Как влияет температура на растения: Влияние температуры на развитие растений

Влияние температуры на растения

Как температура
воздуха влияет на растения

Температура-ключевой
фактор роста и развития растений. Наряду с уровнями света, углекислого
газа, влажности воздуха, воды и питательных веществ, температура влияет на рост
растений и в конечном итоге урожайность сельскохозяйственных культур. Все
эти факторы должны быть сбалансированы. Температура влияет на растение как
в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

По исследованиям Канна

Неудивительно, что большая часть
исследовательской работы была сделана в правильных температурных стратегиях для
эффективного производства теплиц. Однако оптимальная температура для
растения зависит от целого ряда факторов. Реакция растения на атмосферную
температуру вокруг него зависит от того, на какой стадии развития находится это
растение. Растения имеют своего рода биологические часы, определяющие их
чувствительность к температуре.

Различия между температурой воздуха и температурой
растений

Большинство биологических процессов
ускоряются при более высоких температурах, и это может иметь как положительные,
так и отрицательные последствия. Например, более быстрый рост или
производство фруктов является одним из преимуществ, в большинстве
случаев. Однако чрезмерное дыхание, которое происходит, неблагоприятно,
потому что это означает, что энергии для развития плода будет меньше, а плоды
будут меньше. Некоторые эффекты кратковременны, в то время как другие
более длительны. Ассимиляционный баланс растения, например, зависит от
температуры и немедленно нарушается. Цветочная индукция, с другой стороны,
определяется климатом в течение гораздо более длительного периода.

Мы можем представить себе это, используя метафору движения на
шоссе. Устьица являются выходными маршрутами, которые позволяют
транспортному потоку стекать с шоссе.  Когда есть много автомобилей на
открытии выездных дорог, выходящие автомобили должны замедляться,и движение
накапливается. Когда машин становится меньше, движение транспорта
ускоряется. То же самое происходит и с молекулами воздуха, и с молекулами
водяного пара в воздухе. Если существует более высокая концентрация их
вокруг устьиц (путей выхода), то они могут выйти из устьиц менее быстро, и они
будут поддерживаться. Вот что происходит, когда VPD высока. Это
означает, что растение может охлаждаться менее эффективно, и это вызывает
стресс. Кроме того, вода будет конденсироваться, образуя тонкую пленку на
поверхности листа, и это идеальная среда для патогенов.

Температура растений и температура
воздуха неодинаковы, потому что растения способны охлаждаться через испарение и
нагреваться через излучение. Растения стремятся достичь оптимальной
температуры, и в этом случае важен баланс между температурой воздуха,
относительной влажностью и освещенностью.  при высоком уровне освещенности
растение нагревается, что приводит к разнице между температурой растения и
температурой воздуха. Чтобы остыть, скорость испарения растения должна
увеличиться. Как и температура, скорость транспирации зависит от условий
окружающей среды, таких как свет, уровень атмосферного CO2 и относительная
влажность воздуха, но также и от вида растения.

Растения состоят из различных частей,
которые по-разному реагируют на температуру. Температура плодов тесно
связана с температурой воздуха; когда температура воздуха повышается,
температура плодов также повышается, и наоборот. Однако температура плодов
будет колебаться меньше, чем температура воздуха, и потребуется больше времени
(иногда на пару часов), чтобы подняться или упасть, чем температура
воздуха. Температура цветков, напротив, выше температуры воздуха или
листьев, а лепестки раскрываются с гораздо меньшей скоростью, чем
листья. Температура растений в верхней части кроны будет подвергаться
большим колебаниям, чем в нижней части кроны.  Верхняя часть также нагреет
вверх более легко через irradiance и поэтому достигает более высокие температуры
чем воздух когда светлые уровни высоки.

Дефицит Давления Пара

Относительная влажность окружающей среды
зависит от температуры и скорости ветра. Более высокие температуры обычно
приводят к повышенной транспирации. Это отчасти объясняется тем, что
молекулы движутся быстрее, но теплый воздух также может вместить больше
водяного пара. когда нет движения воздуха, воздух вокруг листьев будет
насыщаться водяным паром, замедляя процесс испарения. если воздух насыщен
водой, пленка воды будет конденсироваться на листьях и вокруг них, обеспечивая
хорошую среду для патогенов, которые могут атаковать растение.

Дефицит давления пара (ВПД) можно сравнить со счетчиком оборотов в
автомобиле. При увеличении оборотов стрелка счетчика оборотов
поворачивается и входит в красную зону.  Это не повредит двигателю сразу,
но повредит, если автомобиль будет продолжать двигаться таким образом в течение
длительного периода. То же самое относится и к растениям: когда ВПД
слишком высок в течение более длительного периода времени, растение не в состоянии
восстановиться в последующую ночь и может произойти необратимое повреждение
растений (сожженные листья или лепестки).

Разница в содержании водяного пара между
воздухом и точкой насыщения называется дефицитом давления пара (VPD). Чем
выше vPd, тем больше воды растение может выделять через
транспирацию. Однако, если vPd слишком велик, растение может стать
напряженным, потому что оно не может заменить количество воды, которое оно
теряет через транспирацию. Это не вызывает проблем в течение короткого
периода времени-растение будет поглощать достаточно воды на следующую ночь,
чтобы восстановиться. но когда vPd остается высоким в течение более
длительного периода, растение не может восстановиться на следующую ночь, и
может произойти необратимое повреждение растения, такое как сожженные листья
или лепестки.

Измерения толщины листьев дают
визуальное представление о потенциале растения к восстановлению. Листья на
самом деле становятся тоньше в течение дня, потому что они теряют воду через
транспирацию, но когда лист тоньше на одну ночь, чем это было предыдущей ночью,
это признак того, что растение не смогло восстановиться. Поэтому может
показаться заманчивым держать уровень VPD низким, чтобы избежать каких-либо
повреждений, но в этих условиях растение не стимулируется расти и быть
активным, что может иметь негативные результаты, когда растение сталкивается с
ситуациями стресса.

В целом, сравнение со счетчиком оборотов
автомобиля может быть сделано. По мере увеличения оборотов двигателя
стрелка счетчика оборотов поднимается выше и входит в красную зону. Это не
повредит двигатель сразу, но это будет, если игла остается в красной зоне
слишком долго. Для большинства растений vPd должен составлять от 0,45 до
1,25, выраженных в килограммах Паскаля (кПа единица измерения давления) с
оптимальным значением около 0,85 кПа.  VPD следует более или менее той же
схеме, что и уровни окружающего облучения; утром он поднимается, как
только начинает светить солнце, достигая пика около полудня, а затем постепенно
уменьшается снова. Для расчета vPd необходимо сначала знать температуру
воздуха, температуру растений и относительную влажность.

Большая часть воды в атмосфере присутствует в виде водяного пара. Водяной
пар невидим, но мы можем заметить его присутствие по тому, насколько комфортно
мы себя чувствуем (более высокая влажность заставляет нас чувствовать себя
липкими и менее комфортными). Видимость также зависит от количества
водяного пара в воздухе. Облака видны, потому что водяной пар, который они
содержат, остыл до такой степени, что молекулы воды начинают конденсироваться и
образуют крошечные капельки воды или даже кристаллы льда в воздухе. Мы
можем видеть их как облака.

