Шпаргалка по дисциплине "Физиология растений"

3. Фотоактивное открывание устьиц. При хорошем освещении, чем выше уровень освещенности, тем шире открываются устьица. Установлено, что днем на свету в замыкающих клетках увеличивается содержание сахаров и, соответственно, повышается осмотическое давление. В замыкающих клетках увеличивается сосущая сила и в них поступает вода. Это приводит к открыванию устьиц. Кроме того, днем на свету взамыкающих клетках накапливаются и ионы калия, что также приводит к повышению осмотического давления и открыванию устьиц.   

17. собливості водообміну у рослин різних екологічних груп

Гидатофиты   – это водные растения, целиком или почти целиком погруженные в воду. (элодея, рдесты, водяные лютики). У них редуцированы устьица и нет кутикулы. Транспирация у таких растений отсутствует, а вода выделяется через особые клетки – гидатоды. Листовые пластинки у гидатофитов, как правило, тонкие, без дифференцировки мезофилла, часто рассеченные, что способствует более полному использованию ослабленного в воде солнечного света и усвоению СО2. Нередко выражена разнолистность – гетерофиллия; у многих видов есть плавающие листья, имеющие световую структуру. Поддерживаемые водой побеги часто не имеют механических тканей, в них хорошо развита аэренхима. Корневая система цветковых гидатофитов сильно редуцирована, иногда отсутствует совсем или утратила свои основные функции. Поглощение воды и минеральных солей происходит всей поверхностью тела. Цветоносные побеги, как правило, выносят цветки над водой (реже опыление совершается в воде), а после опыления побеги снова могут погружаться, и созревание плодов происходит под водой (валлиснерия, элодея, рдесты и др.).

Гидрофиты   – это растения наземно-водные, частично погруженные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. Хорошо выражена аэренхима. У гидрофитов есть эпидерма с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.( тростник обыкновенный)

Гигрофиты   – наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Среди них различают теневые и световые. Теневые гигрофиты – это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (недотрога, цирцея альпийская, бодяк огородный, многие тропические травы и т. п.). Из-за высокой влажности воздуха у них может быть затруднена транспирация, поэтому для улучшения водного обмена на листьях развиваются гидатоды, или водяные устьица, выделяющие капельно-жидкую воду. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат много свободной и малосвязанной воды.. При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть. К световым гигрофитам относятся виды открытых местообитаний, растущие на постоянно влажных почвах и во влажном воздухе (папирус, рис).

Мезофиты  могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых субтропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умеренного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравного широкотравья, растения заливных и не слишком сухих суходольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений.

Ксерофиты  растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн.

Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.

Суккуленты – сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах.

Листья, а в случае их редукции стебли суккулентов имеют толстую кутикулу, часто мощный восковой налет или густое опушение. Устьица погруженные, открываются в щель, где задерживаются водяные пары.

Днем они закрыты. Это помогает суккулентам сберегать накопленную влагу, но зато ухудшает газообмен, затрудняет поступление СО2 внутрь растения. При дыхании ночью углеводы разлагаются не до углекислого газа, а до органических кислот, которые отводятся в клеточный сок. Днем на свету органические кислоты расщепляются с выделением СО2, который используется в процессе фотосинтеза. Таким образом, крупные вакуоли с клеточным соком запасают не только воду, но и СО2.

Осмотическое давление клеточного сока суккулентов мало, они развивают небольшую сосущую силу и способны всасывать воду лишь атмосферных осадков, просочившихся в верхний слой почвы. Корневая система их неглубокая, но сильно распростертая, что особенно характерно для кактусов.

Склерофиты – это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Листья могут быть также рассеченными, покрытыми волосками или восковым налетом. Хорошо развита склеренхима, поэтому растения без вредных последствий могут терять до 25 % влаги не завядая. В клетках преобладает связанная вода. Сосущая сила корней до нескольких десятков атмосфер, что позволяет успешно добывать воду из почвы. При недостатке воды резко снижают транспирацию.

