Холодостойкие растения это. Что такое зимостойкость, морозоустойчивость и холодостойкость растений

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Холодостойкость растений. Холодостойкие растения это


Холодостойкость - это... Что такое Холодостойкость?

        растений, способность растений длительное время переносить низкие положительные температуры (от 1 до 10 °С). Х. следует отличать от морозоустойчивости (См. Морозоустойчивость) растений, под которой обычно понимают устойчивость растений к действию отрицательных температур. Х. свойственна растениям умеренной полосы. Тропические и незимующие субтропические растения при температуре немного выше 0 °С повреждаются и постепенно отмирают, иногда даже при охлаждении в течение лишь нескольких мин (см. Теплолюбивые растения). К холодостойким относятся, например, ячмень, овёс, вика, лён. Степень Х. неодинакова у разных растений. Различна также степень Х. разных органов одного и того же растения, например у кукурузы и гречихи наименьшей Х. обладает стебель, у арахиса — корни. Повреждение листьев растений сопровождается потерей Тургора и изменением окраски вследствие разрушения хлорофилла. Однако эти внешние признаки повреждений проявляются не сразу. Значительно раньше происходят «невидимые» изменения, обнаруживающиеся лишь после перемещения охладившихся растений в благоприятные для них температурные условия: здоровые на вид растения через некоторое время начинают отмирать. Основная причина гибели теплолюбивых растений от действия низкой положительной температуры, вероятно, нарушение обмена веществ: процессы распада начинают преобладать над процессами синтеза, возможно накапливаются ядовитые соединения, происходит нарушение структуры протоплазмы. По-видимому, разные «теплолюбы» погибают от различных, ещё не вполне выясненных причин. Х. растений определяется их способностью сохранять нормальную структуру протоплазмы и соответственно перестраивать свой обмен веществ в период охлаждения и последующего повышения температуры.

         В значительной степени Х. растений зависит от внешних условий, изменяя которые можно повысить устойчивость растений к охлаждению. Например, повышению Х. способствуют внесение калийных удобрений, выращивание растений при пониженной температуре, повышенной влажности воздуха, при хорошей освещённости. Наиболее перспективным оказалось закаливание растений путём кратковременного воздействия такой предельно низкой температурой, которая ещё не вызывает повреждения. При этом целесообразно применение мер борьбы с патогенной почвенной микрофлорой, которая при низкой температуре поражает корни теплолюбивых растений. Однако закаливание холодом рассады овощных культур хотя и повышает Х., но замедляет последующий рост растений, поэтому целесообразнее закаливание прорастающих семян. Температуру подбирают соответственно степени Х. растения (в пределах от 0 до —5 °С) и воздействуют в течение коротких промежутков времени (по 12 ч), чтобы не повредить прорастающие семена. На остальное время суток семена помещают в благоприятные условия (при 15—20 °С). Такую смену холода и тепла производят на протяжении месяца или несколько дольше. Этот способ позволяет продвигать на север томаты, арбузы, дыни и др. теплолюбивые культуры. Применяют также предпосевную обработку семян растворами некоторых солей. Повышение Х. достигается и путём прививок, применяя которые удаётся получить урожаи арбузов и дынь в Кировской и Московской обл. Растения в фазе проростков прививают на тыкву, у которой помимо корневой системы оставляют и часть листьев. Перспективно выведение более холодостойких сортов; начавшие прорастать семена закаливают холодом. Этот приём проводят в ряде поколений. Так были выведены, например, новые, более холодостойкие сорта томатов. Вместо холодной обработки семян практикуют также подзимний их посев в грунт (например, томатов, гречихи), осуществляемый в ряде поколений.

         Лит.: Воронова А. Е., Закалка семян и рассады теплолюбивых овоще-бахчевых культур, М., 1953; Туманов И. И., Физиологические основы зимостойкости культурных растений, М. — Л., 1940; Незговоров Л. А., Соловьев А. К., Холодостойкость растений и патогенность почвы, «Физиология растений». 1958, т. 5, № 5, с. 424—33; Генкель П. А., Кушниренко С. В., Холодостойкость растений и термические способы её повышения, М., 1966.

         И. И. Туманов.

dic.academic.ru

Холодостойкость растений

Устойчивость растений к низким температурам подразделяют на холодостойкость и морозоустойчивость. Под холодостойкостью понимают способность растений переносить положительные температуры несколько выше О °С. Холодостойкость свойственна растениям умеренной полосы (ячмень, овес, лен, вика и др.). Тропические и субтропические растения повреждаются и отмирают при температурах от 0 до 10 °С (кофе, хлопчатник, огурец и др.). Для большинства же сельскохозяйственных растений низкие положительные температуры не губительны. Связано это с тем, что при охлаждении ферментативный аппарат растений не расстраивается, не снижается устойчивость к грибным заболеваниям и вообще не происходит заметных повреждений растений.

Степень холодостойкости разных растений неодинакова. Многие растения южных широт повреждаются холодом. При температуре 3 °С повреждаются огурец, хлопчатник, фасоль, кукуруза, баклажан. Устойчивость к холоду у сортов различна. Для характеристики холодостойкости растений используют понятие температурный минимум, при котором рост растений прекращается. Для большой группы сельскохозяйственных растений его величина составляет 4 °С. Однако многие растения имеют более высокое значение температурного минимума и соответственно они менее устойчивы к воздействию холода. Накопление зеленой массы кукурузой не происходит при температуре ниже 10 °С. Устойчивость растений к холоду зависит от периода онтогенеза. Разные органы растений также различаются по устойчивости к холоду. Так. цветки растений более чувствительны, чем плоды и листья, а листья и корни чувствительнее стеблей. Наиболее холодостойкими являются растения раннего срока посева.

