Самые длинные корни растений и самые глубокие. Растения длинные
Растения длинного и короткого дня. Viride
26 Окт
Еще в середине XIX в. ученые обратили внимание на неодинаковую реакцию растений на продолжительность светлого и темного периода года. Провели соответствующие исследования этого процесса и уже в конце века были сделаны первые попытки использования их результатов в процессе выращивания растений.
Установлено, что, искусственно регулируя продолжительность дня, можно выращивать самые прихотливые растения – от водорослей до высших цветковых в различных климатических условиях.
Как известно, продолжительность дня меняется в зависимости от сезона и географической широты. В южных регионах она составляет 10-14 ч. в сутки, а в полярных – изменяется от 0 до 24 ч. Наибольшая продолжительность дня бывает летом (26 июня), наименьшая – зимой (23 декабря), но независимо от географической широты она больше 12 часов. с 18 марта и меньше 12 ч. – С 25 сентября. Растения по-разному реагируют на продолжительность дня. Одни приспособлены к короткому дню, другие – к долгому, есть также и нейтральные.
Растения короткого дня: тыква, перец, баклажаны, фасоль, овощная кукуруза и другие. Они попали к нам из южных районов, где продолжительность дня составляет 10-14 ч. Поэтому в условиях длинного дня у них задерживается цветение, но нарастает более вегетативной массы.
Растения длинного дня: салат, шпинат, капуста, лук, щавель, укроп, редис, репа. Они, наоборот, быстрее развиваются в длинном фотопериоде (18-24 ч.). Уменьшение светового периода до 10-12 ч. задерживает развитие растений и наступления фаз стеблевания и цветения.
Какое же практическое значение имеет реакция растений на продолжительность светлого периода? Во время выращивания в защищенном грунте в растениях длинного дня в январе, феврале и частично в марте, а осенью – с середины октября наблюдается вытягивание стебля и невозможно получить качественную продукцию. Поэтому выращивание этих растений в таких условиях требует подсвечивания.
Похожую реакцию можно заметить в том числе и у садово-парковых растений, поэтому при их посадке стоит внимательно ознакомиться с характеристиками растений, чтобы получить наилучший результат.
viride.spb.ru
Самый длинный корень в мире • Живая природа
июля 04, 2011
Самый длинный корень в мире
Корневая система ржи
Корень – одна из самых важных и самых значимых частей растения. Он помогает растению закрепляться в почве, добывать из почвы и доставлять листьям и стеблю минеральные вещества и воду. Кроме того, корни любого растения обладают удивительным свойством – они могут неограниченно расти в длину. Ученые многих стран уже давно ведут поиски самого длинного корня в мире, и на данный момент таковым считается корень озимой ржи – в сумме длина корней этого растения в возрасте четырёх месяцев доходит до отметки в 623 километра, в то время как к моменту появления первых ростков корни имеют длину 13-14 сантиметров.
Корневая система ржи развивается довольно быстро и располагается близко к поверхности: 1,7-2 сантиметра, а концу кущения корни проникают на глубину максимум в один метр.
Корень южноафриканского фикуса
Но дело в том, что корни могут расти не только вдоль поверхности земли, но и уходить вглубь почвы. По глубине проникновения в почву рекордсменом является корень дикого южноафриканского фикуса, или дикого инжира, который растёт близ пещер Эхо в восточной части Южной Африки (горы Восточного Трансвааля). Длина его корней составляет 120 метров! В природе фикусы растут во влажных тропических лесах, это очень древняя группа растений.
Корни дуба Палмера
Также существуют и другие растения, обладающие не менее внушительной длиной корней: например, достоверно известно, что корни американского кустарникового дуба Палмера, высота которого не превышает 2-3 метров, достигают длины 100 метров, а корни шотландского вяза - даже 110 метров. Кстати, один из представителей этого вида низкорослых дубов признан самым старым дубом в мире.
Африканская акация
Африканская акация, что произрастает на юго-западе континента, простирает свои корни на восемьдесят восемь метров, а янтак (верблюжья колючка), чтобы добыть труднодоступную влагу из каменистых и глинистых почв, просто вынужден иметь длинные корни, порой достигающие 20-ти метров при высоте надземной части растения всего 30-80 сантиметров.
Дарина Степанова, Samogo.Net
Последние опубликованные
Самая большая свинья в мире: где она живет? 
Рейтинг детских смесей: самые популярные производители Самые длинные листья • Живая природа
декабря 06, 2010
Самые длинные листья
Пальмы рода рафия
Пальмы рода рафия (Raphia) имеют огромные рассеченные листья, которые по праву считаются самыми длинные листьями в мире. Общая длина листьев королевской рафии с их черешками составляет 25 метров. Совоё название пальма получила (произошло от греческого слова raphis, что означает игла, жало) благодаря форме своих листьев. Родиной пальмы считается Мадагаскар, но ее можно также найти на восточных берегах Африки, около болот и рек. Листья расположены по вертикали от вершины стебля и очень колючие в основание пальмы.
Сегменты лисьтев достаточно острые, имеют длину 1-2 метров, те, что находятся у основания очень тонкие и довольно таки колючие, цветы пальмы однополые и находятся на растениях. Развитие цветка происходит лишь на 40-50-летних растениях всего один раз в году.