Устьица

Растения способны регулировать процесс
транспирации и охлаждения с помощью специализированных растительных органов,
называемых устьицами.  Устьица — это крошечные отверстия в листьях, которые
могут открываться или закрываться, ограничивая количество водяного пара,
которое может выйти наружу. Чем выше температура поднимается, тем больше устьица
будут открываться. Трудно измерить апертуру устьиц, поэтому мы можем
использовать VPD для оценки этого. По мере того как устьица раскрываются
шире, в листья и из них может проникать больше газов.

Факторы окружающей среды влияют на
скорость, с которой происходит этот процесс (устьичная проводимость) –
например, более высокая относительная влажность приводит к более быстрой
проводимости, в то время как более высокие уровни co2 снижают скорость
устьичной проводимости. Но на проводимость влияют и другие факторы, помимо
факторов окружающей среды, такие как гормоны растений и цвет света, который
получает растение (длина волны). Абсцизовая кислота инкрети завода
отрегулирует концентрацию Иона в устьицах и причинит устьица раскрыть очень
быстро, в пределах как раз немного минут.  Свет на более коротких длинах
волн (около 400-500 Нм, то есть синий свет) заставляет устьица раскрываться
шире, чем свет на более длинных длинах волн (около 700 Нм, то есть красный
свет).

Это цветная сканирующая электронная микрофотография (Сэм) нижней листовой
поверхности садовой розы Rosa sp.- показывает открытую стому. Стома
представляет собой крошечную пору, окаймленную двумя почечными защитными
клетками. Открытие пор позволяет газам проникать в ткани листьев и
выходить из них, что очень важно для фотосинтеза. Поры закрываются ночью
или в сухие периоды, чтобы предотвратить потерю воды.

Оптимальная дневная и ночная температура

Различные процессы происходят в растении
в течение дня и ночью, и оптимальная температура для растения будет отличаться
соответственно. Транспортировка сахаров происходит преимущественно в
ночное время суток и преимущественно в сторону более теплых частей
растения.  Листья остывают быстрее, чем плоды и цветы, и поэтому большая
часть доступной энергии идет в эти части растения, которым нужна энергия для
роста и развития.

Оптимальные сочетания дневной и ночной
температур были исследованы в первой в мире кондиционированной
теплице-фитотроне, созданной в Калифорнийском технологическом институте в 1949
году. Эксперименты показали, что растения томата росли выше при сочетании
высокой температуры в течение светового периода и более низкой температуры в
течение темного периода, чем когда температура поддерживалась
постоянной. Эта способность растений «различать» колебания
температуры в течение дня и ночи называется термопериодизмом, и она оказывает
влияние на цветение, плодоношение и рост.

Количество сахара, которое
транспортируется к растущей ткани, где энергия необходима для поддержания более
высоких уровней дыхания, может быть ограничено, когда ночные температуры выше,
и, таким образом, рост также может быть ограничен.  Было также обнаружено,
что удлинение стебля может происходить при сочетании высоких дневных температур
и низких ночных температур. Низкая ночная температура улучшает водный
баланс в растении, что является основной причиной увеличения удлинения
стебля. Таким образом, температуру можно использовать как инструмент
регулирования высоты растений, но низкие ночные температуры также могут
экономить энергию. Термин термоморфогенез используется для описания
термопериодических эффектов на морфологию растений.

Оптимальная температура воздуха также
зависит от интенсивности света и количества углекислого газа в
воздухе. Растения функционируют аналогично холоднокровным животным, так
как их метаболизм и скорость фотосинтеза увеличиваются в соответствии с
температурой окружающего воздуха. когда температура очень низкая
(насколько низкая, зависит от сорта растения), фотосинтез практически не
происходит, независимо от количества света.  Скорость фотосинтеза
возрастает с повышением температуры воздуха. когда свет и температура
находятся в равновесии, уровень окружающего CO2 будет ограничивающим
фактором. если имеется достаточное _{количество CO2},
скорость фотосинтеза будет увеличиваться с повышением температуры, хотя другие
факторы также играют определенную роль, такие как фермент рубиско.

Рубиско имеет решающее значение для
фотосинтеза. В некоторых случаях происходит процесс, известный как
фотореспирация – это когда рубиско связывается с кислородом, а не с углекислым
газом, как это происходит при нормальном фотосинтезе. Уровень CO2 и
оптимальная температура будут ниже при низком освещении, чем при высоком, и
активность фермента также возрастает при более высоких температурах.

Интеграция перепада и температуры (DIF)

Концепция диф касается взаимосвязи между
дневными и ночными температурами. Влияние суточного изменения температуры
на продольный рост стеблей растений зависит от разницы (DIF) между дневной и
ночной температурами (которая рассчитывается путем вычитания ночной температуры
из дневной температуры), а не от отдельных и независимых ответов на дневные и
ночные температуры.  Другими словами, важна именно эта разница температур,
а также то, какая температура выше – ночная или дневная.

Рост листвы не сильно зависит от диф, но
влияет на рост междоузлий стволовых секций. Растения, выращенные при
положительной диф, выше растений, выращенных при нулевой диф, а растения,
выращенные при нулевой диф, выше и имеют более длинные междоузлия, чем растения,
выращенные при отрицательной диф. другие важные морфогенетические реакции
на отрицательную диф (то есть когда дневная температура ниже ночной) включают
укороченные черешки, цветоносы, цветоносы и листья.

Различия в удлинении междоузлий и
расширении листьев являются результатом различий в процессе удлинения клеток и
/ или деления клеток. Когда DIF отрицателен, оба этих процесса
ингибируются, и это может быть результатом снижения активности гиббереллина в
субапикальной меристеме (растительной ткани, ответственной за
рост). Гиббереллин — это растительный гормон, стимулирующий рост
растений.  Диф оказывает наибольшее влияние на удлинение стебля в период
быстрого роста, поэтому сеянцы более чувствительны, чем взрослые растения, к
перепадам дневных и ночных температур. Поэтому отрицательная диф на ранней
стадии удлинения стебля важна для ограничения высоты растения.

Удлинение стебля также может быть
вызвано более коротким перепадом температуры (около двух часов) в течение
24-часового ежедневного цикла роста, обычно во время или непосредственно перед
первым дневным светом, но в течение темного периода. Наиболее сильная
реакция на изменение температуры наблюдается в первые часы светового периода у
длинно-дневных растений, коротко-дневных растений и дневно-нейтральных
растений. Таким образом, падение температуры в течение последних двух
часов ночи повлияет на высоту растений. Это обычно легко сделать в
теплицах во время осени холодных климатических зон из-за Естественно низкой
ночной температуры.

Изменение чувствительности удлинения
ствола к температуре в течение дневного и ночного периодов может
контролироваться эндогенным ритмом роста.  Циркадный ритм роста
(продолжающийся около 24 часа) был определен в 1994 году в
хризантеме. Удлинение стебля растения не является постоянным в течение
24-часового светового и темного цикла. Как коротко-дневные растения, так и
длинно-дневные растения, выращенные в цветочно-индуктивных условиях, удлиняются
быстрее ночью, чем днем. Орхидеи нуждаются в период низкой ночной
температуры, чтобы цвести.