Способы повышения холодостойкости некоторых растений.

Холодостойкость некоторых теплолюбивых растений можно повысить закаливанием прорастающих семян и рассады, которое стимулирует защитно-приспособительную перестройку метаболизма растений. Наклюнувшиеся семена или рассаду теплолюбивых культур (огурец, томат, дыня и др.) в течение нескольких суток (до месяца) выдерживают при чередующихся (через 12 ч) переменных температурах: от 0 до 5 °С и при 15—20 °С.

Холодостойкость ряда растений повышается при замачивании семян в 0,25%-ных растворах микроэлементов.

Морозоустойчивость растений

Морозоустойчивость — способность растений переносить температуру ниже О °С, низкие отрицательные температуры. Морозоустойчивые растения способны предотвращать или уменьшать действие низких отрицательных температур. Морозы в зимний период с температурой ниже —20 ° С обычны для значительной части территории России. Воздействию морозов подвергаются однолетние, двулетние и многолетние растения. Растения переносят условия зимы в различные периоды онтогенеза. У однолетних культур зимуют семена (яровые растения), раскустившиеся растения (озимые), у двулетних и многолетних — клубни, корнеплоды, луковицы, корневища, взрослые растения. Способность озимых, многолетних травянистых и древесных плодовых культур перезимовывать обусловливается их достаточно высокой морозоустойчивостью. Ткани этих растений могут замерзать, однако растения не погибают. Большой вклад в изучение физиологических основ морозоустойчивости внесли Н. А. Максимов (1952), Г. А. Самыгин (1974), И. И. Туманов (1979) и другие отечественные исследователи.

Замерзание растительных клеток и тканей и происходящее при этом

процессы

Способность растений переносить отрицательные температуры определяется наследственной основой данного вида растений, однако морозоустойчивость одного и того же растения зависит от условий, предшествующих наступлению морозов, влияющих на характер льдообразования. Лед может образовываться как в протопласте клетки, так и в межклеточном пространстве. Не всякое образование льда приводит клетки растения к гибели. Постепенное снижение температуры со скоростью 0,5—1 ° С/ч приводит к образованию кристаллов льда прежде всего в межклеточниках и первоначально не вызывают гибели клеток, Однако последствия этого процесса могут быть губительными для клетки, Образование льда в протопласте клетки, как правило, происходит при быстром понижении температуры. Происходит коагуляция белков протоплазмы, кристаллами образовавшегося в цитозоле льда повреждаются клеточные структуры, клетки погибают. Убитые морозом растения после оттаивания теряют тургор, из их мясистых тканей вытекает вода.

Условия и причины вымерзания растений. Образующийся при медленном промерзании в межклеточниках и клеточных стенках лед оттягивает воду из клеток; клеточный сок становится концентрированным, изменяется рН среды. Выкристаллизовавшийся лед действует как сухой воздух, иссушая клетки и сильно изменяя их осмотические свойства. Кроме того, цитоплазма подвергается сжатию кристаллами льда. Образующиеся кристаллы льда вытесняют воздух из межклеточников, поэтому замерзшие листья становятся прозрачными.

Если льда образуется немного и клетки не были механически повреждены его кристаллами, то при последующем оттаивании такие растения могут сохранить жизнеспособность. Так, в листьях капусты при температуре —5...—6 ° С образуется некоторое количество льда в межклеточниках. Однако при последующем медленном оттаивании межклеточники заполняются водой, которая поглощается клетками, и листья возвращаются в нормальное состояние.

Однако клетки, ткани и растения могут погибнуть от мороза. Основными причинами гибели клеток растений при низких отрицательных температурах и льдообразовании являются чрезмерное обезвоживание клеток или механическое давление, сжатие клеток кристаллами льда, повреждающее тонкие клеточные структуры. Оба эти фактора могут действовать одновременно. Летальность действия мороза определяется несколькими обстоятельствами. Последствия воздействия низких отрицательных температур зависят от оводненности тканей растения. Насыщенные водой ткани легко повреждаются, сухие же семена могут выносить глубокие низкие температуры (до —196 °С). Низкое содержание воды предохраняет от образования льда в растениях при промораживании. Разные растения, их клетки имеют свой критический предел обезвоживания и сжатия, превышение которого, а не только снижение температуры приводит к их гибели.

Гибель клеток, тканей и растений под действием морозов обусловливается необратимыми изменениями, происходящими в протопласте клеток: его коагуляцией, денатурацией коллоидов протопласта, механическим давлением льда, повреждающим поверхностные структуры цитоплазмы, кристаллами льда, нарушающими мембраны и проникающими внутрь клетки.

Закаливание растений. Морозоустойчивость — не постоянное свойство растений. Она зависит от физиологического состояния растений и условий внешней среды. Растения, выращенные при относительно низких положительных температурах, более устойчивы, чем выращенные при относительно высоких осенних температурах. Свойство морозоустойчивости формируется в процессе онтогенеза растения под влиянием определенных условий среды в соответствии с генотипом растения, связано с резким снижением темпов роста, переходом растения в состояние покоя. Жизненный цикл развития озимых, двуручек двулетних и многолетних растений контролируется сезонным ритмом светового и температурного периодов. В отличие от яровых однолетних растений они начинают готовиться к перенесению неблагоприятных зимних условий с момента остановки роста и затем в течение осени во время наступления пониженных температур.