Плоды пальмы рафии
Эти цветы имеют апикальную группировку в соцветиях с разветвлениями, состоящие из множества мужских цветов. В пазухе листа расположен прицветник, а у основания растения находятся женские цветы. Плоды пальмы рафии имеют яйцевидную форму, и размером с куриное яйцо. Кожура плодов твердая, глянцевая и коричнево-красноватого цвета.
Пальма рафия - однополое растение, каждый отросток цветёт один раз - после чего погибает, а растение живёт благодаря новым стеблям.
Кстати, самые большие листья в мире - Виктории амазонской.
Елена Поленова, Samogo.Net
Последние опубликованные
Самая большая свинья в мире: где она живет? samogoo.net
6. Растения короткого и длинного дня. Живые часы
6. Растения короткого и длинного дня
Нас интересует только способность отсчитывать время, которая находит свое выражение в фотопериодических реакциях.
Эрвин Бюннинг, 1964
В зонах умеренного климата смена времен года соответствует изменению климатических условий, часто очень резкому. Зимой в северных широтах столбик ртути опускается иногда до сорока градусов ниже нуля, снежный покров достигает высоты человеческого роста, а сплошная облачность сокращает и без того короткий день. На время зимних холодов растения образуют семена и клубни, насекомые переходят в стадию покоя, а некоторые животные впадают в спячку. Адаптивная значимость такого поведения очевидна. Гораздо менее очевиден тот факт, что организмы готовятся к зиме задолго до ее прихода. Чтобы образовать семена, растениям нужно время.
Как они узнают, что уже скоро зима? Либо измеряют календарное время, либо ощущают приближение зимы по укорачивающимся дням. В последнем случае им нужно уметь определять продолжительность дня. Первое сообщение о такой способности у растений было сделано лишь в 1920 году.
Сотрудники Департамента земледелия США химик В. В. Гарнер и физиолог растений X. А. Аллард в 1918 году поставили перед собой практическую цель — найти улучшенный способ разведения табака сорта Мэрилендский мамонт. Дело в том, что растения этого нового сорта дают очень много листьев (иногда до сотни), притом исключительно высокого качества. Но в штатах Мэриленд и Виргиния Мэрилендский мамонт цветет только поздно осенью (независимо от времени посева), так что наступающие морозы убивают растения еще до того, как на них образуются семена.
Годы интенсивных исследований не сразу привели Гарнера и Алларда к желаемому результату. Ученые создавали одну гипотезу за другой, тщательно проверяли их (а эксперименты с растениями продолжаются, как правило, не один год), но все тщетно.
Этим неудачам не следует удивляться, поскольку в то время уровень научных знаний о цветении и плодоношении растений был еще недостаточным. Гарнер и Аллард так писали в своей статье, опубликованной в Сельскохозяйственном ежегоднике в 1920 году:
Растения тропического происхождения цветут и плодоносят в строго определенное время года. Их поведение настолько постоянно, что в нашем представлении появление их цветков ассоциируется с определенными временами года, как перелеты птиц — с весной и осенью. О середине зимы нам напоминают цветки цикламена, фреезии, яркий цвет пуансеттии, плоды и ягоды ардизии. Весной мы ждем появления цветков форзиции, дикой фиалки, крокуса, иудина дерева, кизила. С приближением лета начинается цветение маков, рододендрона, ириса и водосбора. Осенью цветут декоративный шалфей, астры, космея, георгины и хризантемы.
Возникает мысль, что скрытая причина (или причины) такой приуроченности цветения и плодоношения к определенному времени должна быть чисто внутренней, иначе причуды погоды и другие весьма изменчивые внешние условия могли бы серьезно нарушать этот регулярный цикл. Несомненно и то, что для успешного цветения и плодоношения растений требуются известные пределы температуры, влажности и, конечно, освещения. Так, весеннее похолодание, летняя засуха или избыток осадков могут задержать или ускорить развитие растений, но в общем и цветок, и плод образуются регулярно в положенное время.
Поскольку созревание семян для многих растений представляет собой единственную возможность избежать вымирания, легко сделать вывод, что вся деятельность растительного организма направлена лишь на созревание семян, а предшествующие этому рост и развитие стебля, корня и листьев — явления второстепенные. Однако такая точка зрения неверна. Растение просто наследует способность цвести и плодоносить в ответ на определенные благоприятствующие этому условия окружающей среды.
В свете современных знаний это утверждение было действительно пророческим. Заметьте, что, хотя авторы и колебались в выборе контроля над временем цветения, они безоговорочно признавали совместное действие внутренних процессов и внешних факторов: «Растение просто наследует способность цвести и плодоносить в ответ на определенные благоприятствующие этому условия окружающей среды». Этим они на целое десятилетие предвосхитили одну из наиболее оригинальных и плодотворных идей во всей теории биологических ритмов.
Рассуждая далее о причастности внешних условий к созданию у растений определенного стереотипа поведения, они не исключали также и такой возможный фактор, как географическое местоположение растений. Строгая регулярность в цветении и плодоношении соблюдается растениями лишь до тех пор, пока они выращиваются в определенных областях. Перенос из одной области в другую может сильно изменить их поведение: обильно цветущие и плодоносящие растения делаются бесплодными или сдвигают время своего цветения с весны на осень и наоборот; однолетние растения становятся двухлетними. Эти изменения в поведении интродуцированных растений представляют веское свидетельство того, что именно внешние условия регулируют процессы цветения и плодоношения; кроме того, они предполагают возможность управления этими процессами.