Интеграция температуры является одной из
стратегий, используемых производителями. Определяется минимальная и
максимальная температура для урожая, и эта температура может изменяться до тех
пор, пока сохраняется средняя температура в течение более длительного
периода. Эта стратегия максимально использует природное тепло.

Температура воздуха является основным
экологическим фактором, влияющим на развитие и скорость роста
растений. Однако температура воздуха никогда не является изолированной
проблемой. каждый фактор роста растений взаимосвязан с любым другим
фактором, и задача состоит в том, чтобы найти любое слабое звено в цепи.  В
этой статье мы рассмотрели многие из этих факторов, но есть и другие, которые
не менее важны, такие как водный баланс и, следовательно, косвенно,
транспирация. все что есть или будет происходить в растении делает это при
первой контрольной точке температуры воздуха; получение этого права -
первый шаг на долгом пути к успешному растениеводству.

Статьи

Влияние температуры на рост растений

Рост
растении возможен в сравнительно широком
диапазоне температур и определяется
географическим происхождением данного
вида. Требования растения к температуре
меняются с возрастом, различны у отдельных
органов растения (листья, корни,
плодоэлементы и др.). Для роста большинства
сельскохо­зяйственных растений России
нижняя температурная граница соответствует
температуре замерзания клеточного сока
(около -1…-3 °С), а верхняя — коагуляции
белков протоплазмы (около 60 «С).
Вспомним, что температура влияет на
биохимические процессы дыхания,
фотосинтеза и других метаболических
систем растений, а графики зависимости
роста растений и активности ферментов
от температуры близки по форме
(колоколообразная кривая).

Температурные
оптимумы для роста. Для появления всходов
требуется более высокая температура,
чем для прорастания семян (табл. 22).

22.
Потребность семян полевых культур в
биологически минимальных температурах
(по В. Н. Степанову)

Температура,
«С

прорастання
семян 1 появления всходов

Горчица,
конопля, рыжик 0-1 2-3

Рожь,
пшеница, ячмень, овес, 1-2 4-5

горох,
вика, чечевица, чина

Лен,
гречиха, люпин, бобы, 3-4 5-6

нуг,
свекла, сафлор

Подсолнечник,
перилла 5-6 7-8

Кукуруза,
просо, соя 8-10 10-11

Фасоль,
клещевина, сорго 10-12 12-15

Х-волчатник,
рис, кунжут 12-14 14-15

При
анализе роста растений выделяют три
кардинальные тем­пературные точки:
минимальную (рост только начинается),
оп­тимальную (наиболее благоприятная
для роста) и максимальную температуру
(рост прекращается).

Различают
растения тешолюбивые- с минимальными
тем­пературами для роста более 10 «С
и оптимальными 30-35 «С (кукуруза, огурец,
дыня, тыква), холодостойкие — с минималь­ными
температурами для роста в пределам 0-5
«С н оптималь­ными 25-31 «С.
Максимальные температуры для большинства
растений 37-44 «С, для южных 44-50 «С.
При увеличении температуры на 10 °С в
зоне оптимальных значений скорость
роста увеличивается в 2-3 раза. Повышение
температуры выше оптимальной замедляет
рост и сокращает его период. Опти­мальная
температура для роста корневых систем
ниже, чем для надземных органов. Оптимум
для роста выше, чем для фото­синтеза.

Можно
предположить, что при высокой температуре
имеет место недостаток АТФ и НАДФН,
необходимых для восстанови­тельных
процессов, что вызывает торможение
роста. Температу­ра, оптимальная для
роста, может быть неблагоприятной для
развития растения. Оптимум для роста
меняется на протяжении вегетационного
периода и в течение суток, что объясняется
за­крепленной в геноме растений
потребностью к смене темпера­тур,
имевшей место на исторической родине
растений. Многие растения интенсивнее
растут в ночной период суток.

Термопериодизм.
Росту многих растений благоприятствуем
смена температуры в течение суток: днем
повышенная, а ночью пониженная. Так, для
растений томата оптимальная температур_)
днем 26 «С, а ночью 17-19 _С. Это явление
Ф. Вент (1957) назвал термопериоднзмом.
Термопериодии! — реакция растение) на
периодическую смену повышенных и
пониженных температур, выражающаяся в
изменении процессов роста и развитие!
(М. *. Чайлахян, 1982). Различают суточный
и сезонный термо­периоднзм. Для
тропических растений разница между
дневными и ночными температурами
составляет 3-6 °С, для растений уме­ренного
пояса — 5-7 «С. Это важно учитывать при
выращивании растений в поле, теплицах
и фитотронах, районировании культур и
сортов сельскохозяйственных растений.

Чередование
высоких и низких температур служит
регулятора?__ внутренних часов растений,
как п фотопе1_иодизм. Относи­тельно
низкие ночные температуры повышают
унижай картофеля (Ф. Вент. 1959), сахаристость
корнеплолок сахарной свеклы, ус­коряют
рост корневой системы н боковых побегов
* растений томата (Н. И. Якушкмна, 1980).
Низкие температуры, возможно, повышают
активность ферментов, осуществляющих
гидролиз) крахмала в листьях, а образующиеся
растворимые формы углево­дов
передвигаются в корни н боковые побеги.

Как влияет температура на рост растений? — Научные проекты

(973) 777 — 3113

[email protected]

1059 Main Avenue

Clifton, NJ 07011

07:30 — 19:00

с понедельника по пятницу

123 456 789

с понедельника по пятницу

123 456 789

с понедельника по пятницу

123 456 789

с понедельника по пятницу. [email protected]

Goldsmith Hall

New York, NY

07:30 — 19:00

С понедельника по пятницу

Вопрос 1: Как температура влияет на рост растений?

Вопрос 2: Как температура почвы влияет на прорастание семян?

Введение: (Первоначальное наблюдение)

Для фермеров и производителей важно знать наилучшие условия для выращивания своей продукции. В прошлом большинство фермеров и растениеводов только на собственном опыте узнавали, какое время года лучше всего подходит для посадки определенных растений. С современными технологиями и выращиванием растений в теплицах и других контролируемых средах мы утратили часть нашей зависимости от времени года и погодных условий. Теперь нам нужно знать наилучшие условия и адаптировать нашу среду в соответствии с ними. Температура, свет, воздух, вода, почва, рН и питательные вещества являются одними из факторов, которые можно изучать для каждого конкретного растения.

В этом проекте вы попытаетесь определить влияние температуры на рост определенного растения по вашему выбору.

Чтобы в эксперименте использовались растения одного возраста, вы можете начать с посадки семян.

Обратите внимание, что данное руководство охватывает два похожих проекта.

Вопрос 1: Как температура влияет на рост растений?

Вопрос 2: Как температура почвы влияет на прорастание семян?

Будьте осторожны, чтобы не перепутать связанные эксперименты.

Примечание:

Рост растений — не единственная переменная, на которую влияет температура. Часто исследователей интересует, как влияет температура на образование тех или иных витаминов или других химических соединений в растениях. Также при изучении влияния температуры можно проверить влияние температуры в корневой зоне или влияние температуры на организм растения.

Сбор информации:

Узнайте о факторах, влияющих на рост растений. Читайте книги, журналы или спрашивайте профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать о возможных методах, которые вы можете использовать для проверки влияния различных факторов на рост растений. Следите за тем, откуда вы получили информацию.