Повышение морозоустойчивости растений тесно связано с закаливанием — постепенной подготовкой растений к воздействию низких зимних температур. Закаливание — это обратимая физиологическая устойчивость к неблагоприятным воздействиям среды. Способностью к закаливанию обладают не все растения. Растения южного происхождения не способны переносить морозы. Способность к закаливанию у древесных и зимующих травянистых растений северных широт, переживающих значительное понижение температуры в зимний период, в период летней вегетации отсутствует и проявляется только во время наступления осенних пониженных температур (если растение к этому времени прошло необходимый цикл развития). Процесс закалки приурочен лишь к определенным этапам развития растений.

Фазы закаливания. По И. И. Туманову (1979), процесс закаливания растений требует определенного комплекса внешних условий и проходит в две фазы, которым предшествуют замедление роста и переход растений в состояние покоя. Прекращение роста и переход в состояние покоя — необходимые условия прохождения первой фазы закаливания. Однако само по себе оно лишь немного повышает морозоустойчивость растения. У травянистых растений переход в состояние покоя происходит в период первой фазы закаливания. У древесных покой наступает в начале осени, до прохождения первой фазы закаливания. При переходе в состояние покоя изменяется баланс фитогормонов: уменьшается содержание ауксина и гиббереллинов и увеличивается содержание абсцизовой кислоты, которая, ослабляя и ингибируя ростовые процессы, обусловливает наступление периода покоя. Поэтому обработка растений озимой пшеницы, люцерны и других культур в этот период ингибиторами роста (например, хлорхолинхлоридом — ССС или трииодбензойной кислотой) повышает устойчивость растений к низким температурам.

Первая фаза закаливания проходит на свету и при низких положительных температурах в ночное время (днем около 10 ° С, ночью около 2 °С), останавливающих рост, и умеренной влажности почвы. Озимые злаки проходят первую фазу на свету при среднесуточной температуре 0,5—2 ° С за 6—9 дней, древесные — за 30 дней. В эту фазу продолжается дальнейшее замедление и даже происходит полная остановка ростовых процессов. Свет в этой фазе необходим не только для фотосинтеза, но и для поддержания ультраструктур клетки. В таких условиях за счет фотосинтеза образуются сахара, а понижение температуры в ночное время значительно снижает их расход на дыхание и процессы роста. В результате в клетках растений накапливаются сахароза, другие олигосахариды, растворимые белки и т. д., в мембранах возрастает содержание ненасыщенных жирных кислот, снижается точка замерзания цитоплазмы, отмечается неко­торое уменьшение внутриклеточной воды.

Вторая фаза закаливания не требует света и начинается сразу же после первой фазы при температуре немного ниже О °С. Для травянистых растений она может протекать и под снегом. Длится она около двух недель при постепенном снижении температуры до -10...-20 °С и ниже со скоростью 2—3 °С в сутки, что приводит к частичной потере воды клетками, освобождению клеток тканей от избыточного содержания воды или витрификации (переходу воды в стеклообразное состояние). Явление витрификации воды в растительных клетках наступает при резком охлаждении (ниже —20 °С). Стеклообразная растительная ткань долго сохраняет свою жизнеспособность.

При постепенном понижении температуры в межклеточниках образуется лед и начинают функционировать механизмы, предохраняющие подготовленные в первой фазе закаливания растения от чрезмерного обезвоживания. Накопившиеся в первой фазе закаливания сахара изменяют устойчивость биоколлоидов цитоплазмы к низким температурам, возрастает относительное количество коллоидно-связанной воды.

Вторая фаза обеспечивает отток из цитозоля клеток почти всей воды, которая может замерзнуть при отрицательной температуре. При критических температурах отток воды из клеток значительно ухудшается, появляется много переохлажденной воды, которая затем замерзает внутри протопласта и может привести к гибели клеток. Следовательно, чем менее морозоустойчиво растение, тем медленнее должна протекать вторая фаза закаливания. Действующими факторами второй фазы закаливания являют­ся обезвоживание, вызывающее сближение молекул в цитозоле, вязкость которого соответственно увеличивается; низкая температура, уменьшающая тепловое движение молекул в протопласте. В результате во второй фазе закаливания происходит перестройка белков цитоплазмы, накапливаются низкомолекулярные водорастворимые белки, более устойчивые к обезвоживанию, синтезируются специфические белки. Содержание незамерзающей (связанной) воды в тканях зимостойкой пшеницы почти в 3 раза выше по сравнению с незимостойкой.

Первая фаза закаливания повышает морозоустойчивость растений с —5 до -12 °С, вторая увеличивает морозоустойчивость, например, у пшеницы до —18...—20 °С, у ржи — до — 20...—25 оС. Растения, находящиеся в глубоком органическом покое, отличаются способностью к закаливанию и выдерживают промораживание до —195 °С. Так, черная смородина после наступления состояния глубокого покоя и завершения первой фазы закаливания переносила охлаждение до —253 °С (И. И. Туманов, 1979). Не у всех растений процесс закаливания проходит в две фазы. У древесных растений, имеющих в тканях достаточное количество сахаров, сразу же протекают процессы, свойственные второй фазе закаливания. Однако не все растения способны к закаливанию. Теплолюбивые растения (хлопчатник, рис, бахчевые культуры) при длительном пребывании при температурах немного выше О °С не только не становятся устойчивыми, но еще сильнее повреждаются или даже погибают, так как в них накапливаются ядовитые вещества, усиливающие губительное действие на растения низких температур.

studfiles.net

Холодостойкость растений

Устойчивость растений к низким температурам подразделяют холодостойкость и морозоустойчивость. Под холодостойкостью понимают способность растений переносить положительные температуры несколько выше О °С. Холодостойкость свойственна растениям умеренной полосы (ячмень, овес, лен, вика и др.). Тропические и субтропические растения повреждаются и отмирают при температурах от О до 10 °С (кофе, хлопчатник, огурец др. . Для большинства же сельскохозяйственных растений низкие положительные температуры не губительны. Связано это с тем, что при охлаждении ферментативным аппарат растений не расстраивается, не снижается устойчивость к грибным заболева­ниям и вообще не происходит заметных повреждений растений.

