Температурные интервалы развития растений

Оптимальная температура для роста корневых систем ниже, чем для надземных органов. Росту многих растений благоприятствует смена температуры в течение суток: днем повышенная, а ночью пониженная. Так, для растений томата оптимальная температура днем 26 ^оС, а ночью 17–19 ^оС. Это явление Ф. Вент (1957 г.) назвал термопериодизмом. Термомопериодизм – реакция растений на периодическую смену повышенных и пониженных температур, выражающая в изменении процессов роста и развития. Различают суточный и сезонный термопериодизмы. Для тропических растений разница между дневными и ночными температурами составляет 3–6 ^оС, для растений умеренного пояса – 5–7 ^оС.

Заложение и рост органов зависит также от соотношения температур воздуха и почвы. Например, у сахарного тростника при увеличении температуры воздуха с 13 до 23 ^оС и температуре почвы 16–17 ^оС число дней, необходимых для образования одного междоузлия уменьшается с 12 до 10 дней, а при температуре почвы 22 ^оС – до 7 дней.

Низкотемпературные воздействия, которые способствуют прорастанию семян, называют стратификацией, а облегчающие инициацию цветения – яровизацией.

Так как оптимальные температуры, необходимые для разных растений неодинаковые, то температура является важным фактором, влияющим на географические распространения растений, регулирует время цветения и плодообразования.

Низкие температуры, которые способны активировать цветение, воспринимаются верхушкой стебля, и поэтому активного перемещения внутреннего сигнала не требуется.

Растения, которым необходима яровизация, обычно требуют затем длинных дней для инициации цветения. В действии на семена световые и температурные сигналы так же взаимосвязаны. Высокая температура может вызвать переход некоторых семян в состояние покоя и для начала их прорастания необходимым световой сигнал, который воспринимается фитохромом; низкая температура может иногда устранить необходимость в свете. Эффект гиббереллинов бывает, подобен с действием низких температур, как на семена, так и на почки.

Итак, требования к температурам неодинаковы у разных видов растений, изменяются с возрастом, сезоном и могут быть разными даже у отдельных органов одного и того же растения.

Влажность почвы и воздуха.При недостатке воды торможение роста наступает весьма быстро. Хорошее водообеспечение является обязательным условием интенсивного роста и продуктивности растений. Семена, находящиеся в воздушно-сухом состоянии (содержащие 10–12 % воды) могут в течение многих лет хранится и не проявлять признаков роста, но при помещении их в воду в условиях наличия нужной температуры и кислорода они начинают прорастать.

При длительном недостатке воды у растений растяжение клеток заканчивается слишком рано и дифференцировка начинается, когда клетки не достигли окончательного размера. В этом случае формируется ксероморфная структура. Благоприятные для роста условия складываются при влажности почвы 60–80 %. При более высокой влажности нарушается аэрация почвы и рост растений угнетается.

Существует тесная связь между содержанием воды в клетках меристемы и ритмом роста, а также скоростью удлинения стеблей и орошением. К насыщенности водой очень чувствительны клетки апексов побегов и корней. Рост корней определяется распределением воды и содержанием кислорода в почве.

Растения реагируют и на изменение влажности воздуха. Влажный воздух стимулирует рост стебля, а сухой ограничивает, даже при хорошем водоснабжении через корни.

Влияние воды на рост объясняется тем, что она, как и свет, выполняет две функции: субстратную (составная часть клетки) и регуляторную (изменение активности ферментов).

Газовый состав атмосферы. Рост – результат сложной цепи физиолого-биохимических процессов, происходящих в клетках при непрерывной затрате энергии. О влиянии газового состава (кислород, углекислый газ) среды на определяющие рост растений процессы (дыхание, фотосинтез) мы уже говорили. Рост обычно тормозится при снижении содержания кислорода до 5 %, а в отсутствии кислорода в среде немедленно прекращается. Повышенная концентрация кислорода также угнетает рост.

Росту корней благоприятствует содержание в почвенном воздухе 10–12 % кислорода, а минимальная концентрация для жизнедеятельности корней составляет 3–5%. При недостатке кислорода корни укорачиваются, утолщаются, буреют, снижается количество корневых волосков. При повышении температуры почвы потребность в кислороде возрастает.

Корни растений в хорошо аэрированной почве длинные, светлоокрашенные, имеют многочисленные корневые волоски.

Содержание углекислого газа в воздухе также определяет процессы роста и развития растений. Низкие концентрации СО₂ (0,03 %) недостаточны для оптимального роста. При повышении указанной концентрации СО₂ благоприятствует росту. Однако избыток СО₂ вызывает остановку роста.

Минеральное питание.О влиянии элементов питания на рост растений уже говорилось достаточно (см. глава 5). Нормальный рост и развитие растений обеспечивается при сбалансированном сочетании макро- и микроэлементов (уравновешенные растворы) в среде. Высокий уровень минерального питания, особенно азотного, приводит к росту вегетативных органов в ущерб генеративным. Последнее полезно при возделывании многолетних трав на корм и зеленных овощных культур, но снижает урожай плодов и семян.