Итак, Гарнер и Аллард занимались определением внешних факторов, задерживающих развитие растений Мэрилендского мамонта. Поскольку первые эксперименты проводились в теплицах, исследователи предположили, что таким фактором может быть воздействие пересадки растений в тепличные условия. «Только через несколько лет мы вдруг обнаружили, что с наступлением весны побеги, которые в норме образуют цветоносы, внезапно переходят на неограниченно долгий вегетативный рост. Тогда нам стало совершенно ясно, что мы имеем дело с влиянием какого-то сезонного фактора».
Что же это мог быть за сезонный фактор? Все в том же сообщении 1920 года Гарнер и Аллард отметили, что в качестве возможного фактора они рассматривали и температуру:
Нас не оставляла мысль, что температура — это и есть тот важнейший сезонный фактор, который влияет на развитие растений. С ним мы связывали весеннее цветение — как реакцию растений на умеренные температуры после холодной зимы. Ему же приписывали и появление цветков в прохладный осенний период. Вероятно, главным образом потому, что никакой другой очевидной причины не было.
Температура, несомненно, очень важный фактор в развитии растений, и по своим требованиям к ней растения сильно различаются. Тем не менее одной температурой нельзя объяснить, почему растения цветут и плодоносят в определенное время. Даже если создается благоприятная для цветения и плодоношения температура, все равно цветки и плоды появляются лишь в положенное время. Так, обыкновенный ирис, цветущий в мае — июне, не зацветает зимой в теплице, даже если его выращивать при температурах, которые преобладают ранним летом. Или: один сорт сои зацветает в июне, другой — в июле, третий — в августе; это происходит даже тогда, когда их сеют одновременно. Поскольку в течение лета не бывает резких перепадов температуры, а одними «внутренними часами» не объяснить эти различия в сроках цветения, должен быть еще какой-то внешний фактор. Вот вам пример своеобразного поведения сорта сои Байлокси. При ранневесеннем посеве на широте Вашингтона растения этого сорта все лето растут, достигая полутора метров, и зацветают только в сентябре. Если их посеять в июне или июле, растения все равно цветут в сентябре, укорачивая период роста. Значит, у сорта Байлокси есть тенденция цвести примерно в одно и то же время года независимо от сроков посева; лишь пропорционально задержкам посева уменьшается размер растений к моменту цветения.
Нетрудно догадаться, что при позднем посеве растение, способное укорачивать период роста, чтобы вовремя зацвести, приобретает явные преимущества. В этом случае вероятность того, что семена успеют созреть до заморозков, повышается и растению удается избежать губительного действия холодов. Важно, однако, различать самоускорение цветения и причину этого явления. Растения сорта Байлокси сокращением периода вегетации, в сущности, опережают наступление холодной погоды; следовательно, причина такого поведения сои не в снижении температуры.
В письме, написанном несколько ранее, Гарнер подчеркивает: «Поскольку растения росли в теплице, температура как указатель времени, по-видимому, должна быть исключена… Оставалось единственное сезонное явление, которое могло оказаться искомым фактором, — это изменение продолжительности дня и ночи. Важность такого предположения заключалась в том, что продолжительность светового дня была отделена от количества солнечного излучения».
Догадка пришла к ним одновременно, вспоминает Аллард. Перебирая факторы, которые могли бы ускорить наступление цветения, они вновь вернулись к условиям, изменяющимся при смене времен года, — к температуре и освещению. Упомянули и о продолжительности дня. Хотя им и казалось, что этот фактор не окажет сколько-нибудь существенного влияния на развитие растений, они решили проверить его. Для этого был выстроен небольшой экспериментальный домик, который хорошо вентилировался и в котором растения содержались в полной темноте. С помощью такого домика можно было создать для растений укороченный, «осенний» день. Весь июль 1918 года ежедневно несколько горшков с Мэрилендским мамонтом 14 часов находились в «темном домике» и на 10 часов выносились на дневной свет. Вскоре эти подопытные растения набрали бутоны, а контрольные, находившиеся в поле все долгие летние дни, так до самой осени и не зацвели.
Рис. 21. Фотопериодический контроль цветения. Вверху — опытные растения Мэрилендского мамонта, находившиеся на свету с 9 часов утра до 4 часов дня ежедневно. Семенные коробочки окончательно сформировались к 15 августа. Внизу — контрольные растения Мэрилендского мамонта, содержавшиеся на открытом воздухе. К 15 августа они не обнаружили никаких признаков цветения.
Столь буднично прост был способ, с помощью которого Гарнер и Аллард открыли у растений способность измерять продолжительность дня и, следовательно, определять время года. Этот ответ организма на относительную продолжительность дня и ночи исследователи назвали фотопериодизмом[6], а продолжительность дня, благоприятную для данного организма, — фотопериодом.
Но первый эксперимент, каким бы обнадеживающим он ни был, служил всего лишь указанием на существование определенной закономерности. Исследователям предстоял еще длинный, полный напряженной работы путь, прежде чем они смогли написать:
В районе Вашингтона продолжительность дня (от восхода до захода солнца) составляет приблизительно 15 часов в конце июня и около 9,5 часа — в конце декабря. Чтобы определить, сказывается ли такое изменение продолжительности дня на сроках цветения и плодоношения растений, была поставлена серия экспериментов. В долгие летние дни растения частично лишались освещения. Полученные результаты оказались удивительными. Период цветения растений больше не был связан с каким-то определенным временем года. Нормальная сезонная периодичность была нарушена.