Степень холодостойкости разных растений неодинакова.

Многие растения южных широт повреждаются холодом. При температуре 3 °С повреждаются огурец, хлопчатник, фасоль, ку­куруза, баклажан. Устойчивость к холоду у сортов различна. Для характеристики холодостойкости растений используют понятие температурный минимум, при котором рост растений прекраща­ется. Для большой группы сельскохозяйственных растений его величина составляет 4 °С. Однако многие растения имеют более высокое значение температурного минимума и соответственно они менее устойчивы к воздействию холода.

Накопление зеленой массы кукурузой не происходит при тем­пературе ниже 10 С. Устойчивость растений к холоду зависит от периода онтогенеза. Разные органы растений также различаются по устойчивости к холоду. Так, цветки растений более чувстви­тельны, чем плоды и листья, а листья и корни чувствительнее стеблей. Наиболее холодостойкими являются растения раннего срока посева.

Для сравнения рассмотрим особенности прорастания малоус­тойчивой к холоду кукурузы. При температуре 18-20 °С всходы у кукурузы появляются на 4-й день, а при 10-12 °С - только на 12-й день. О холодостойкости растении косвенно можно судить по показателю суммы биологических температур. Чем меньше эта величина, тем быстрее растения созревают и тем выше их устойчивость к холоду Показатели суммы биологических темпе­ратур соответствуют скороспелости растений: очень раннеспелые имеют сумму биологических температур 1200 °С, раннеспелые ­1200-1600, среднераннеспелые - 1600-2200, среднеспелые ­2200-2800, среднепозднеспелые - 2800-3400, позднеспелые ­3400-4000 °С Физиолога-биохимические изменения теплолюбивых растений яри пониженных положительных температурах. Повреждение растений холодом сопровождается потерей ими тургора и из­менением окраски (из-за разрушения хлорофилла), что является следствием нарушения транспорта воды к транспирирующим органам. Кроме того, наблюдаются значительные нарушения (физиологических функций, которые связаны с нарушением об­мена НК и белков. Нарушается цепь ДНК - РНК - белок -> признак.

У некоторых видов растений наблюдаются усиление распада белков и накопление в тканях растворимых форм азота. Из-за изменения структуры митохондрий и пластид аэробное дыхание и фотосинтез снижаются. Деградация хлоропластов, разрушение нормальной структуры пигментно-липидного комплекса приво­дят к подавлению функции запасания энергии этими органоида­ми? что способствует нарушению энергетического обмена расте­ний в целом. Основной причиной повреждающего действия низ­кой температуры на теплолюбивые растения является нарушение функциональной активности мембран из-за перехода насыщенных жирных кисло г из жидкокристаллического состояния в со­стояние геля а также общие изменения процессов обмена ве­ществ. Процессы распада преобладают над процессами синтеза, происходят нарушение проницаемости цитоплазмы (повышение ее вязкости), изменения в системе коллоидов, снижается (пада­ет) осевой градиент потенциалов покоя (ЦП). активны транс порт веществ против электрохимического градиента.

Изменение проницаемости мембран приводит к тому, что нарушаются поступление и транспорт веществ в растения я отток ассимилятов, токсичных веществ из клеток. Все эти изме­нения существенно снижают жизнеспособность растении и могут привести к их гибели. Кроме того, в этих условиях растения более подвержены действию болезней и вредителей, что также приводит к снижению качества и количества урожая.

Приспособление растений к низким положительным темпера­турам. У растений более холодостойких отмеченные наруше­ния выражены значительно слабее и не сопровождаются гибе­лью растения (табл.). Устойчивость к низким температу­рам - генетически детерминированный признак. Изменение уровня физиологических процессов и функций при действии низких положительных температур может служить диагности­ческим показателем при сравнительной оценке холодостойкос­ти растений (видов, сортов). Холодостойкость растении опре­деляется способностью растений сохранять нормальную струк­туру цитоплазмы, изменять обмен веществ в период охлаждения и последующего повышения температуры на до статочно высоком уровне.

Для оценки холодостойкости растении используют различные методы диагностики (прямые и косвенные). Это

  • холодный метод проращивания семян,

  • сверхранние посевы в сырую и непрогретую почву,

  • учет интенсивности появления всходов темпов рост накопления массы,

  • содержание хлорофилла,

  • соотношение количества электролитов в надземной и подземной частях растений,

  • оценка изменчивости изоферментного состава и др.

Минимальные температуры роста вегетативных и генеративных органов различных растений, °С

Культуры по степени устойчивости к холоду

Всходы и вегетативные органы

Генеративные органы

Устойчивые.

яровая пшеница, ячмень, овес, горох, чина, сах. свекла

4-5

8-10

Среднеустойчивые.

люпин однолетний, бобы, лен, подсолнечник, гречиха

5-6

7-8

10-12

12-15

Малоустойчивые.

просо, кукуруза, соя, сорго, фасоль

11-13

15-18

Неустойчивые.

рис, хлопчатник, бахчевые, арахис

14-15

18-20

Способы повышения холодостойкости некоторых растений. Хо­лодостойкость некоторых теплолюбивых растений можно повысить закаливанием прорастающих семян и рассады, которое сти­мулирует защитно-приспособительную перестройку метаболизма растений.

  • Наклюнувшиеся семена или рассаду теплолюбивых культур (огурец, томат, дыня и др.) в течение нескольких суток (до месяца) выдерживают при чередующихся (через 12 ч) пере­менных температурах: от О до 5 °С и при 15-20 °С.

