Влияние факторов внешней среды на рост растений

Тема 2 Физиология роста растений (дополнение)

На рост растений оказывают влияние многие факторы внешней среды. Прежде всего это физические факторы: свет (его интенсивность, качество, продолжительность и периодич­ность), температура (величина и периодичность), сила тяжести, газовый состав, магнитное поле, влажность, питательные веще.-ства (минеральные и органические) и механические воздействия(например, ветер). Кроме того, находясь в составе расти­тельных сообществ, растение испытывает влияние продуктов жизнедеятельности других растений (аллелопатия), а также физиологически активных веществ микроорганизмов (антибио­тиков, ростовых веществ).

Свет. Рост растений может происходить на свету и в темно­те. Зеленые органы высших растений в темноте приобретают ряд морфологических особенностей, отличающих их от расте­ний, выращиваемых на свету (рис. 11.17). Такие растения назы­ваются этиолированными. У двудольных при росте в темноте сильно вытягиваются междоузлия, а листовые пластинки недо­развиты; у проростков кукурузы вытягиваются мезокотили. У этиолированных растений, как правило, недоразвиты ме­ханические ткани и устьица. Растения лишены хлорофилла и имеют бледно-желтый цвет из-за присутствия каротиноидов.

Явление этиоляции не связано с отсутствием хлорофилла или недостатком питания. Предотвращение этиоля­ции регулируется фитохромом (красный — дальний красный свет) или системой фитохром — флавопротеин (реакция на дальний красный — синий свет). Наиболее сильный морфогенетический эффект оказывает сине-фиолетовая часть спектра.

Этиоляция — важная приспособительная реакция пророст­ков растений, находящихся в почве: за счет быстрого вытяги­вания мезокотиля, гипокотиля или эпикотиля побег выносится на поверхность, к свету.

Температура. Рост растений зависит от температуры. В пределах от 0 до 35 °С влияние температуры на рост подчиняется правилу Вант-Гоффа, но свыше 35 — 40 °С скорость роста снижается. В зависимости от приспособленно­сти к действию температур различают растения теплолюбивые с минимальными точками для роста выше 10 °С и оптимальны­ми при 30 — 40 °С и холодостойкие с минимальными точками от 0 до 5°С и оптимальными при 25 — 31 °С. Максимальные тем­пературы для роста большинства растений находятся в преде­лах 35 — 45 °С. Высокая скорость роста не всегда благоприятна для формирования рас­тения. При «выгонке» растений умеренного пояса при высоких температурах стебель становится слабым, а листья тонкими. В поле такие растения полегают.

Газовый состав. Для роста растений необходимо присут­ствие кислорода. Однако кратковременное снижение наполови­ну его содержания значительно не сказывается на росте расте­ний. Избыток СО₂ в атмосферном воздухе приводит к увеличе­нию растяжимости клеточных стенок и кратковременному (в течение нескольких часов) усилению роста тканей (эффект «кис­лого роста»). Выяснено, что влияние СО₂ на рост основано на способности снижать рН клеточных стенок и таким образом индуцировать рост клеток (эффект «кислого роста»).

Водный режим. Процесс роста клеток растений растяжением осуществляется путем вакуолизации при поступлении в клетки воды. Поэтому недостаточное снабжение клеток водой задер­живает рост. Корни способны расти только в достаточно влажной почве, почти насыщенной водяным паром. Ткани над­земных частей растений от потери воды защищены кутикулярно-эпидермальным слоем. При длительном недостатке воды в тканях фаза растяжения заканчивается бы­стрее, что приводит к укорочению стебля и корня, к уменьше­нию размеров листьев, к их мелкоклеточности и т. д.

Минеральное питание. На росте растений благоприятно сказывается высокое содержание в почве минеральных элемен­тов, особенно азота. Однако способствующие быстрому росту высокие концентрации азота задерживают процессы дифферен-цировки, в частности закладку цветков. Чрезмерное удобрение снижает урожай плодов и зерна.