Ниже приведены примеры информации, которую вы можете собрать.

Какое растение я могу использовать для экспериментов?

У вас есть большой выбор. Хорошо начать с посадки семян или использования маленьких и молодых растений. Легче обнаружить рост у маленьких растений, чем у более крупных.

Еще одним преимуществом посадки семян является то, что все ваши растения будут одного возраста.

Как определить рост растений?

Наиболее распространенный среди учащихся метод определения роста растений – измерение высоты растений. В более продвинутых методах исследователи могут подсчитывать количество листьев, измерять размер листьев или измерять общую биомассу растений после завершения экспериментов. Общая биомасса – это масса сухого растения, включая корни, стебель и листья. Этот метод требует печи для сушки растения и высокоточных весов для взвешивания высушенного растения.

Влияние температуры на растения

Температура

Температура влияет на большинство процессов растений, включая фотосинтез, транспирацию, дыхание, прорастание и цветение. При повышении температуры (до определенного предела) фотосинтез, транспирация и дыхание усиливаются. В сочетании с длиной дня температура также влияет на переход от вегетативного (лиственного) к репродуктивному (цветущему) росту. В зависимости от ситуации и конкретного растения влияние температуры может либо ускорить, либо замедлить этот переход.

Прорастание

Температура, необходимая для прорастания, зависит от вида. Как правило, культуры холодного сезона (например, шпинат, редис и салат) лучше всего прорастают при температуре от 55°F до 65°F, в то время как культуры теплого сезона (например, помидоры, петуния и лобелия) лучше всего прорастают при температуре от 65° до 75°F. Ф.

Цветение

Иногда садоводы используют температуру в сочетании с продолжительностью дня для управления цветением. Например, рождественский кактус образует цветы в результате короткого дня и низких температур. Чтобы стимулировать цветение рождественского кактуса, поместите его в комнату с более чем 12-часовой темнотой каждый день и температурой от 50° до 55°F, пока не сформируются цветочные почки.

Если температура высокая, а дни длинные, холодостойкие культуры, такие как шпинат, зацветут. Однако, если температура слишком низкая, плоды не завязываются на теплолюбивых культурах, таких как томаты.

Качество урожая

Низкие температуры снижают потребление энергии и увеличивают запасы сахара. Таким образом, такие культуры, как спелые зимние тыквы, остаются на лозе в прохладные осенние ночи, что увеличивает их сладость.

Однако неблагоприятные температуры вызывают задержку роста и низкое качество овощей. Например, высокие температуры вызывают горький вкус салата.

Фотосинтез и дыхание

Термопериод относится к суточному изменению температуры. Растения лучше всего растут, когда дневная температура примерно на 10-15 градусов выше ночной. В этих условиях растения фотосинтезируют (наращивают) и дышат (расщепляются) при оптимальных дневных температурах, а затем прекращают дыхание ночью. Однако не все растения лучше всего растут при одном и том же диапазоне между ночными и дневными температурами. Например, львиный зев лучше всего растет при ночной температуре 55°F; пуансеттия, при 62°F.

Температура выше необходимой увеличивает скорость дыхания, иногда выше скорости фотосинтеза. Таким образом, фотосинтаты используются быстрее, чем производятся. Для роста фотосинтез должен быть больше, чем дыхание.

Слишком низкие дневные температуры часто вызывают плохой рост, замедляя фотосинтез. В результате снижается урожайность (то есть производство фруктов или зерна).

В одном исследовании изучалось влияние температуры корневой зоны на рост растений (теплица), и были получены результаты, показанные на правом рисунке.

Температура в градусах Цельсия.

Я текстовый блок. Нажмите кнопку редактирования, чтобы изменить этот текст. Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.

Вопрос/ Цель:

Что вы хотите узнать? Напишите заявление, описывающее, что вы хотите сделать. Используйте свои наблюдения и вопросы, чтобы написать утверждение. Ниже приведен образец:

Для вопроса 1:

Цель этого проекта — определить, как температура влияет на рост растений. Результаты таких исследований могут помочь цветоводу определить наилучшую температуру для оптимизации роста любого конкретного растения.

К вопросу 2:

Цель этого проекта – выяснить, при какой температуре почвы (32°C, 18°C ​​или 5°C) прорастет больше семян.

Информация, полученная в результате этого исследования, может помочь садоводам определить оптимальную температуру почвы для одного конкретного растения.

Идентификация переменных:

Когда вы думаете, что знаете, какие переменные могут быть задействованы, подумайте о способах изменения одной за раз. Если вы измените более одного за раз, вы не будете знать, какая переменная вызывает ваше наблюдение. Иногда переменные связаны и работают вместе, чтобы вызвать что-то. Сначала попробуйте выбрать переменные, которые, по вашему мнению, действуют независимо друг от друга.

Для вопроса 1:

• Независимая переменная (также известная как регулируемая переменная) — это температура почвы.
• Зависимая переменная (также известная как реагирующая переменная) — это скорость роста растений.
• Контролируемая переменная – количество и тип света и воздуха.
• Константы: тип растения, первоначальный возраст/размер растения, тип и количество почвы, тип размера и формы горшка, количество воды, частота полива.

На вопрос 2:

• Независимой переменной является температура почвы.
• Зависимыми переменными являются скорость прорастания и скорость прорастания семян.
• Контролируемые переменные: Ничего! Я не знаю никаких других факторов окружающей среды, которые могут повлиять на скорость прорастания семян.
• Константы: тип и количество семян растений, тип почвы, количество воды, частота полива, тип и размер горшков, тип семян.

Гипотеза:

На основе собранной информации сделайте обоснованное предположение о том, какие факторы влияют на систему, с которой вы работаете. Идентификация переменных необходима, прежде чем вы сможете выдвинуть гипотезу. Ниже приведены две выборочные гипотезы:

На вопрос 1:

Растения лучше всего растут при более высоких температурах, если они имеют достаточный или неограниченный запас воды.

Моя гипотеза основана на моих наблюдениях за растениями в разные времена года. Я заметил, что летом растет больше растений, а зимой переживают лишь немногие.

На вопрос 2:

Моя гипотеза состоит в том, что семена с температурой почвы 18ºC будут прорастать быстрее и с большей скоростью, чем семена с температурой почвы выше и ниже.

Я основываю свою гипотезу на Encarta 2000, в которой говорится, что сильный холод или жара сделают растение неспособным прорасти. Я также основывался на том, что моя мама, как растениевод, сказала, что когда она сажает растения рядом с обогревателем, им нужно больше воды, чем другим растениям в доме, и если у растения не будет дополнительной воды, они начнут умирать. .

План эксперимента:

Разработайте эксперимент для проверки каждой гипотезы. Составьте пошаговый список того, что вы будете делать, чтобы ответить на каждый вопрос. Этот список называется экспериментальной процедурой. Чтобы эксперимент дал ответы, которым можно доверять, он должен иметь «контроль». Контроль – это дополнительное экспериментальное испытание или прогон. Это отдельный эксперимент, проводимый точно так же, как и другие. Единственное отличие состоит в том, что никакие экспериментальные переменные не меняются. Элемент управления — это нейтральная «точка отсчета» для сравнения, которая позволяет вам увидеть, что делает изменение переменной, сравнивая ее с отсутствием изменения чего-либо. Надежные элементы управления иногда очень трудно разработать. Они могут быть самой сложной частью проекта. Без контроля вы не можете быть уверены, что изменение переменной вызывает ваши наблюдения. Серия экспериментов, включающая контроль, называется «контролируемым экспериментом».