  • замачиванием семян в 0,25%-ных растворах микроэлементов.

  • прививкой тепло­любивых растений (арбуз, дыня) на более холодоустойчивые под­вои (тыква).

Положительное влияние эти приемов связано со стабилизацией энергетического обмена и упрочением структуры веточных органоидов у обработанных растений. У закаленных растений увеличение вязкости протоплазмы при пониженные температурах происходит медленнее.

Заморозки. Большой ущерб сельскому хозяйства наносят крат­ковременные или длительные заморозки, отмечаемые в весенний и осенний периоды, а в северных широтах и летом. Заморозки - ­снижение температуры до небольших отрицательных величин, могут быть во время разных фаз развития конкретных растений. Наиболее опасны летние заморозки, в период наибольшего роста растений. Устойчивость к заморозкам обусловлена видом растения, фазой его развития, физиологическим состоянием, условия­ми минерального питания, влажностью, интенсивностью и продолжительностью за заморозков, погодны условиями, пред­шествующими заморозкам).

Наиболее устойчивы к заморозкам растения раннего срока посева (яровые хлеба, зернобобовые культуры), способные вы­держивать в ранние фазы онтогенез кратковременные весенние заморозки до -7...-10 С.

Растения позднего срока посева раз­виваются медленнее и не всегда успевают подготовиться к низким температурам. Корнеплоды, большинство масличных культур, лен, конопля переносят понижение температуры до -5..-8 °С, соя, картофель, сорго, кукуруза - до -2...-3, хло­пок - до -1.5...-2. бахчевые культуры - до -0,5...-1,5 °С.

Существенную роль в устойчивости к заморозкам играет фаза развития растении. Особенно опасны заморозки в фазе цвете­ние - начало плодоноц-1ения. Яровые хлеба в фазе всходов пере­носят заморозки до -7...-8 С, в фазе выхода в трубку до -3, а в фазе цветения - только 1-2 С.

Устойчивость растений зависит от образования при заморозках льда в клетках и межклеточ­никах. Если дед не образуется, то вероятность восстановления растением нормального течения функции возрастает. Поэтому первостепенное значение имеет возможность быстрого транспор­та свободной воды из клеток в межклеточники, что определяется высокой проницаемостью мембран в условиях заморозков. У устойчивых к заморозкам культур при снижении температур в составе липидов клеточных мембран увеличивается содержание ненасыщенных ЖК, снижающие температуру фазового перехода липидов из жидкокристаллического состояния в гель до уровня О °С. У неустойчивых растений этот переход имеет место при температурах выше О С. В целях максимального сни­жения повреждения растений заморозками необходимо проводить посев их в оптимальные сроки, использовать рассаду овощ­ных и цветочных культур. Защищают от заморозков дымовые завесы и укрытие растений пленкой, дождевание растений перед заморозками или весенний полив. Для вертикального перемеще­ния воздуха около плодовых деревьев используют вентиляторы.

studfiles.net

Что такое зимостойкость, морозоустойчивость и холодостойкость растений

06.02.2018

Зимостойкость культур - это очень важная характеристика растений, определяющая их жизнеспособность в регионах с определенными климатическими условиями. Она включает в себя такие факторы как холодостойкость, т. е. способность растений выдерживать низкие положительные температуры (+1...+10°С) в течение длительного периода, и морозоустойчивость, определяющая возможность культур выдерживать отрицательные низкие температуры. Примером холодостойких растений в условиях умеренного климата могут служить озимые: ячмень, овес, лен, вика и др. К морозоустойчивым культурам относятся однолетние яровые и раскустившиеся озимые, двулетние и многолетние корнеплодные, луковичные, клубневые и др. растения, которые даже в случае поражения тканей отрицательными низкими температурами сохраняют свою жизнеспособность. 

Под зимостойкостью понимается способность растения успешно выдерживать весь комплекс неблагоприятных факторов, воздействующих на него в течение наиболее холодного периода года (конец осени - зима - начало весны). Кроме действия низких отрицательных температур культуры могут подвергаться резким температурным перепадам, зимнему иссушению, длительным оттепелям, выпреванию, вымерзанию, выпиранию, вымоканию, солнечным ожогам, ветровой и снеговой нагрузке, обледенению, возвратным заморозкам в ранневесенний период и другим неблагоприятным условиям окружающей среды. То, как растение реагирует и преодолевает весь комплекс вышеперечисленных негативных факторов, определяет уровень его зимостойкости. Кроме того, наибольший уровень зимостойкости отмечается в декабре - середине января, а значительное снижение этого показателя отмечается в начале весны, когда велика угроза возвратных заморозков. 

Озимые

  Зимостойкость культур не принадлежит к постоянным величинам. Хоть этот показатель в большой мере зависит от сортовых особенностей, связанных с генетическим потенциалом растения, он также может меняться в сторону увеличения или уменьшения, в зависимости от условий летней вегетации. Так, растения одного вида и сорта могут обладать разным уровнем зимостойкости. Все же при выборе новых видов растений для посадки в саду следует прежде всего выбирать местные, районированные сорта, которые обладают достаточной зимостойкостью и адаптированы к климатическим особенностям данной местности. Подготовка культур к зимним условиям ведется весь теплый период, когда в тканях растений происходят сложные процессы, связанные с выработкой и накоплением различных веществ (сахаров, жирных кислот и др.), которые влияют на степень устойчивости всего растительного организма к неблагоприятным особенностям холодного времени года. Огромное влияние на степень зимостойкости растений оказывают также летние погодные условия: достаточное количество солнца и тепла, оптимальный влажностный режим, способствующие хорошему росту и развитию растений. 