Эксперименты ставились на самых разных растениях — и диких и культурных. Реакция на изменение продолжительности дня наблюдалась очень часто.
Метод проведения этих экспериментов чрезвычайно прост. «Темный домик» был устроен так, что воздух свободно поступал в него и выходил наружу, но дневной свет при этом не попадал внутрь. Контейнеры с растениями были размещены на тележках, что облегчало ежедневное перемещение подопытных растений в темное помещение на определенную часть дня и обратно. Так, для того чтобы растения получали восьмичасовое дневное освещение, тележку с растениями закатывали в темный домик, скажем, в 16 часов, и выкатывали оттуда в 8 часов утра следующего дня. Для сравнения в каждом эксперименте в точно таких же условиях выращивались контрольные растения, но они находились на свету весь день.
Ответ растений на искусственное укорачивание дня был быстрым и четким. Растения сои сорта Байлокси, проросшие 17 мая, ежедневно, начиная с 20 мая, получали семичасовое освещение и зацвели через 26 дней, тогда как контрольной группе растений для этого потребовалось 110 дней. Этот сорт сои, который обычно цветет в сентябре, даже если посеян в мае, зацвел в июне просто в результате сокращения длительности светового дня. Последующие эксперименты показали, что двенадцатичасовой световой период столь же эффективно ускорял цветение этих растений, как и семичасовой. Теперь нетрудно понять, почему этот сорт цветет в сентябре: именно в сентябре продолжительность дня сокращается до 12 часов.
Одновременно точно такой же эксперимент был проведен с сортом сои Пекин. Растения, получавшие семичасовое освещение, зацвели через 21 день, а находившиеся на свету весь день — через 62 дня. Это полностью соответствовало результатам полевых наблюдений: Пекин зацветает в июле, то есть на два месяца раньше Байлокси. Таким образом, Пекин цветет при более продолжительном дне, чем Байлокси.
Обыкновенная дикая астра, которая обычно цветет в сентябре в условиях укороченного дня, вела себя так же, как и соя Байлокси. При ежедневном семичасовом освещении астра зацвела через 36 дней, против 122 в условиях естественного освещения. Вывезенная из Перу фасоль лима, которая цветет в районе Вашингтона только поздно осенью, при сокращении светового периода до семи часов зацвела через 28 дней. Точно так же вела себя амброзия.
Вряд ли кто-нибудь ожидает увидеть среди лета цветки хризантемы или поздноцветущих сортов георгина, однако эти типичные для осени цветки легко получить сокращением продолжительности светового дня. Нет больше ничего таинственного в том, что среди посевов космеи, сделанных ранней весной, но с некоторым разрывом во времени, обнаруживаются такие, которые переносят свое цветение с весны на осень, когда продолжительность светового дня уменьшается примерно до 12 часов. По той же причине космея не цветет поздней весной, когда дни становятся длиннее 12 часов.
Существует группа растений, включающая большинство так называемых однолетников, которые регулярно цветут во второй половине лета, реагируя на сокращение продолжительности светового дня. Длинные дни способствуют более быстрому и интенсивному вегетативному росту этих растений, тогда как относительно короткие дни — их цветению и плодоношению. Некоторые из них в условиях естественного освещения долгих летних дней достигают гигантских размеров, прежде чем приступают к цветению. Поэтому слишком ранние посевы приводят к избыточному развитию листвы и стебля и слабому цветению и плодоношению. Поздние же посевы, наоборот, могут привести к карликовому росту при обильном цветении и плодоношении. Отсюда нетрудно понять, почему перенесение некоторых растений в более северные широты, где летний день длиннее, вызывает буйный рост и склонность к бесплодию. Растения этой группы по-разному реагируют на сокращение продолжительности летнего дня. Цветение одних можно вызвать в июле, других — задержать до ноября. Даже наиболее поздние из них легко заставить цвести и плодоносить в самый жаркий период лета простым укорачиванием дня. Так что нет причины считать наступление осенней прохлады важным фактором, влияющим на развитие растений.
Полную противоположность уже описанной группе составляют растения, регулярно цветущие поздней весной и в начале лета. Совершенно очевидно, что для достижения стадии цветения они не требуют коротких дней. Наоборот, было обнаружено, что короткие дни препятствуют или по крайней мере значительно задерживают их цветение и плодоношение. К этой группе растений относятся так называемые зимние однолетники, а также наши обычные овощи. Довольно интересные результаты были получены на типичном для этой группы редисе.
Обычные сорта редиса, посеянные весной, сначала образуют утолщенный съедобный корень, а несколько позже — стебель, на котором образуются цветки и созревают семена. Так, сорт Скарлет Глоб, посеянный 15 мая и растущий в условиях естественной продолжительности дня, начал цвести 21 июня. Тот же сорт, посеянный в то же время, но получавший ежедневно семичасовое освещение, рос медленно и не зацвел. В условиях укороченного светового дня увеличивались корни редиса и разрастались его листовые розетки. Перенесенный осенью в теплицу этот редис продолжал медленно расти и в течение всей зимы. Лишь ранней весной с прибавлением дня растение выбросило цветущий стебель и, образовав семена, погибло. Так типичный однолетник вынужден был вести себя как двулетник. Следовательно, сокращение продолжительности дневного освещения может не только приблизить время наступления цветения, но и затянуть его на тот или иной срок.