Эксперимент 1: Как температура влияет на рост растений?

Введение: В этом проекте я буду выращивать три группы идентичных молодых растений при трех разных температурах. Для каждой группы или каждой температуры я буду использовать три растения, чтобы убедиться, что мои результаты не будут случайными. Чтобы создать разные температуры, я буду проводить свои эксперименты в очень холодной комнате при искусственном освещении, поэтому я смогу использовать небольшой электрический нагреватель, чтобы создавать нужные мне вариации тепла.

Процедура, часть 1: (Если вы начинаете с семян)

1. Возьмите 12 одинаковых маленьких горшков и заполните их почвой для рассады
2. Пальцем или карандашом проделайте в каждом горшке два отверстия глубиной около 1 дюйма. Бросьте по одному семени в каждую лунку и засыпьте семена горшечной почвой. (В качестве семян я обычно использую некоторые виды бобов, которые обычно есть у меня дома. Вы можете использовать любые семена, которые вам нравятся. Вместо почвы для горшков вы можете использовать любую другую почву, которая может удерживать достаточно влаги, или вы можете использовать немного горшечная почва с небольшим количеством верхнего слоя почвы.) 902:20 Полейте все 12 горшков и держите их при комнатной температуре. Желательно теплое помещение. На этом этапе свет не требуется, пока семена не прорастут.
3. Продолжайте ежедневно поливать семена, чтобы почва оставалась влажной. (не замоченный). В зависимости от типа семян они могут прорасти примерно через 10-20 дней. (Для большинства семян полезно замочить их в воде на 24 часа перед посадкой в ​​почву)
4. Когда ваши молодые растения будут готовы или если вы покупаете идентичные молодые растения, перейдите к процедуре, часть 2.

Процедура, часть 2: Проверка влияния температуры

1. Разделите молодые растения на 4 группы. Назовите их «Холодный», «Средний», «Теплый», «Очень теплый». (Обратите внимание, что у вас может быть больше горшков и больше групп. Например, у вас может быть еще одна группа, называемая горячими или очень горячими. Или вы можете классифицировать свои группы на основе температурного диапазона, такого как 51ºF-60ºF, 61ºF-70ºF, 71ºF-80ºF,… )
2. Окружите каждую группу коробкой. Поместите стекло или оргстекло на верхнюю часть каждой коробки, чтобы свет мог проходить. Сделайте несколько отверстий в нижней части каждой коробки, чтобы воздух мог проходить.
3. Поместите одинаковые люминесцентные лампы (или компактные люминесцентные лампы) над каждой коробкой.
4. Для средних, теплых и очень теплых групп используйте один электронагреватель. Ближе всего к обогревателю находится очень теплая, следующая за ней – теплая, а третья – средняя.
5. Поместите один термометр на каждый горшок, чтобы вы могли видеть температуру. Переместите ящики или группы ближе или дальше от нагревателя, чтобы поддерживать надлежащий температурный диапазон, который вы ожидаете.
6. Ежедневно поливайте все растения одинаковым количеством воды. Ежедневно наблюдайте за ростом и состоянием каждого растения.
7. Через 2 или 3 недели снимите обогреватель и свет и сделайте последнее наблюдение, записав окончательные данные. Общее состояние растений и высота растений — два важных фактора, которые вы можете записать. Ниже приведен пример таблицы результатов:

Состояние и рост растений при различных температурах в течение 14 дней

Номер растения	Группа растений	Исходная высота	Окончательная высота	Общее состояние
1	Холод
2	Холод
3	Холод
4	средний
….	…..

В вашей таблице будет 12 строк результатов, если вы не используете другое количество растений. Ваша таблица результатов может дополнительно содержать дополнительную информацию о каждом растении. Количество листьев и размер самого большого листа на каждом растении до и после эксперимента входят в число дополнительных сведений, которые вы, возможно, захотите включить.

Обобщите таблицу результатов, рассчитав среднюю высоту растений для каждой группы, и составьте новую таблицу результатов, например:

Состояние и рост растений при различных температурах в течение 14 дней

Используйте приведенную выше таблицу результатов для построения гистограммы. Используйте одну полосу для каждой температурной группы. Высота столбца может быть такой же, как высота растения в конце вашего эксперимента.

Дополнительные примечания: Вы можете провести этот эксперимент разными способами. Например, вы можете разместить каждую группу в разных местах вашего дома с разным температурным диапазоном. Таким образом, вам не понадобится электрический нагреватель. Единственное, о чем вы должны быть осторожны, это то, что все ваши растения должны получать одинаковое количество света, воды, воздуха и питательных веществ. Разница должна быть только в температуре.

Эксперимент 2: Как температура почвы влияет на прорастание семян?

Введение: Температура также может влиять на скорость и скорость прорастания семян. В этом эксперименте будет проверяться прорастание семян при различных температурах.

Процедура:

1. Собрать материалы.
2. Возьмите ножницы и разрежьте пакет с почвой.
3. Поместите 3/4 стакана почвы в горшки
4. Поместите по одному семени в каждый горшок.
5. Насыпьте оставшуюся 1/4 стакана почвы на семена
6. Обозначьте горшки буквами A, B, C, D, E и F
7. Поместите кастрюли A и B над источником тепла, например радиатором.
8. Храните горшки C и D при комнатной температуре, вдали от источников тепла.
9. Поместите кастрюли E и F в холодное место, например в холодильник.
10. Проверяйте все горшки каждое утро и каждый вечер примерно в одно и то же время. Ищите любые ростки.
11. Поливайте растения/горшки каждые два дня. Поливайте достаточно, чтобы почва оставалась влажной, но не промокала. Также используйте одинаковое количество воды для всех горшков. Лишняя вода может стекать через отверстие на дне каждого горшка.
12. Когда растения прорастут, запишите данные.
13. Ваша таблица данных будет выглядеть так:

Материалы и оборудование:

Список материалов зависит от вашего окончательного плана эксперимента. Вы должны составить свой собственный список материалов.

Примерный список материалов для эксперимента № 2:

1. 6 цветочных горшков
2. 6 семян
3. 1 пакет почвенной смеси
4. 1 Источник тепла
5. Вода
6. 1 пара ножниц
7. 1 Термометр

Результаты эксперимента (наблюдение):

Эксперименты часто проводятся сериями. Можно провести серию экспериментов, каждый раз изменяя одну переменную на разную величину. Серия экспериментов состоит из отдельных экспериментальных «прогонов». Во время каждого прогона вы измеряете, насколько переменная повлияла на изучаемую систему. Для каждого прогона используется разная величина изменения переменной. Это приводит к разной реакции системы. Вы измеряете этот ответ или записываете данные в таблицу для этой цели. Это считается «необработанными данными», поскольку они еще не обработаны и не интерпретированы. Например, когда необработанные данные обрабатываются математически, они становятся результатами.