Максимальная зимостойкость наблюдается у растений с достаточным запасом питательных веществ на момент перехода их в состояние физиологического покоя, когда обменные процессы резко снижаются, а чувствительность к изменениям условий окружающей среды минимизируется. Для достижения этого необходимо в период вегетации обеспечить растения своевременным и полноценным питанием, достаточными поливами и должным уходом (обрезка, правильное формирование кроны, прополка, рыхление, предупреждение заболеваний или повреждений растений и т. п.), которые позволят повысить иммунитет культур и увеличат шансы на успешное прохождение зимнего периода. 

Обледенение веток

Правильное питание подразумевает использование азотсодержащих минеральных удобрений, стимулирующих активный рост растений, лишь в первой половине вегетационного периода (до середины июля), при строгом соблюдении норм расхода. Более позднее внесение азотного питания или его ненормированное применение способно значительно снизить уровень зимостойкости культур по причине затягивания их вегетации, в результате чего растения не успевают достаточно окрепнуть (молодые побеги не одревесневают, ткани содержат большое количество воды, что также увеличивает риск возникновения инфекционных заболеваний) и подготовиться к зиме. Со второй половины лета, в особенности в августе-сентябре, растения нуждаются в фосфорсодержащих и калийных удобрениях, а также в микроэлементах. Оптимальное количество фосфора в питании культур способствует интенсивному росту и созреванию, а также укреплению и развитию их корневой системы. Калий регулирует водный баланс, что повышает устойчивость растений к влиянию неблагоприятных факторов.

Подготовка к успешному прохождению зимнего периода включает регулярные поливы. Культуры не должны страдать от недостатка влаги, так как это снизит их выживаемость в условиях холодов. В случае весенней или летней засухи необходимо обеспечить растения достаточным водным питанием. Осенью (конец сентября - октябрь) садоводы проводят обязательные подзимние поливы, которые очень важны для повышения зимостойкости деревьев и кустарников. 

Зима

Уход за культурами также подразумевает уничтожение сорняков, рыхление почвы, окучивание. Разные части растения неодинаково реагируют на климатические изменения. Больше всего от воздействия окружающей среды в зимний период страдает корневая система, поэтому важно создать для нее защиту в виде земляной насыпи, снежного сугроба, укрытия из елового (соснового) лапника, опилок, сухих листьев, торфа и пр. Подобные меры помогут уменьшить или полностью избежать опасности повреждения растения в зимний период.

agrostory.com

Холодостойкие растения - Справочник химика 21

    Для предпосевной обработки семян огурцов использовали метиленовую синь. Семена огурцов сорта Муромские замачивали в 0,03%-ном растворе сини при температуре 22—25° в течение 24 часов. В качестве контроля брали семена, замоченные при тех же условиях в воде. Опыты показали, что применение метиленовой сини повышало холодостойкость растений, увеличивало образование женских цветковой существенно повышало урожай плодов. [c.238]     Калий уменьшает транспирацию растения и этим поддерживает водный баланс в тканях следовательно, он обеспечивает лучшую засухоустойчивость растения. Повышая содержание минеральных элементов в соке, калий повышает холодостойкость растения. [c.166]

    Большинство растений открытого грунта относится к группе холодостойких растений, адаптированных к смене погодных условий, которые характерны для зоны умеренного климата. В теплицах, парниках и прочих укрытиях размещают в основном нежные растения, чья чувствительность к кратковременным понижениям температуры в период вегетации не позволяет выращивать их в открытом грунте. Состояние и развитие таких растений целиком зависят от защиты, обеспечиваемой стеклом или синтетической пленкой и искусственным обогревом. Без этой защиты они неминуемо погибнут. [c.8]

    Время посева. Время посева семян варьирует в зависимости от вида растения. Обычно лучший период для посева семян многих растений — ранняя весна. Для нормального прорастания семенам многих холодостойких растений после посева требуется воздействие пониженных температур. Это наглядный пример наследования комплекса факторов, определяющих границы периода покоя. Семенная кожура некоторых растений содержит ингибиторы, которые вьще-ляются из нее во время затяжной дождливой погоды. Семена этих растений за 24—48 ч до посева замачивают в воде. При посеве семян тропических и субтропических растений не возникает проблем, связанных с периодом покоя. Иногда трудно определить сроки посева, особенно семян, собираемых самостоятельно. В этом случае одну половину семян высевают фазу после их получения, а другую — следующей весной, если семена первого посева еще не проросли. Семена альпийских растений требуют специальной обработки (см. с. 176—181). Почвенная смесь н сосуды. В продаже имеются уже готовые почвенные смеси для посева семян одни из них содержат землю, другие полностью составлены на основе торфа. Оба типа почвенных смесей пригодны для выращивания боль- [c.111]

    Высевают однолетники средней степени холодостойкости, растения для оформления цветников, базилик Пересаживают отобранные зимой и укоренившиеся черенки. [c.148]

    Цикламены довольно холодостойкие растения и могут с успехом выращиваться при минимальном уровне тепла. Размножают их в основном семенами, но можно и делением клубнелуковиц. При заботливом уходе они цветут каждую осень и зиму на протяжении многих лет. [c.156]

    Отношение растений к температуре определяется целым рядом факторов, прежде всего влажностью почвы и воздуха. При более высокой влажности почвы холодостойкость растений снижается. [c.81]

    Яровой рапс — холодостойкое растение, семена его начинают прорастать при температуре 1—3°С, дружные всходы (через 5—7 дней) появляются при 9—12 °С. Всходы переносят заморозки до —3, —5°С, взрослое растение —до —8°С. Для роста вегетативной массы требуется умеренная температура (18—20 °С), в период цветения и созревания семян более благоприятна температура 23—25°С. Сумма среднесуточных температур за вегетацию составляет 1700—2100 °С. [c.134]