Поведение редиса — не исключение. Отсутствие цветоносов в течение коротких зимних дней и ранней весной очень характерно для многих морозостойких растений, которые сохраняют в это время года более или менее выраженную вегетативную активность. При этом наблюдается тенденция к росту стелющегося стебля с отростками у его основания или розеточная форма образования листьев. С наступлением весны характер роста меняется — растения, готовясь к цветению и плодоношению, выбрасывают прямостоячие стебли.
К этой группе растений принадлежат и наши кормовые травы. Среди них особенно характерно поведение лугового клевера… При ежедневном десятичасовом освещении у подопытных растений появлялся стелющийся нецветущий стебель, который сохранялся еще долгое время после того, как контрольная группа растений выбросила прямостоячие стебли, зацвела и образовала семена. Аналогичным образом обыкновенный ослинник, перенесенный с поля ранней весной и получавший после этого всего по 10 часов света в сутки, сохранял вегетативный тип развития еще несколько недель, в то время как растения, находившиеся на свету весь день, быстро образовали высокие прямые цветоносы.
Рис. 22. Внешний вид фитотрона в Канберре (Австралия).
Рис. 23. Фитотрон, работающий по принципу теплового насоса. Отдельные секции позволяют создавать режимы разной продолжительности дня и различных температур.
В летние месяцы вырастить шпинат для столовых целей не удается: он быстро идет в стрелку и не образует желаемой розетки крупных листьев. Обычно это приписывалось действию высоких температур. Действительно, повышение температуры в некоторых приемлемых пределах, как правило, ускоряет развитие растений. Тем не менее опыты показали, что шпинат и летом может дать исключительно хорошую розетку листьев, если период дневного освещения сократить до 8—10 часов.
Приведенные выше примеры иллюстрируют тот факт, что существует большая группа растений, которые переходят в стадию цветения и плодоношения лишь с увеличением продолжительности дня, по мере того как весна переходит в лето. Об этих растениях можно говорить как о «растениях длинного дня» по сравнению с «растениями короткого дня», которых вынуждает цвести и плодоносить сокращение продолжительности дня, наступающее осенью. Резкой границы между этими двумя группами не существует, хотя и есть растения, которые не могут перейти к цветению и плодоношению без очень длинного либо очень короткого светового периода. Существуют и такие растения, которые по своему отношению к продолжительности дня занимают промежуточное положение.
Чтобы выяснить эффективность освещения, была построена теплица, в которой равномерно распределялись 40-ваттные электрические лампы, что создавало среднюю освещенность в 35–60 люксов. Свет оставался включенным ежедневно от заката солнца до полуночи. Такая интенсивность освещения очень незначительна по сравнению с естественной, достигающей в ясные зимние дни 5000 люксов, а иногда и больше. И все же были получены поразительные результаты. Для сравнения в аналогичных условиях, но без искусственного освещения содержали другую группу таких же растений.
Предполагалось, что в контрольной теплице растения длинного дня сохранят чисто вегетативный рост, а в теплице с искусственным освещением— ускорят развитие и зацветут. Растения же короткого дня, наоборот, должны были бы в контрольном помещении зацвести, а в освещаемой теплице продолжать вегетировать.
В контрольной теплице цветение космеи наступило между 50 и 60 днями с момента прорастания. В освещаемой теплице растения бурно росли, сильно превышая обычные размеры и не обнаруживая никаких признаков цветения. В июле растения вынесли из теплицы, и с этого момента они получали только естественное освещение длинных солнечных дней. Они продолжали активно расти и зацвели лишь в октябре, когда естественное сокращение продолжительности дня вынудило их перейти к цветению.
Этих примеров вполне достаточно, чтобы показать, что искусственное освещение малой интенсивности, используемое для удлинения светового периода в короткие зимние дни, препятствует зацветанию растений короткого дня и столь же эффективно содействует переходу растений длинного дня к цветению и плодоношению. Итак, сравнительно слабое искусственное освещение, используемое в течение зимы как дополнение к дневному свету короткой продолжительности, оказывает то же самое действие, что и дневное освещение летом.
В заключение Гарнер и Аллард обсудили возможные направления дальнейших исследований:
Правильное объяснение влияния продолжительности дня на развитие растений поможет лучшему пониманию причин ограниченного местообитания большинства растений — проблемы очень трудной и сложной. Чтобы получить максимальный урожай, необходимо точно знать время проведения каждого посева. При некоторых условиях разница менее чем в 10 дней направит развитие растений либо в сторону нарастания зеленой массы, либо в сторону образования репродуктивных органов.
Селекционерам, работающим с растениями, открытие такого важного фактора, как относительная продолжительность дня и ночи, поможет обеспечить конкретные районы ранними или поздними сортами, более урожайными или более высокорослыми формами, улучшенными сортами постоянно цветущих или постоянно плодоносящих видов. Это открытие более четко определяет проблему расширения зон посева зерновых. Кроме того, искусственное регулирование длительности освещения позволяет работать более или менее независимо от естественных условий продолжительности дня. Часто бывает невозможным проведение скрещивания растений из-за разницы в сроках цветения родительских форм. В таких случаях управление длительностью светового периода, а следовательно, и сроками цветения может оказать неоценимую помощь. Биолог, занимающийся внедрением новых форм растений, будет иметь в своем распоряжении более надежную основу для изучения факторов, от которых зависит возможность приспособления данного растения к условиям нового района.
