Холодостойкость растений.

Холодостойкость– способность растений переносить низкие (0–10°С) положительные температуры, свойственна растениям умеренной полосы.

Степень холодостойкости разных растений неодинакова. Для характеристики холодостойкости используют понятие температурный минимум, при котором рост растений прекраща­ется. Для большой группы сельскохозяйственных растений его величина составляет 4 °С.

Холодостойкость растений зависит от: периода онтогенеза, органа растений (цветки>плоды и листья>корни>стебли). Наиболее холодостойкими являются растения раннего срока посева. Холодостойкость растения характеризует сумма биологических температур, необходимая для его развития – чем меньше – тем выше устойчивость: очень раннеспелые – 1200°С, раннеспелые – ­1200-1600°С, среднеранние – 1600-2200°С, среднеспелые – ­2200-2800°С, среднепоздние – 2800-3400°С, позднеспелые – ­3400-4000°С.

Гибель неприспособленных растений при действии холода наступает из-за потери тургора, разрушения хлорофилла, нарушения об­мена веществ. У растений наблюдается: усиление распада белков и накопление растворимых форм азота; изменение структуры митохондрий и пластид; снижение аэробного дыхания и фотосинтеза; нарушение активности мембран (переход в гель); процессы распада преобладают над процессами синтеза; нарушение проницаемости цитоплазмы (повышение вязкости), а также происходит нарушение транспорта веществ и оттока ассимилянтов.

У холодостойких растений, приспособленных к холоду, в молекулах фосфолипидов преобладают ненасыщенные жирные кислоты в результате этого мембраны на холоде не застывают; кроме того у них наблюдается повышенная активность ферментов и большой набор изоферментов, что, в совокупности, позволяет растениям поддерживать гомеостаз (постоянство внутренней среды).

Способы повышения холодостойкости:

· закаливание прорастающих семян и рассады – в течение нескольких суток (до месяца) выдерживают при чередующихся (через 12 ч) пере­менных температурах: от 0 до 5 °С и при 15-20°С;

· замачивание семян в 0,25% растворах микроэлементов;

· прививка тепло­любивых растений (арбуз, дыня) на более холодоустойчивые под­вои (тыква).

3. Морозоустойчивость растений.

Морозоустойчивость – это способность растений переносить температуру ниже 0°С, низкие отрицательные температуры.

Способность растений переносить отрицательные температуры определяется наследственной основой данного вида растений, однако морозоустойчивость одного я того же растения зависят от условий, предшествующих наступлению морозов, вли­яющих на характер льдообразования.

Причинами гибели неприспособленных растений при морозе является следующее. Образующийся при медленном промерзании в межклеточниках и клеточных стенках лед оттягивает воду из клеток, при этом клеточный сок становится кон­центрированным, изменяется рН среды. Кроме того, цитоплазма под­вергается сжатию кристаллами льда – коллоиды цитоплазмы разрушаются. Образующиеся кристаллы вытесняют воздух из межклеточников, поэтому замерзшие листья становятся прозрачными. В конце концов кристаллы льда механически разрывают клетки и растение погибает.

У морозоустойчивых растений отмечаются следующие приспособления к существованию при температурах ниже 0°С: повышение содержа­ния сахаров и других веществ, защищающих ткани; снижение оводненности клеток; увеличение количества защитных белков.

Морозоустойчивость формируется в процессе закаливания растений, к которому способны не все виды. Закаливание при­урочено к определенным этапам развития, разные органы растений также имеют неодинаковую способность к закаливанию. При закалке происходит отток веществ из надземных органов в подземные – зимующие. Для этого процесса необходим свет.

В 1979 году И.И. Тумановым была сформулирована теория закаливания растений. Согласно ей, растение проходит закалку в две фазы. Первая фаза проходит на свету и при низких положительных температурах (днем около 10°С, ночью около 2°С). Озимые злаки проходят её за 6-9 дней, древесные – за 30 дней. При этом в растении происходит замедление и полная остановка роста; накапливаются сахара (до 70% на сухое вещество, 22% – на сырое); в мембранах возрастает содержание ненасыщенных жирных кислот; снижается точка замерзания цитоплазмы и уменьшается содержание внутриклеточной воды. Вторая фаза закаливания не требует света и начинается сразу же после первой фазы при температуре немного ниже 0°С . Длится она около двух недель при постепенном снижении температуры до -10...-20°С. Во вторую фазу закаливания происходит отток из цитозоля клеток почти всей воды и перестройка белков цитоплазмы; накапливаются низкомолекулярные водорастворимые белки, более устойчивые к обезвоживанию и синтезируются специфические защитные белки. Первая фаза закаливания повышает морозоустойчивость растений с -5 до -12°С, вторая – до -20…25°С.

Способы повышения морозоустойчивости:

· селекция морозоустойчивых сортов растений;

· агротехнические методы (срок и способ посева и др.);

· оптимизация условий почвенного питания в осенний период: внесение фосфорно–калийныхудобрений повышает устойчивость, а азотные – снижают; внесение микроэлементов (Co, Zn, Mo, Cu.) также повышает морозоустойчивость.