    Мак масличный — холодостойкое растение, семена начинают прорастать при температуре 2—3°С, всходы переносят заморозки до —3, —4°С. Более благоприятная температура для роста вегетативной массы 15°С, в период цветения — созревания семян 20—25°С. Сумма среднесуточных температур за вегетацию 1700—2100 °С. [c.153]

    На морозоустойчивость, как и на холодостойкость растений, положительное влияние оказывают микроэлементы. Так, цинк повышает содержание связанной воды и усиливает накопление сахаров, а молибден способствует увеличению содержа-1 5 ния общего и белкового азота. Сходный эффект оказывают ко- бальт, медь, ванадий и др. [c.428]

    В полевых опытах на кукурузе обработка семян октаметилом обусловила повышение холодостойкости растений в первые периоды развития. Данные этих опытов приводятся в отдельном сообш,ении (Изотова и др., настояп] ий сборник) [c.576]

    Представляет интерес дальнейшее изучение действия октаметила в целях повышения холодостойкости растений, тетраэтилдитиопирофосфата (дитиофос I) и диметилдиэтилдитиопирофосфата (дитиофос Н) в условиях сухих почв. [c.586]

    Парижская зелень, уксусно-мышьяковистая соль меди Си(С2НзОг)2 ЗСи(А502)з в виде водной суспензии используется в борьбе против ряда насекомых — вредителей плодовых, овощных и других культур. В то же время соли меди оказывают стимулирующее влияние на дыхание и фотосинтез, углеводный обмен, синтез жиров и образование некоторых витаминов в растениях. Под влиянием меди повышается холодостойкость растений. Медь положительно влияет на рост и урожайность многих сельскохозяйственных культур. [c.429]

    В Советском Союзе были проведены интересные опыты по стимуляции семенного материала растворами гетероауксина и метиленовой сини. Влияние гетероаук-сина испытывалось на семенах сахарной свеклы. Семена замачивались в 0,001 %-ном растворе препарата в течение 48 часов при температуре 20°, а семена контроля при тех же условиях — в воде. Обработка усилила рост наземной массы растений, повысила урожай корней на 30% и несколько увеличила содержание сахара в корнях. Метиленовой синью обрабатывали семена огурцов сорта Муромские. Семена замачивали в 0,03%-ном растворе сини в течение 24 часов при температуре 22—25°. Контролем служили семена, замачивавшиеся в воде. При химической обработке повышалась холодостойкость растений, усиливалось формирование женских цветков и повышался урожай плодов. [c.127]

    В настоящее время вопросы холодостойкости растений в связи с патогенностью почвы детально изучаются Незговоровым и Соловьевым (1957—1961). Они показали, что патогенность холодных почв весьма существенно снижает полевую холодостойкость растений по сравнению с холодостойкостью потенциальной, определяемой в стерильной почве. Низкие температуры повреждают в первую очередь корневую систему как у прорастающих семян, так и у более взрослых растений. Поврежденные корни становятся легкой добычей патогенных микроорганизмов, которыми весьма богата почва при низких температурах. В результате количество погибших растений и скорость их отмирания значительно возрастают. Нарушения метаболизма корней, связанные с инфекцией, выражаются в разрушении хлорофилла в надземной части растения. При этом снижается интенсивность фотосинтеза и, соответственно, угнетается рост растения. [c.315]

    Незговоров Л. А. и Соловьев А. К. Повышение холодостойкости растений уменьшением патогенности микроорганизмов холодных почв. Сб. Физиол. устойчивости растений . М., АН СССР, 157—163, 1960. [c.344]

    Необогреваемая теплица подходит для выращивания холодостойких растений, переносящих условия открытого грунта в ней они, как правило, лучше растут. Пригодна она и для однолет- [c.128]

    Семена различных растений высевают в горшки, ящики, подносы или непосредственно в грунт обогреваемого или холодного парника. При наличии системы обогрева ее включают за день-два до посева для прогрева почвы. Семена холодостойких растений высевают в обогреваемом парнике в январе—феврале, нехолодостойких — с февраля по март. Для холодного парника сроки сдвигают соответственно на месяц-полтора и более при запоздалой весне. Чтобы обеспечить растения хорошим дренажем, сеянцы в растильнях лучше ставить в парник на 8-см слой гравия или выдержанной золы. При капиллярной системе полива их помещают на 5-см слой крупнозернистого песка, насыпанного на толстую полиэтиленовую пленку. Помните, что семена, высеянные в горшки или ящики, из-за более быстрого высыхания почвенной смеси по сравнению с грунтом парника нуждаются в тща- [c.184]

    Ляллеманция — холодостойкое растение. Семена начинают прорастать при температуре 3—5°С, всходы переносят заморозки до —6°С. Сумма среднесуточных температур за вегета- [c.151]

    Природа формирования механизмов холодостойкости растений разнообразна и может выражаться в повышении активности водорастворимых белков за счет увеличения их общей концентрации и концентрации активных при низкой температуре ферментов, поддержании мембранных липидов в жидком состоянии путем ингибирования процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), возрастании уровня ненасыщенных липидов, увеличении содержания фосфолипидов [Levitt, 1980]. Ответной реакцией организма на воздействия низкой температуры следует считать влияние на степень сродства фермента к субстрату [Клячко и др., 1993], а также синтез новых изоформ некоторых ферментов [Петрова, Мишустина, 1976]. Выявлена положительная коррелятивная зависимость между морозостойкостью растений и активностью ферментов пероксидазы и о-дифенолоксидазы [Негру, Медведева, 1990 Негру и др., 1988 Рудышин, 1983]. [c.183]