Это открытие позволит, по-видимому, заставить цвести и плодоносить почти любое растение в любое время года и в любом месте. Сокращением светового периода с помощью темных камер и удлинением его с помощью искусственного освещения можно будет по желанию вызывать у растений репродуктивную активность.
Какая же из проблем была выбрана Гарнером и Аллардом в качестве первоочередной? Удалось ли им получить семена от табака сорта Мэрилендский мамонт и как?
Их предложение было простым: «Проблему обеспечения семенами легко разрешить, выращивая Мэрилендский мамонт в южной Флориде зимой, поскольку в этих условиях он цветет и плодоносит, ничем не отличаясь от всех прочих сортов…»
Так Гарнер и Аллард, решив непосредственный практический вопрос, дали миру новый метод, который позволил работникам сельского хозяйства, цветоводам, садоводам и селекционерам регулировать развитие растений. Но только через десять лет было понято истинное значение открытия фотопериодизма для биологии в целом.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
bio.wikireading.ru
Самые длинные корни растений и самые глубокие
Основная функция корневой системы – это снабжение растения содержащимися в почве питательными веществами и, главное, влагой. Поэтому самые длинные корни у растений там, где вода труднодоступна, а именно, в засушливых районах земного шара.
Растениям пустынь и полупустынь, для того чтобы выжить, приходится использовать либо влагу незначительных осадков, которая проникает лишь в верхние слои почвы, либо искать её в глубоких водоносных слоях. Из небольших растений самые длинные корни (более 20 метров!) у знаменитой верблюжьей колючки.
Ещё два рекордсмена по измеренной длине корней – это люцерна посевная, корневая система которой развиваются в длину до 15 метров, и кустарничек из Средней Азии мимозка выполненная, корни которой достигают семи метров длины.
Среди деревьев, как выяснили ученые, самые длинные корни – 30 метров - у среднеазиатской яблони киргизов. Самые глубокие корни в мире также у яблони, растущей на неустойчивых лессовых грунтах в американском штате Небраска. Как выяснили американские ботаники, корневая система этого дерева проникает на глубину 1068 сантиметров.
Лишь немного отстал от яблони американский каштан зубчатый. По сведениям английских ботаников корни одного из этих деревьев, растущего в графстве Кент, проникли вглубь земли на 914 сантиметров.
Если говорить у суммарной длине корневой системы, то самые длинные корни (измеренные) у четырехмесячной озимой ржи. В сумме длина всех корней и корешков этого небольшого растения составляла 619 километров!
Среди деревьев самая большая суммарная длина корневой системы, которую удалось измерить, оказалась у столетней обыкновенной сосны и равна она была 50 километрам!
РЕКОРДЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ СЕМЯН РАСТЕНИЙ
- < Назад
- Вперёд >
vse-fakty.ru
Растения длинного дня
У растений длинного дня большая продолжительность дневного освещения действует в одинаковом направлении и на цветение, ускоряя его, и па образование углеводов, увеличивая их содержание. Однако процессы эти не связаны друг с другом, возникают каждый в отдельности под влиянием непосредственно действующего на них светового фактора. Следовательно, у растений длинного дня налицо лишь совпадение этих двух показателей — увеличения концентрации сахаров и ускорения цветения, а не закономерная связь между ними. Таким образом, количество растворимых углеводов и величина их отношения к количеству растворимых азотных соединений (С/N) ие обусловливают наступления цветения растений.[ ...]
Овощные растения заметно реагируют на продолжительность дневного освещения. Отдельные растения тропического происхождения ускоряют цветение при уменьшении длины дня. Такие растения называют растениями короткого дня. К ним относятся: соя, табак, огурец, фасоль, некоторые сорта помидоров. Растения из умеренных широт — шпинат, салат, редис и все двулетние — при коротком световом дне замедляют образование репродуктивных органов и, наоборот,— с увеличением длины дня ускоряют развитие. Их называют растениями длинного дня. Например, редис типичное растение длинного дня, при позднелетнем сроке сева, когда дни укорачиваются, долго не стрелкуется и образует корнеплод с плотной, стекловидной мякотью.[ ...]
Отношение растений к недостатку магния определяется природой растения. По данным М. М. Мазаевой [67], растения короткого дня — просо, чумиза, кукуруза, конопля, сорго и др. — более чувствительны к недостатку магния, чем растения длинного дня — овес, ячмень, горчица, люпин и др.[ ...]
Для многих растений важна не только интенсивность света, но и продолжительность светлого времени суток — определенный фотопериодизм. Размах отношения длительностей дня и ночи возрастает от тропиков к полярному кругу. Так называемым растениям длинного дня, обитающим в высоких широтах, для начала цветения нужен фотопериод больше 14-15 часов, тогда как тропическим растениям короткого дня — меньше 10-11 часов.[ ...]
У некоторых растений больший рост сочетается с ускоренным развитием, а меньший рост — с замедленным развитием (растения длинного дня). У других растений больший рост сочетается с замедленным развитием и меньший рост — с ускоренным развитием (растения короткого дня). Все эти сочетания становятся ясными, если посмотреть на рис. 6 и 7, па которых показано состояние растений горчицы и конопли па разной длине дня.[ ...]