Это пример результата эксперимента номер 2:

Первоначальная цель этого эксперимента состояла в том, чтобы увидеть, при какой температуре почвы (32°C, 18°C ​​или 5°C) прорастет больше семян.

Результаты эксперимента показали, что A и B проросли быстрее остальных четырех на один день.

Обратите внимание, что ваши результаты могут отличаться. Никогда не полагайтесь на результаты экспериментов, проведенных другими учениками.

Расчеты:

Для эксперимента №1 вам потребуется рассчитать среднюю высоту растений в каждой группе.

Сводка результатов:

Кратко о том, что произошло. Это может быть в виде таблицы обработанных числовых данных или графиков. Это также может быть письменное изложение того, что произошло во время экспериментов.

На основе расчетов с использованием зарегистрированных данных составляются таблицы и графики. Изучая таблицы и графики, мы можем увидеть тенденции, которые говорят нам, как различные переменные влияют на наши наблюдения. На основании этих тенденций можно сделать выводы об изучаемой системе. Эти выводы помогают нам подтвердить или опровергнуть нашу первоначальную гипотезу. Часто математические уравнения можно составить из графиков. Эти уравнения позволяют нам предсказать, как изменение повлияет на систему, без необходимости проведения дополнительных экспериментов. Продвинутые уровни экспериментальной науки в значительной степени зависят от графического и математического анализа данных. На этом уровне наука становится еще более интересной и мощной.

Заключение:

Используя тенденции в ваших экспериментальных данных и ваших экспериментальных наблюдениях, попытайтесь ответить на ваши первоначальные вопросы. Верна ли ваша гипотеза? Настало время собрать воедино то, что произошло, и оценить проведенные вами эксперименты.

Ниже приведен пример заключения для эксперимента № 2:

Моя гипотеза заключалась в том, что растение с «нормальной» температурой почвы даст всходы быстрее, чем растение с температурой почвы «более высокая» или «более низкая».

Результаты показывают, что эту гипотезу следует отвергнуть. Сделайте так, чтобы семена A и B прорастали быстрее, чем моя гипотеза, которая заключалась в растениях C и D.

В связи с результатами этого эксперимента я задаюсь вопросом, нужно ли было добавлять больше тепла к растениям A и B, если бы они все равно прорастали быстрее, чем другие.

Если бы мне снова пришлось проводить этот проект, я бы использовал гораздо больше растений, чем по два в каждой категории. Также я бы подождал, пока растение не достигнет роста в пять дюймов. Так что я мог видеть, если некоторые растения отмерли после прорастания.

Связанные вопросы и ответы:

То, что вы узнали, может помочь вам ответить на другие вопросы. Многие вопросы связаны. Во время экспериментов у вас могло возникнуть несколько новых вопросов. Теперь вы можете понять или проверить то, что вы обнаружили при сборе информации для проекта. Вопросы ведут к большему количеству вопросов, которые приводят к дополнительным гипотезам, которые необходимо проверить.

Возможные ошибки:

Если вы не заметили ничего отличного от того, что произошло с вашим элементом управления, переменная, которую вы изменили, может не повлиять на исследуемую систему. Если вы не наблюдали последовательную, воспроизводимую тенденцию в вашей серии экспериментальных запусков, возможно, экспериментальные ошибки повлияли на ваши результаты. Первое, что нужно проверить, это то, как вы делаете свои измерения. Является ли метод измерения сомнительным или ненадежным? Возможно, вы неправильно читаете показания весов, или, возможно, измерительный прибор работает хаотично.

Если вы обнаружите, что ошибки эксперимента влияют на ваши результаты, тщательно переосмыслите план своих экспериментов. Просмотрите каждый шаг процедуры, чтобы найти источники потенциальных ошибок. Если возможно, попросите ученого просмотреть процедуру вместе с вами. Иногда автор эксперимента может упустить очевидное.

Каталожные номера:

Посетите местную библиотеку и найдите книги по ботанике и биологии растений.

После того, как вы закончите свои эксперименты и сделаете выводы, составьте отчет о вашем проекте. Ниже приведен образец:

ОТЧЕТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ

ВВЕДЕНИЕ

Вы когда-нибудь ставили растение на обогреватель, и оно умирало, или вы ставили растение зимой в гараж, и оно так и не дало всходов? Вы когда-нибудь задумывались, при какой температуре растение лучше всего растет?
Этот эксперимент должен выяснить, какие растения лучше всего растут.
Этот отчет содержит информацию о прорастании семян, покое семян, корнях (ботаника), стеблях и листьях.

Прорастание семян

Доза прорастания не произойдет, если семя не находится в хорошей среде. Основными факторами для выращивания растения являются достаточное количество воды и кислорода, а также солнечный свет. Разные виды растений прорастают при разной температуре. Некоторым растениям для прорастания требуется больше солнечного света, чем другим. Во время прорастания вода диффундирует через семенные оболочки в зародыш, который в период покоя почти полностью высох. Поглощение кислорода семенем дает энергию для роста. С момента прорастания до полной независимости растения от пищи, содержащейся в семени, растение называют проростком.

Покой семян

Покой семян – это когда семена выпали из родительского растения до того, как они смогли прорасти. Недостаток жизнеспособности семян часто путают с состоянием покоя семян. Многим семенам требуется так называемый период покоя после падения родительского растения. У некоторых растений в период покоя происходят химические изменения, которые делают семена готовыми к прорастанию. Третьи семена имеют чрезвычайно прочную семенную оболочку, которая должна размягчиться или разложиться, прежде чем вода и кислород смогут попасть в семя и принять участие в росте зародыша, или до того, как растущий зародыш сможет прорваться через семенную оболочку.

Корень (ботаника)

Первый корень растения, известный как корешок, удлиняется во время прорастания семени и образует первичный корень. Корни, которые ответвляются от главного корня, называются вторичными корнями. У многих растений первичный корень известен как стержневой, потому что он намного больше вторичных корней и глубже проникает в почву. Некоторые растения со стержневыми корнями нелегко пересадить, так как слом стержневого корня может привести к потере большей части корневой системы и гибели растения.

Стебли и листья

Стебли обычно находятся над землей, растут вверх и несут листья, которые регулярно прикрепляются к узлам вдоль стебля. Участки стебля между узлами называются междоузлиями. Растущие растения дают начало новым листьям, которые окружают и защищают кончик стебля, прежде чем они разрастутся. Стебли более изменчивы по внешнему виду и внутреннему строению, чем корни, но они также состоят из трех систем тканей и имеют ряд общих признаков.
Листья являются первичными фотосинтезирующими органами большинства растений. Обычно они представляют собой уплощенные лопасти, которые внутри состоят в основном из ткани паренхимы, называемой мезофиллом, который состоит из рыхло расположенных клеток с промежутками между ними. Пространства заполнены воздухом, из которого клетки поглощают углекислый газ, а в себя выделяют кислород. Листовая пластинка соединяется со стеблем через суженную часть, называемую черешком или стеблем, который состоит в основном из сосудистой ткани.

РЕЗЮМЕ

В этом отчете рассказывается о прорастании семян. Термин прорастание семян применяется к возобновлению роста зародыша семени после периода покоя. В этом отчете также говорится о периоде покоя семян, когда семена выпадают из родительского растения до того, как они могут прорасти. В этом отчете также говорится о корне (ботанике). Которая рассказывает о корнях растений. В этом отчете также говорится о стеблях и листьях. Стебли обычно надземные, растут вверх и несут листья. Листья являются первичными фотосинтезирующими органами большинства растений.