    Успех селекционной работы, выбор агротехнических приемов, повышающих холодо- и морозостойкость, в значительной мере определяются правильностью выполнения анализов. Наиболее объективны прямые полевые исследования. К косвенным методам определения морозоустойчивости относят определение динамики углеводов, активности р-фруктофуранозидазы, степени скле-рификации узла кущения, выхода электролитов, изменения электрической проводимости тканей, биопотенциалов, хемилюминесценции, поляризации, состояния конуса нарастания и др. Большинство перечисленных методов применимо и к диагностике холодостойкости растений. [c.214]

    Максимов Я. А. О вымерзании и холодостойкости растений Эксперим. и критпч. псследования. 1913. 330 с. [c.506]

    Продовольственная и кормовая ценность гороха. Холодостойкость растений и зимующие формы. Горох как парозанимающая культура. Эффективность минеральных удобрений в различных почвенно-климатических зонах. Сроки и способы посева. Особенности уборки урожая. Передовой опыт и экономическая эффективность..  [c.306]

    Хатано С. Изучение морозостойкости hlorella ellipsoidea влияние антиметаболитов, детергентов, гормонов и сахаров на процесс закаливания на свету и в темноте // Холодостойкость растений. М. Колос. 1983. С.141-157. [c.159]

chem21.info

Холодостойкость растений

Теплолюбивые растения сильно страдают при положительных пониженных температурах. Внешними симптомами страдания растений являются завядание листьев, появление некротических пятен. Первичный эффект пониженных положительных температур связан с повреждением мембран, увеличением их проницаемости. Возрастает потеря мембранами ионов кальция, выход калия из цитоплазмы. Показано, что меняется молекулярная архитектура мембран, расположение в них липидных молекул, происходят конформационные изменения белков. Резко меняются свойства мембран митохондрий и хлоропластов. В связи с этим нарушаются процессы окислительного и фотосинтетического фосфорилирования. Степень повреждения мембран зависит от содержания насыщенных жирных кислот, которые при действии низких температур переходят в состояние геля, что снижает их подвижность, нарушает транспорт веществ и энергетические процессы. Происходит увеличение содержания супероксидных ради­калов и других АФК. Благодаря нарушениям обменных процессов в организме накапливаются про­межуточные продукты метаболизма. В нормальных для данного вида растений температурных условиях все реакции, протекающие в организме, хорошо согласованы друг с другом, продукты одной реакции сейчас же перерабатываются. В том случае, если растения попадают в неблагоприятные температурные условия, эта согласованность нарушается. Дело в том, что различные биохимические реакции характеризуются разной зависимостью от температуры. Одни реакции при снижении температуры резко замедляются, другие — нет. Это приводит к нарушению обмена и к накоплению вредных продуктов. Так, резко тормозятся реакции цикла Кребса, благодаря чему накапливаются продукты гликолиза. Возрастает активность альтернативного пути дыхания. Уже отмечалось, что интенсификация этого процесса позволяет увеличить тепловыделение и способствует повышению температуры цветков, что необходимо при опылении и оплодотворении. При продолжительном воздействии пониженной температуры наступает гибель теплолюбивых растений.

Защитное значение при действии низких положительных температур на теплолюбивые растения имеет ряд приспособлений. Прежде всего, это поддержание стабильности мембран и предотвращение утечки ионов. Устойчивые растения отличаются большей долей ненасыщенности жирных кислот в составе фосфолипидов мембран. Это позволяет поддерживать подвижность мембран и предохраняет от разрушений. В этой связи большую роль выполняют ферменты ацетилтрансферазы и десатуразы. Последние приводят к образованию двойных связей в насыщенных жирных кислотах. Показано, что мутанты, у которых отсутствуют эти ферменты, не могут переносить пониженные температуры. Вместе с тем введение в геном теплолюбивых культур гена, кодирующего десатуразу, приводило к повышенной устойчивости к холоду. Трансформированные растения табака с вводом гена ацетилтрансферазы, выделенного из холодоустойчивой формы арабидопсиса, отличаются повышенным содержанием ненасыщенных жирных кислот и возрастанием холодостойкости. Приспособительные реакции к низким положительным температурам проявляются в способности поддерживать метаболизм при ее снижении. Это дос­тигается более широким температурным диапазоном работы ферментов, синтезом протекторных соединений. У устойчивых растений возрастает роль ПФП дыхания, эффективность работы антиоксидантной системы, синтезируются стрессовые белки. Показано, что при действии низких положительных температур индуцируется синтез низкомолекулярных белков. Экспериментальные данные показали общность реакции генома на тепловое и холодовое воздействие.

Это проявилось в изменении интенсивности транскрипции одних и тех же генов низкомолекулярных белков. Причем в условиях теплового шока (40°С, 2 ч) наблюдалась стимуляция, а холодового (4°С, 10 мин) ингибирование их активности (Вл.В. Кузнецов). Для повышения холодостойкости используется предпосевное замачивание семян. Для этого наклюнувшиеся семена теплолюбивых культур в течение нескольких суток выдерживают в условиях чередующихся температур: 12 ч при 1—5°С, 12 ч при 15—22°С. Эффективным является и использование микроэлементов (Zn, Мn, Сu, В, Мо). Так, замачивание семян в растворах борной кислоты, сульфата цинка или сульфата меди повышает холодоустойчивость растений. Есть данные о положительном влиянии АБК, цитокининов, хлорхолинхлорида на холодоустойчивость.

fizrast.ru


Смотрите также

Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта