нестачi СО2, порушення синтезу хлорофiлiв, змiн у фо-

то та  бiохiмiчних  реакцiях,спостерiгається  порушення структури

хлоропластiв та затримка вiдтоку асимiлятiв з листкiв.

         хл.А     хл.Б |

Контроль            35мг%       12мг%

Посуха                    24             9

                                 Ефект Брiлiант -

 Втрата води в% від  :                                         Iнтенс.фотосинтезу

 повного насичення :                                               мг СО2/дм2/год

            5-15                                             127

15-25                                             142

          30-40                                              37

Дихання при обезвожуваннi значно посилюється спочатку iз-за великої кiлькостi цукрiв, а потiм знижується.

-------------------------------------------------------------

Дихання Погл.СО2 мкл/г      |Синтез АТФ

|мкг Р/г сирої ваги

                                                початок           :    Через 30 днiв

                        1.07       10.07     20.07

Контроль    1450       | Контроль   5,5            5,0

Посуха    960         | Посуха       3,5            0,9

Кiлькiсть РНК знижується внаслiдок активацiї рибонуклеаз та зменшення синтезу РНК. Iде розпад полiрибосом.

Швидко тормозиться клiтинний подiл i особливо розтяг клiтин,що приводить до формування дрiбних клiтин у листкiв та стебел. В корiннi утворюється суберин, вони пробковiють i прискорюється диференцiацiя клiтин меристеми.

Кальцiй є модифiкатором i стабiлiзатором мембран, за рахунок створення мiсткiв мiж бiлками i фосфолiпiдами мембран - при водному дефiцитi кальцiй виходить з мембран, такi мiстки руйнуютьсяпосилюється вихiд води з клiтини.

Розвиток ознак пошкодження

Першi ознаки пошкодження

Максимум пошкодження

Вихiд антоцiану

Плазмолiз

Рухи

В'язкiсть цитоплазми

Фотосинтез-клiтини паренхiми

Вихiд електролiтiв

Дихання

57

53

38-39

37

45-47

57-59

65

58-60

-44

-43

-47

58-59

64-65

Вплив перегрiву

Перша з ознак це обезвожування iз змiною в'язкостi, причому частiше спостерiгається збiльшення в'язкостi, рiдше зменшення. Сповiльнюється рух цитоплазми, пiдвищується концентрацiя клiтинного соку та проникнiсть мембран з поступовим зниженням осмотичного тиску. Але при високих темп-рах вище 35 градусiв спостерiгається пiдвищення осмотичного тиску внаслiдок гiдролiзу крохмалю та утворення моноцукрiв. Iде розпад бiлкiв з утворенням амiаку, що приводить до iнтоксикацiї рослин.

Критичнi перiоди в онтогенезi рiзних рослин

Озима пшениця,жито,ярий ячмiнь,пшениця,овес

Кукурудза

Соняшник

Кавун,диня

вихiд в трубку, колосiння

цвiтiння,молочна стиглiсть

цвiтiння, утворення корзинок

цвiтiння,дозрiвання

У однодольних при посусi виникає череззерниця та бiлоколосиця, у дводольних ушкодження гiнецею i як наслiдок зменшення числа плодiв. Кiнцем критичного перiоду у бiльшостi рослин є кiнець процесiв заплiднення.

Посуха викликає також змiни гормонального статусу рослин - iде швидке зменшення стимуляторiв та збiльшення вмiсту iнгiбiторiв росту. Збiльшення вмiсту АБК приводить до закривання продихiв, сприяє запасанню гiдратної води в клiтинах за рахунок синтезу пролiну який збiльшує оводненiсть бiлкiв при посусi. Змiни у вмiстi гормонiв дорiвнюють приблизно 0,15 мкг/г сирої маси.

Зменшення вмiсту води в листках лише на 9 процентiв приводить до збiльшення етилену в 30 разiв, за рахунок активацiї ключового ферменту синтезу етилену - синтетази амiноциклопропанової кислоти. З закiнченням посухи синтез етилену вертається до норми.

Зменшення вмiсту IОК спостерiгається вже при 60 процентах вiд польової вологоємкостi. Це може бути пов'язано iз змiною активностi ферментiв синтезу та катаболiзму ауксинiв - триптофансинтази та ауксиноксидази. Перший регулює синтез триптофану - попередника пры синтезi IОК, другий регулює верхнiй рiвень IОК.

При посусi спостерiгається також пiдвищення вмiсту iнгiбiторiв росту фенольної природи - флавоноїдiв, фенолкарбонових кислот,хлорогенової кислоти, АБК. Сигналом для їх утворення є втрата тургору.

Такi змiни стимуляторiв та iнгiбiторiв спостерiгаються у рослин мезофiтiв при посусi, тодi як у рослин ксерофiтiв спостерiгається накопичення iнгiбiторiв росту.

Обробiток рослин при посусi стимуляторами росту значно посилює вплив посухи, але обробiток цитокiнiнами пiсля посухи покращує стан рослин, що очевидно пов'язано з покращенням стану мембран/ за даними Кулаєвої/ та збiльшенням iнтенсивностi фотосинтезу.

Бiохiмiчнi механiзми захисту вiд посухи у рослин

У жаростiйких рослин посилюється синтез органiчних кислот, якi зв'язують амiак.

Йде утворення також стресових низькомолекулярних гiдрофiльних бiлкiв(БТШ) та речовин протекторної дiї типу пролiну, моноцукрiв.

Утворення БТШ має кiлькафазну реакцiю - є раннi бiлки i пiзнi бiлки з iншою молекулярною масою. У злакових синтезується 12

типiв БТШ, якi вiдносяться до 3-х груп: з високою(103-70 кД), середньою(62-32 кД) i нiзькою(17-16 кД) молекулярною масою.

Основна функцiя БТШ - стабiлiзацiя структури франгментiв ядра i цитоскелету клiтини в умовах посухи.

Змiнюється склад лiпiдiв- пiдвищується вмiст насичених жирних кислот, якi мають високу температуру плавлiння.

У суккулентiв як зразок пристосування можна назвати САМ-тип фотосинтезу.

Процеси вiдновлення рослин iдуть досить успiшно,якщо збереженi генетичнi системи клiтин. Захист ДНК вiд ушкодження полягає у частковому виведеннi молекули з активного стану за допомогою ядерних та стресових бiлкiв.

Загальна ж схема очевидно слiдуюча: Рецептори клiтини сприймають посуху як стресовий фактор, результатом чого є утворення сигналiв рiзної природи, якi поступають у ядро, де взаємодiють з певними генами i змiнюють їх експресiю. Внаслiдок цього включається ланцюжок процесiв - ДНК- шоковi м-РНК - БТШ --адаптивнi реакцiї - термостiйкiсть.


За класифiкацiєю Вальтера весь рослинний свiт дiлиться на двi групи - пойкiлогiдричнi(не здатнi регулювати свiй водообмiн) та гомойогiдрiчнi(здатнi до регуляцiї свого водообмiну).

Пойкiлогiдричнi-це епiфiтнi та грунтовi водоростi,лишайники, деякi мохи, папоротi та папоротевиднi i деякi покритонасiннi рослини. Серед них можна видiлити 3 групи - пойкiлогiгрофiти, пойкiломезофiти i пойкiлогiгрофiти. Але гiгрофiти i мезофiти при сильому обезвожуваннi гинуть, а ксерофiти впадають у анабiоз. В цьому станi у пойкiлоксерофiтних рослин зупиняються практично всi процеси, але зберiгається здатнiсть до вiдновлення, а саме- у них зберiгається дихальний процес- наприклад не руйнуються органiчнi форми фосфору, зберiгається здатнiсть до синтезу бiлку та вiдновлення фотосинтезу.

У гомойогiдричних рослин- це вищi покритонасiннi рослини, здатнi регулювати свiй водний обмiн, але не здатнi витримувати значне обезвожування i впадати в анабiоз.Таку здатнiсть у них має лише насiння. Цi рослини подiляють на гiгрофiтiв, мезофiтiв та ксерофiтiв.

Найбiльш посухостiйкими є ксерофiти,що подiляються на типи:

1.Суккуленти - несправжнi ксерофiти - запасають воду - коренi залягають неглибоко - транспiрацiя,фотосинтез,рiст слабi - кактуси, алое,  очиток.  Вони мають запас води в тканинах, якi закритi товстою кутикулою, САМ-тип фотосинтезу, слабку поверхневу кореневу систему. Суккулентнiсть в основному зв'язана з розростанням клiтин паренхiми при одночасному збiльшеннi вакуолi скороченнi розмiрiв мiжклiтинникiв.