БИБЛИОГРАФИЯ

«Прорастание», Encarta 1998. CD-ROM. 1998
«Прорастание семян», Encarta 1999. CD-ROM. 1999
«Прорастание», Encarta 2000. CD-ROM. 2000
«Корень (ботаника)», Encarta 2000. CD-ROM. 2000
«Стебли», Encarta 2000. CD-ROM. 2000
«Листья», Encarta 2000. CD-ROM. 2000
Китинг Ричард С., «Прорастание», Всемирная книжная энциклопедия. 1998, 173

Температура воздуха для растений | CANNA Gardening USA

Температура является ключевым фактором роста и развития растений. Наряду с уровнем освещенности, углекислого газа, влажности воздуха, воды и питательных веществ температура влияет на рост растений и, в конечном счете, на урожайность. Все эти факторы должны быть в балансе. Температура влияет на растение как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

By CANNA Research

Неудивительно, что было проведено много исследований в области правильных температурных стратегий для эффективного производства теплиц. Однако оптимальная температура для растения зависит от ряда факторов. Реакция растения на температуру окружающей среды зависит от того, на какой стадии развития оно находится. У растений есть своего рода биологические часы, определяющие их чувствительность к температуре.

Различия между температурой воздуха и температурой растения

Большинство биологических процессов ускоряются при более высоких температурах, и это может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Например, более быстрый рост или плодоношение в большинстве случаев является одним из преимуществ. Однако возникающее чрезмерное дыхание неблагоприятно, поскольку означает, что энергии для развития плода будет меньше, и плоды будут меньше. Некоторые эффекты краткосрочные, а другие более долгосрочные. Например, на ассимиляционный баланс растения влияет температура, и это происходит немедленно. Индукция цветения, с другой стороны, определяется климатом в течение гораздо более длительного периода.

Мы можем думать об этом, используя метафору дорожного движения. Устьица — это пути выезда, которые позволяют транспорту стекать с шоссе. Когда на съездах много машин, выезжающие автомобили вынуждены снижать скорость, и трафик увеличивается. Когда машин меньше, движение транспорта может ускориться. То же самое происходит с молекулами воздуха и молекулами водяного пара в воздухе. Если их концентрация вокруг устьиц (пути выхода) выше, то они могут покинуть устьица медленнее, и они будут заблокированы. Это то, что происходит, когда VPD высок. Это означает, что растение может менее эффективно охлаждаться и вызывает стресс. Кроме того, вода будет конденсироваться, образуя тонкую пленку на поверхности листа, и это идеальная среда для патогенов.

Температура растений и температура воздуха не равны, потому что растения способны охлаждаться за счет испарения и нагреваться за счет излучения. Растения стремятся достичь своей оптимальной температуры, и в этом важен баланс между температурой воздуха, относительной влажностью и освещенностью. если уровень освещенности высокий, растение будет нагреваться, что приведет к разнице между температурой растения и температурой воздуха. Чтобы охладиться, скорость транспирации растения должна увеличиться. Так же как и температура, скорость транспирации зависит от условий окружающей среды, таких как освещенность, уровень атмосферного CO ₂ и относительной влажности, но и от вида растения.

Растения состоят из разных частей, которые по-разному реагируют на температуру. Температура фруктов близко соответствует температуре воздуха; при повышении температуры воздуха повышается и температура плодов, и наоборот. Однако температура фруктов будет колебаться меньше, чем температура воздуха, и для повышения или понижения потребуется больше времени (иногда на пару часов больше), чем для температуры воздуха. Температура цветов, напротив, выше температуры воздуха или температуры листьев, а лепестки испаряются гораздо медленнее, чем листья. Температура растений в верхней части кроны будет колебаться сильнее, чем в нижней части кроны. Верхняя часть также будет легче нагреваться за счет излучения и, следовательно, достигать более высоких температур, чем воздух, при высоком уровне освещенности.

Дефицит давления пара

Относительная влажность окружающей среды зависит от температуры и скорости ветра. Более высокие температуры обычно приводят к усилению транспирации. Отчасти это связано с тем, что молекулы движутся быстрее, но теплый воздух также может вместить больше водяного пара. при отсутствии движения воздуха воздух вокруг листьев будет насыщаться водяным паром, замедляя процесс испарения. если воздух насыщен водой, водяная пленка будет конденсироваться на листьях и вокруг них, создавая благоприятную среду для патогенов, которые могут атаковать растение.

Дефицит давления пара (ДПД) можно сравнить с тахометром в автомобиле. По мере увеличения оборотов двигателя стрелка тахометра поворачивается и входит в красную зону. Это не приведет к немедленному повреждению двигателя, но это произойдет, если автомобиль продолжит двигаться в таком режиме в течение длительного периода времени. То же самое относится и к растениям: когда VPD слишком высок в течение более длительного периода времени, растение не может восстановиться в следующую ночь, и может произойти необратимое повреждение растения (сожжение листьев или лепестков).

Разница в содержании водяного пара между воздухом и точкой насыщения называется дефицитом давления пара (ВДД). Чем выше vPd, тем больше воды растение может выделять через транспирацию. Однако, если vPd слишком велик, растение может испытывать стресс, потому что оно не может восполнить количество воды, которое оно теряет в результате транспирации. Это не создает проблем в течение коротких периодов времени – на следующую ночь растение впитает достаточно воды, чтобы восстановиться. но когда vPd остается высоким в течение более длительного периода, растение не может восстановиться на следующую ночь, и может произойти необратимое повреждение растения, такое как ожоги листьев или лепестков.

Измерение толщины листа дает визуальное представление о способности растения к восстановлению. На самом деле листья становятся тоньше в течение дня, потому что они теряют воду из-за транспирации, но если лист в одну ночь тоньше, чем в предыдущую ночь, это признак того, что растение не смогло восстановиться. Таким образом, может показаться заманчивым поддерживать низкий уровень VPD, чтобы избежать каких-либо повреждений, но в этих условиях растение не стимулируется к росту и активности, что может иметь негативные последствия, когда растение сталкивается со стрессовыми ситуациями.

В целом можно провести сравнение с тахометром автомобиля. По мере увеличения оборотов двигателя стрелка тахометра поднимается выше и входит в красную зону. Это не приведет к немедленному повреждению двигателя, но будет, если стрелка останется в красной зоне слишком долго. Для большинства установок vPd должен находиться в пределах от 0,45 до 1,25, выраженных в килопаскалях (кПа – единица измерения давления), с оптимальным значением около 0,85 кПа. VPD следует более или менее той же схеме, что и уровни окружающего излучения; утром он поднимается, когда начинает светить солнце, достигая пика около полудня, а затем снова постепенно снижается. Для расчета vPd сначала необходимо знать температуру воздуха, температуру растений и относительную влажность.

Большая часть воды в атмосфере находится в виде водяного пара. Водяной пар невидим, но мы можем заметить его присутствие по тому, насколько комфортно мы себя чувствуем (более высокая влажность заставляет нас чувствовать себя липкими и менее удобными). На видимость также влияет количество водяного пара в воздухе. Облака видны, потому что содержащийся в них водяной пар остыл до такой степени, что молекулы воды начинают конденсироваться и образовывать в воздухе крошечные капельки воды или даже кристаллы льда. Мы можем видеть их как облака.

Устьица

Растения способны регулировать процесс транспирации и охлаждения с помощью специальных органов растений, называемых устьицами. Устьица — это крошечные отверстия в листьях, которые могут открываться или закрываться, ограничивая количество выходящего водяного пара. Чем выше поднимается температура, тем сильнее открываются устьица. Трудно измерить отверстие устьиц, поэтому мы можем использовать VPD, чтобы оценить это. По мере того, как устьица открываются шире, больше газов может проникать в листья и выходить из них.

Факторы окружающей среды влияют на скорость, с которой происходит этот процесс (устьичная проводимость) – например, более высокая относительная влажность приводит к более быстрой проводимости, в то время как более высокие уровни СО2 снижают скорость устьичной проводимости. Но на проводимость также влияют факторы, отличные от факторов окружающей среды, таких как гормоны растений и цвет света, который получает растение (длина волны). Растительный гормон абсцизовая кислота регулирует концентрацию ионов в устьицах и заставляет устьица открываться очень быстро, всего за несколько минут. Свет с более короткими длинами волн (около 400-500 нанометров (нм), что является синим светом) заставляет устьица открываться шире, чем свет с более длинными волнами (около 700 нм, это красный свет).

Это цветная сканирующая электронная микрофотография (СЭМ) нижней поверхности листа садовой розы Rosa sp. , на которой видно открытое устьица. Стома представляет собой крошечную пору, окаймленную двумя замыкающими клетками почковидной формы. Открытие пор позволяет газам входить в ткани листа и выходить из них, что необходимо для фотосинтеза. Поры закрываются ночью или в засушливые периоды, чтобы предотвратить потерю воды.

Оптимальные дневные и ночные температуры

В растении днем ​​и ночью происходят разные процессы, соответственно будет различаться и оптимальная температура для растения. Транспортировка сахаров происходит в основном ночью и в основном в более теплые части растения. Листья остывают быстрее, чем плоды и цветы, и поэтому большая часть доступной энергии уходит на эти части растения, которым энергия нужна для роста и развития.

Оптимальные сочетания дневных и ночных температур были исследованы в первой в мире теплице с кондиционированием воздуха, фитотроне, в Калифорнийском технологическом институте в 1949 году. период и более низкую температуру в темный период, чем когда температура поддерживалась постоянной. Эта способность растений «различать» колебания температуры днем ​​и ночью называется термопериодизмом и влияет на цветение, плодоношение и рост.

Количество сахара, транспортируемого к растущим тканям, где энергия необходима для поддержания более высоких уровней дыхания, может быть ограничено при более высоких ночных температурах, и, таким образом, рост также может быть ограничен. Установлено также, что удлинение стебля может происходить при сочетании высоких дневных и низких ночных температур. Низкая ночная температура улучшает водный баланс растения, что является основной причиной повышенного удлинения стебля. Таким образом, температуру можно использовать как инструмент для регулирования высоты растений, но низкие ночные температуры также могут экономить энергию. Термин термоморфогенез используется для описания термопериодических эффектов на морфологию растений.

Оптимальная температура воздуха также зависит от интенсивности освещения и количества углекислого газа в воздухе. Растения функционируют подобно хладнокровным животным, поскольку их метаболизм и скорость фотосинтеза увеличиваются в соответствии с температурой окружающего воздуха. при очень низких температурах (насколько они низкие, зависит от сорта растения) практически не происходит никакого фотосинтеза, независимо от количества света. Скорость фотосинтеза увеличивается с повышением температуры воздуха. когда свет и температура находятся в равновесии, уровень окружающего CO ₂ будет ограничивающим фактором. если имеется достаточное количество CO ₂ , скорость фотосинтеза будет увеличиваться с повышением температуры, хотя другие факторы также играют роль, например фермент RuBisCo.

RuBisCo имеет решающее значение для фотосинтеза. В некоторых случаях происходит процесс, известный как фотодыхание, когда RuBisCo связывается с кислородом, а не с углекислым газом, как это происходит при обычном фотосинтезе. Уровень CO ₂ и оптимальная температура будут ниже при низких уровнях освещенности, чем при высоких, а активность ферментов также увеличивается при более высоких температурах.

Интеграция падения и температуры (DIF)

Концепция DIF касается взаимосвязи между дневной и ночной температурами. Влияние суточных колебаний температуры на рост стеблей растений в длину зависит от разности (DIF) между дневной и ночной температурой (которая рассчитывается путем вычитания ночной температуры из дневной температуры), а не от отдельных факторов. и независимые реакции на дневную и ночную температуру. Другими словами, важна именно эта разница температур, а также то, что выше – ночная температура или дневная.

DIF не сильно влияет на рост листвы, но влияет на рост междоузлий стебля. Растения, выращенные при положительном DIF, выше, чем растения, выращенные при нулевом DIF, а растения, выращенные при нулевом DIF, выше и имеют более длинные междоузлия, чем растения, выращенные при отрицательном DIF. другие важные морфогенетические реакции на отрицательный DIF (т. е. когда дневная температура ниже ночной) включают более короткие черешки, цветочные стебли, цветоносы и листья.

Различия в удлинении междоузлий и расширении листа являются результатом различий в процессе удлинения клеток и/или деления клеток. Когда DIF отрицателен, оба этих процесса ингибируются, и это может быть результатом снижения активности гиббереллина в субапикальной меристеме (ткань растения, ответственная за рост). Гиббереллин — растительный гормон, стимулирующий рост растений. Наибольшее влияние на удлинение стебля ДИФ оказывает в период бурного роста, поэтому сеянцы более чувствительны, чем взрослые растения, к перепадам дневных и ночных температур. Поэтому отрицательный DIF на ранней стадии удлинения стебля важен для ограничения высоты растений.

Удлинение стебля также может быть вызвано более коротким перепадом температуры (около двух часов) в течение 24-часового суточного цикла роста, как правило, во время или непосредственно перед первым световым днем, но в темное время суток. Реакция на изменения температуры кажется наиболее сильной в первые часы светового периода у растений длинного дня, растений короткого дня и растений нейтрального дня. Таким образом, падение температуры в течение последних двух часов ночи повлияет на высоту растений. Обычно это легко сделать в теплицах осенью в зонах с прохладным климатом из-за естественно низкой ночной температуры.

Изменение чувствительности удлинения стебля к температуре в дневное и ночное время может контролироваться эндогенным ритмом роста. Циркадный ритм роста (продолжительностью около 24 часов) был выявлен в 1994 г. у хризантемы. Удлинение стебля растения не является постоянным в течение 24-часового цикла света и темноты. Как короткодневные, так и длиннодневные растения, выращенные в условиях индукции цветения, ночью удлиняются быстрее, чем днем. Для цветения орхидеям нужен период низкой ночной температуры.

Температурная интеграция — одна из стратегий, используемых производителями. Определяют минимальную и максимальную температуру для сельскохозяйственных культур, и температура может варьироваться до тех пор, пока сохраняется средняя температура в течение более длительного периода.