Засухоустойчивость растений

Российский государственный педагогический университет

Им. А. И. Герцена

 

ФАКУЛЬТЕТ БИОЛОГИИ

ЗАЧЕТНАЯ РАБОТА

Водоудерживающая способность растений и ее значение в засухо-, жаро- и морозоустойчивости растений.

Работа выполнена:

студенткой 3 курса

факультета биологии

Мохник

Златой Сергеевной

Руководитель:

Юргина Вера Семеновна

 

 

Санкт-Петербург

2012 год

Оглавление стр.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………….…....3

Глава 1. Что такое водоудерживающая способность растений?...................4

Глава 2. Устойчивость к засухе и повышенной температуре........................4

2.1. Засухоустойчивость растений....................................................................5

2.2. Физиологические особенности засухоустойчивости сельскохозяйственных растений........................................................................7

2.3. Повышение засухоустойчивости культурных растений...........................10

2.4.Орошение как радикальное средство борьбы с засухой............................11

Глава 3. Жароустойчивость растений.................................................................13

3.1. Влияние высоких температур на растение..................................................13

3.2. Защитные механизмы растений против действия высоких температур...14

3.3. Белки теплового шока....................................................................................15

Глава 4. Морозоустойчивость растений..............................................................16

4.1. Условия и причины вымерзания растений..................................................18

4.2.Способы повышения морозоустойчивости...................................................21

4.3.Методы изучения морозоустойчивости растений.......................................22

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………....24

 

 

Введение

 

 

Глава 1. Что такое водоудерживающая способность растений?

Водоудерживающая способность растений - это свойство растений сохранять определенное количество воды в клетках, тканях и органах, обусловленное структурными и физико-химическими особенностями цитоплазмы, клеточных мембран и органоидов. Водоудерживающая способность плодовых растений зависит от сорта, фаз онтогенеза, условий произрастания и др. Изменяется в годичном цикле. В осенний и зимний периоды почки и побеги плодовых растений отличаются более высокой водоудерживающей способностью, особенно морозоустойчивых сортов; к весне она снижается. В засушливые периоды водоудерживающая способность листьев повышается, особенно у засухоустойчивых и жароустойчивых сортов, что отражает изменения в метаболизме растений, усиление гидролитических процессов, накопление осмотически активных веществ (растворимые сахара, аминокислоты и др.) и рассматривается как адаптация. Определяют В. с. р. гравиметрическим методом - путем повторного взвешивания образцов за определенные промежутки времени, о ней судят по кол-ву оставшейся в них воды. Применяют кондуктометрический метод. В качестве водоотнимающих сил используют растворы сахарозы или полиэтиленгликоля в возрастающих концентрациях (10...50%). О В. с. р. можно судить по изменению водного потенциала листа до и после воздействия водного стресса.

Глава 2. Устойчивость к засухе и повышенной температуре.

Большинство стрессовых воздействий изменяют водный статус растений. Значение воды как растворителя и транспортной среды, доноров электронов в реакции Хилла, охладителя при испарении проявляется при различных абиотических стрессах. С током воды в лист поступают минеральные вещества и оттекают ассимиляты, достаточная оводненность тканей необходима, наконец, для поддержания устьиц в открытом состоянии для нормального газообмена.

Повышение температуры на 10-15⁰С относительно нормы, т.е. до 35-40⁰С также значительно усиливает испарение воды и быстро приводит, особенно у вегетативных оводненных органов, к дефициту воды, поэтому реакции растений на возрастание температуры в значительной мере сходны с таковыми на засуху.

Засухоустойчивость растений

Обычным явлением для многих регионов России и государств СНГ стали засухи. Засуха — это длительный бездождливый период, сопровождаемый снижением относительной влажности воздуха, влажности почвы и повышением температуры, когда не обеспечиваются нормальные потребности растений в воде. На территории России имеются регионы неустойчивого увлажнения с годовым количеством осадков 250-500 мм и засушливые, с количеством осадков менее 250 мм в год при испаряемости более 1000 мм.

Для формирования урожая существенно относительно равномерное распределение осадков, особенно в период активного роста растений. Наибольший вред засуха причиняет в весеннее и летнее время, когда идет формирование генеративных органов растений. В отдельные годы урожайность сельскохозяйственных культур, пострадавших от засухи, снижается до минимальных величин (у зерновых до 0,3-0,4 т/га).

Засухоустойчивость — способность растений переносить длительные засушливые периоды, значительный водный дефицит, обезвоживание клеток, тканей и органов. При этом ущерб урожая зависит от продолжительности засухи и ее напряженности. Различают засуху почвенную и атмосферную.

Почвенная засуха вызывается длительным отсутствием дождей в сочетании с высокой температурой воздуха и солнечной инсоляцией, повышенным испарением с поверхности почвы и транспирацией, сильными ветрами. Все это приводит к иссушению корнеобитаемого слоя почвы, снижению запаса доступной для растений воды при пониженной влажности воздуха. Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха (10-20 %). Жесткая атмосферная засуха вызывается перемещением масс сухого и горячего воздуха — суховея. К тяжелым последствиям приводит мгла, когда суховей сопровождается появлением в воздухе почвенных частиц (пыльные бури).

Атмосферная засуха, резко усиливая испарение воды с поверхности почвы и транспирацию, способствует нарушению согласованности скоростей поступления из почвы в надземные органы воды и потери ее растением, в результате растение завядает. Однако при хорошем развитии корневой системы атмосферная засуха не причиняет растениям большого вреда, если температура не превышает переносимый растениями предел. Продолжительная атмосферная засуха в отсутствие дождей приводит к почвенной засухе, которая более опасна для растений.

Обычно атмосферная и почвенная засухи сопровождают друг друга. В чистом виде атмосферная засуха нередко наступает весной, когда почва еще насыщена водой после схода снега. Почвенная засуха часто наблюдается в середине или конце лета, когда зимние запасы влаги уже исчерпаны, а летних осадков оказалось недостаточно. Почвенная засуха всегда снижает урожай, а если она начинается очень рано, то может привести к полной потере урожая.

Совместное действие недостатка влаги и высокой температуры на растение.

Засуха вызывает в первую очередь нарушения водного режима растений, которые затем отражаются и на остальных его физиологических функциях.

При атмосферной засухе в сочетании с высокой температурой и солнечной инсоляцией отмечаются значительная задержка роста стеблей и листьев растений, снижение урожая, а иногда растения в течение короткого времени погибают от «теплового удара». Внезапно наступающие суховеи вызывают высыхание, и отмирание значительной части листьев травянистых растений, верхушек ветвей у кустарников и плодовых деревьев. Суховеями повреждаются цветочные органы и формирующиеся плоды и семена. Дело в том, что подвядающие листья активно отсасывают воду от цветочных бутонов, завязывающихся плодов или молодых растущих верхушек побегов.