2.Несуккулентнi види.

а. Справжнi ксерофiти -евксерофiти- верблюжа колючка, полинь голуба - мають невеликi листки з великою кiлькiстю продихiв i добре розвинену кореневу систему. В клiтинах високий осмотичний тиск i всисна сила.

б. Стiпаксерофiти - степовi злаковi рослини- мають жорсткi шкi- рястi листки, велику кiлькiсть продихiв i слабку кореневу систему.

в. Напiвксерофiти-гемiксерофiти- шалфей,рiзак, кавун,груша. Здатнi переносити довгий час обезвожування та перегрiв. Мають iнтенсивну транспiрацiю, низьку в'язкiсть цитоплазми, велику кореневу систему.

В той же час iснують рослини,  у яких  дефiцит  води  визначається низькою температурою грунту:

1.Психрофiти - (сосна сибiрська, ялина, береза, чорниця, багульник) - вода недоступна внаслiдок низьких температур грунту в них добре розвинена ксероморфна структура.  Для  голок  хвойних порiд характернi  зануренi продихи,  якi взимку закритi смоляними корками, а також товстостiнний епiдермiс з пiдстилаючою його  гi- подермою.

2.Крiофiти- рослини сухих та холодних мiсць зростання - так званi рослини-подушки в Забайкаллi- для них характернi повiльнi темпи водообмiну i низька оводненiсть рослин.

Генкель видiляє ще лауроксерофiти- вiчнозеленi рослини Середземномор'я,що живляться за рахунок атмосферної вологи

Мезофiти -хлiбнi злаковi рослини, деревнi, крiм вiльхи та окремих сортiв верби- характерна здатнiсть регулювати iнтенсивнiсть транспiрацiї, зкидання листкiв, добре розвинена коренева система, високий осмотичний тиск в клiтинах коренiв.

Бiльш вибагливi до води, нiж ксерофiти. Продихи на верхнiх листках довше вiдкритi , нiж на нижнiх. Чим вище листок. тим бiльш мiлкi його клiтини, густiша сiтка провiдних пучкiв, сильнi- ше розвинена палiсадна паренхiма.

Гiгромезофiти - з рослин наших широт це кислиця, недотрога та iншi. У цих рослин майже не розвинена система мiжклтинникiв.

Ефемероїди

Вiзуальнi ознаки  дискомфортностi рослин/ по водi i  т.д/.

1.Листки жовтiють у основи - значить у самих старих коренях,росташованих в нижнiй частинi горщика накопичився надлишок вологи

.Пожовтiння листкiв по всiй довжинi свiдчить про перезволоження грунту.

.Листки скручуються, обвисають, стають м'якими, не тягнутся до свiтла- це вказуе на те,що на поверхнi землi створилась кiрка,яка порушує нормальну аерацiю коренiв.

4.Листки закручуються догори- рослина потребує помiрного поливу.

5.Поява на листках коричневих та жовтих плям вказує на те, що коренi рослини ураженi грибком або iншим паразитарним захворюванням.

. Листки сохнуть по краях та стають ламкими, повiтрянi коренi висихають та вiдмирають - повiтря в примiщеннi занадто сухе - треба ставити судини з водою.

7.Листки втрачають природне забарвлення, на їх поверхнi утворюються обезбарвленi крапки,особливо помiтнi ввечерi, молодi зеленi листки опадають - сигнал про те, що занадто сухе повiтря в кимнатi обумовило розвиток шкiдникiв та збудникiв хворiб.

Другие работы

.ЭА являются сложными электротехническими уст...


Путем теплопроводности тепло передается через твердые жидкие и газообразные тела. Количество тепла проходящее в единицу времени через элементарн...

Подробнее ...

Впервые это было сделано в Испании.


В Испании бухгалтерское регулирование находится в ведении Министерства экономики и финансов ? созданного им Института бухгалтеров и аудиторов IC...

Подробнее ...

фило любовь софия мудрость ~ в переводе с гре...


мета над сверх и физика природа ? философские вопросы которые являются широкими сложными на них нет однозначного ответа их часто называют вечным...

Подробнее ...

реферат дисертації на здoбуття наукoвoгo ступ...


Одним з таких районів є територія Українського Розточчя РаваРуська зона РРЗ ЗахiдноЄвропейської платформи яка розташована мiж Львiвським палеозой...

Подробнее ...