18. фізіологічні основи зрошувального землеробства: водний дефіцит наукове обгрунтування та встановлення строків, норм, та способів поливу с/г культур

Водный дефицит-недостаток насыщения водой растительных клеток, возникающий в результате интенсивной потери воды растением, не восполняемой поглощением её из почвы. В. д. обычно наблюдается в наиболее жаркие часы дня. Листья многих растений (дурман, тыква) теряют при этомтургор и повисают. Внешний вид растений с большим количеством механических тканей (бессмертники) при В. д. не изменяется даже при их гибели. При наступлении засушливой погоды наблюдается остаточный В. д., при котором растение за ночь не может восполнить недостаток воды. В. д., особенно остаточный, вызывает ряд физиолого-биохимических изменений в растении. Одни растения (некоторые группы ксерофитов, так называемые эвксерофиты) способны выносить очень большой В. д. (до 50—60%), другие (мезофиты) — повреждаются при относительно небольшом В. д.

Орошение в районах с недостаточным количеством атмосферных осадков призвано ликвидировать водный дефицит и создать для растения наиболее благоприятные для получения максимального урожая условия. Главный принцип орошения — получение максимальной отдачи в виде урожая при минимальных затратах воды. Орошение можно воспринимать не только как уменьшение водного дефицита, но и как стимуляцию всех биологических процессов у растения. Однако у каждого растения, произрастающего в условиях данной местности, есть свой предел продуктивности, поэтому перед селекционерами стоит задача вывести специальные сорта для поливного земледелия с гарантированными высокими урожаями. 
 
Полив можно осуществлять несколькими способами: дождеванием, подземным или наземным поливом почвы. Для этого используют различные дождевальные установки, арыки, борозды или сплошь кратковременно затапливают посевные площади. Физиологические основы орошения заключаются в эффективном использовании воды растением, а для этого необходимо знать поливную норму и рационально распределять подачу воды в период вегетации. Этому служат различные методы диагностики водного баланса культуры, выращиваемой при поливе. 
Орошение должно быть систематической целенаправленной подачей воды растению с учетом еш физиологических особенностей ростовых процессов, времени формирования органов. Большие поливные площади на юге Украины, на которых выращивают разнообразные сельскохозяйственные растения, требуют научно обоснованного подхода к орошению, учитывающего специфические условия мест произрастания и биологические особенности культуры. Для пшеницы разработана система двух- или трехкратного полива, учитывающая стадии развития растения (кущение и начало колошения или кущение, выход в трубку, колошение). Для хлопчатника кратность полива зависит от сорта: длинноволокнистые — семи-восьмикратно, коротковолокнистые — пятикратно. 
 
Норму полива и количество, или кратность, поливов за вегетационный период раньше определяли на многолетнем опыте и подбирали практическим путем. Теперь агроном должен обосновать необходимость полива в каждом конкретном случае. Для этого существуют различные методы: определения влажности почвы в слое роста корней, диагностики физиологического состояния растения и др. Определение необходимости полива с учетом физиологического состояния растения дает особенно хорошие результаты. К таким методам относят: определение сосущей силы, концентрации и осмотического давления сока клетки; определение необходимости полива по периодизму работы устьиц, по тургорному давлению листьев; измерение электрического сопротивления тканей и клеток листа. Все перечисленные методы более или менее трудоемки. Необходимы высокоэффективные экспресс-методы анализа физиологического состояния растения, по которым можно будет судить о целесообразности, необходимости полива, его норме. 
Наряду с поливной нормой и временем полива для агрономии важно знать показатели эффективного использования воды растениями. Таким показателем служит транспирационный коэффициент — количество воды, затраченное для накопления 1 г сухого вещества. Для расчета данного показателя необходимо определить интенсивность транспирации и нарастание массы сухого вещества. Транспирационный коэффициент выражают целыми числами, он изменяется от 100 до 1000 г воды на 1 г сухого вещества. Каждое растение имеет свой коэффициент, который зависит не столько от видовой принадлежности, сколько от внешних условий.