Этим различием растений по их отношению к свету ; объясняется, например, почему некоторые растения и культуры на севере сильно сокращают свой вегетационный период и гораздо быстрее созревают,— очевидно, -это растения длинного дня. С другой стороны, мы знаем много примеров, когда южные растения, перенесенные на север (хотя бы летняя температура там была для них подходящая), опаздывают в свсем развитии и не успевают вызреть,— очевидно, это растения короткого дня.[ ...]
Некоторые высшие растения цветут при увеличении длины дня, их называют растениями длинного дня, другие зацветают при сокращении дня (когда он продолжается менее 12 ч) и называются растениями короткого дня. Животные также могут реагировать на длину дня. У многих (но далеко не у всех) организмов, чувствительных к фотопериоду, настройку биологических часов можно изменить экспериментальным изменением фотопериода. Цветоводам часто удается вызывать внесезонное цветение растений, изменяя фотопериод. Перелетные птицы в течение нескольких месяцев после осеннего перелета нечувствительны к фотопериоду. Видимо, короткие осенние дни необходимы для того, чтобы «перевести» биологические часы и подготовить эндокринную систему к реакции на длинные дни. Если после конца декабря искусственно увеличить длину дня, это вызовет последовательность явлений, обычно происходящих весной, — линьку, накопление жира, перелетное беспокойство и увеличение гонад. Физиология этой реакции у птиц сейчас довольно хорошо изучена (см. обзоры Фаряера, 1964, 1965а), но неясно, наступает ли осенняя миграция непосредственно под влиянием короткого дня или же здесь играют роль биологические часы, «заведенные» длинным весенним фотопериодом.[ ...]
В наших опытах были взяты растения короткого дня — перилла красная и растения длинного дня — горчица белая, шпинат Витофик, редис Ледяная сосулька и рудбекпя [Чайлахян, 1946а]. Постановке опытов предшествовала формовка растений. Оставленные па растениях 2—3 листа помещали в условия различного светоного режима и суммарный эффект действия листьев, получающих различные фотопериоды, учитывали по скорости репродуктивного развития верхушечной почки.[ ...]
Вводные пояснения. Реакция растений на длину дня, получившая название фотопериодизма, способствует их приспособлению к сезонным изменениям жизненно важных факторов внешней среды (температуры, влажности). У фотопериодически чувствительных растений длина дня влияет на вызревание древесины, переход почек к покою, время листопада у древесных и кустарниковых многолетников, вегетативное размножение и генеративное развитие у однолетних, двулетних и многолетних растений.[ ...]
Гиббереллины стимулируют рост растений, увеличивают в них содержание целлюлозы и растворимых углеводов. Ценное свойство этой группы соединений — стимуляция ими цветения растений длинного дня на севере, а также двулетних растений, часто цветущих под действием гиббереллинов в первый год. Они стимулируют также прорастание зерен ячменя при приготовлении солода и увеличивают образование в них амилазы.[ ...]
По степени отношения к световому режиму выделяют растения длинного дня, которые могут расти, цвести и плодоносить круглый год, темнота им совершенно не нужна. В средних широтах они (гортензия, глоксиния, сенполия, кальцеолярия, цинерария и т.д.) цветут с ранней весны, т. е. с наступлением длинного дня и короткой ночи, до начала осени.[ ...]
Чайлахян М. X., Самыгин Г. А. О роли листьев в фотопериодической реакции растений длинного дня//Докл. АН СССР. 1948.[ ...]
Таким образом, накопление сухого вещества и связанный с ним рост у одних растений совпадает с быстрым переходом к репродуктивному развитию; у других растений такого совпадения пет. Так, растения короткого дня — соя, просо, конопля и другие — с повышением продолжительности дневного освещения увеличивают накопление сухого вещества, усиливают рост, по задерживаются в цветении. Растения длинного дня — горчица, пшеница, люпин и другие — в условиях более длинного дня тоже повышают накопление сухого вещества и усиливают рост; одновременно с этим они быстро зацветают и переходят к плодоношению. Поскольку накопление сухого вещества и рост тесным образом связаны с фотосинтезом и первичными его продуктами — углеводами, эти сочетания роста и развития у разных растений сами по себе показывают, что цветение растений не находится в прямой зависимости от увеличения содержания углеводов в листьях, как думал Клобс [К1еЬэ, 1904].[ ...]
Продолжительность периода от посева или посадки до цветения у большинства растений сильнее зависит от светового периода (количество светлых часов), чем от интенсивности света и состава лучей. Растениям, цветущим обычно весной и осенью, требуется короткий день, то есть относительно небольшое число светлых часов в сутки. Растениям, цветущим летом, нужен длинный день. Первую группу растений называют растениями короткого дня, а вторую — растениями длинного дня.[ ...]
В 1977 г. Кандлер установил, что в условиях постоянного освещения ацетилхолин препятствует цветению растений длинного дня Lemna gibba, по в том же самом световом режиме ускоряет цветение короткодневного растения Lemna perpusilla. Это нашло подтверждение и для некоторых других видов растений.[ ...]
Специальная работа в этом направлении была проведена нами совместно с Л. П. Ждановой [Чайлахян, Жданова, 1938]. Опытными растениями служили просо Саратовское, конопля сорта Новгород-Северская, подсолнечник Кубанский 631, гюрилла и хризантема — растения короткого дня; подсолнечник Саратовский ранний — растение нейтральное к длине дня; горчица белая (Siliapis alba L.) и люпин еппин (Lupiniis angnslifolius L.) — растения длинного дня.[ ...]
С 1967 г. нами совместно с Л. И. Яниной была начата работа по экспериментальному изучению природы фотопериодической реакции длинно-короткодневных видов. Ниже приводятся результаты тех опытов, которые проводились по изучению влияния на цветение растений длины дня и гиббереллина [Чайлахян п др., 1968].[ ...]
Результаты опыта показали, что испытанные экстракты содержат гиббереллиноподобиыо вещества, причем их количество в экстрактах из листьев растений длинного дня больше, чем из листьев растений короткого дня.[ ...]
Культура арахиса до сих пор ограничивается у нас южными районами, а на севере арахис обычно запаздывает в развитии и редко вызревает, так как имеет длинный вегетационпый период. А мы только что видели, что длительность вегетации находится в полной зависимости от продолжительности светового дня. Мы можем заставить его цвести и плодоносить гораздо раньше и успеть созреть в течение северного лета, воздействуя теми же самыми приемами (укорачиванием рабочего дня), которыми мы заставляли редиску (растение длинного дня) задерживать свое развитие, и этим добиться ускорения цветения и плодоношения у пего.[ ...]
Изучение фотопериодической реакции при дифференцированном световом режиме отдельных листьев привело нас к установлению закономерностей в развитии побегов растений в зависимости от-взаимного положения короткодпевиого и длинно дневного листьев. Как и в опытах с дифференцированным световым режимом отдельных частей — половинок листа, у растения короткого дня — периллы — выявился факт резкого тормозящего цветение действия длипнодневиой зоны — целого листа, если он находится на пути между короткодневпым листом и верхушечной почкой. У растения длинного дня — горчицы такого рода своеобразный барьер, хотя и в мепее выраженной форме, создается при расположении короткодневного листа над длинно-дневным.[ ...]
Первые же работы Гарнера и Алларда внесли новое понимание в вопрос об отношении растительных организмов к свету и открыли новый путь исследованиям в этой области. Выяснился, казалось бы, простой факт, что растения в процессе эволюции приспособились не к свету вообще, т. е. к количеству лучистой энергии, а к его определенной периодичности (смене дня и ночи), соответствующей географической широте места происхождения растений. Гарнер и Аллард показали, что для перехода растений от вегетативного роста к репродуктивному развитию большое значение имеет соотношение суточной длительности света и темноты, т. е. длины дня и ночи. У одних растений увеличение длины дня ускоряет цветение и плодообразовапие (растения длинного дня), у других, наоборот, то же самое ускорение вызывает укорочение дня (растения короткого дня), и, наконец, некоторые растения оказываются нейтральными по отношению к длине дня.[ ...]
В юго-западной части района годовая сумма осадков составляет 650 мм, и безморозный период длится 150 дней. Сумма активных температур выше 10°С составляет 1700...2000 °С, что создает благоприятные условия для получения высокой урожайности возделываемых растений длинного дня.[ ...]
Длиннодневиые и короткодпевные виды возникли из нейтральных, более древних по происхождению и неспециализированных. Специализация длиннодневных видов дала им огромные преимущества перед нейтральными в климатических условиях умеренных и северных широт. Растения длинного дня при коротком осеннем и зимнем дне не образуют цветочных стеблей и не цветут, а кустятся или образуют розетки, что способствует сохранению их под снежным покровом и служит, таким образом, приспособлением к перезимовке. Специализация коротко-дневных видов также дала им большие преимущества перед нейтральными в тропических и субтропических странах. Растения короткого дня в условиях длинного летнего дня не цзветут, а вегетируют и таким образом переживают жаркое и сухое лето тропиков и субтропиков или, наоборот, период проливных дождей. У промежуточных видов специализация дошла еще дальше — они имеют ограничения короткодневпых и длинно-дневных видов и зацветают только в узком интервале средних, длин дня.[ ...]
Всякий, кто разводил на грядах редиску на севере, знает, что весной редиска имеет сочный и вкусный корень, а чем ближе к лету, тем корень ее становится все хуже и хуже. Если ее посеять летом, то всходы редиски очень скоро начинают идти в стебель и не образуют хорошего корня. А между тем на юге,-например в Закавказье, редиску выращивают целое лето, при этом корни все время получаются крупные, сочные и растения долго не идут в стебель. Основная причина та, что редиска — растение длинного дня и ускоряет свое развитие в летние длинные дни на севере. Она раньше начинает цвести и плодоносить, прекращая образование корня, а на юге при коротком дне задерживает выход в стебель и продолжает образовывать корень.[ ...]
ru-ecology.info
Растение - длинный день - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Растение - длинный день
Cтраница 1
Растения длинного дня скорее зацветают и плодоносят при удлинении дня, а; при укорачивании затягивают плодоношение; растения короткого дня, наоборот, быстрее развиваются при ко -; ротком дне, а по мере удлинения дня затягивают свой вегетационный период, задерживаются с цветением и s - плодоношением, а иногда и совсем не зацветают. [1]
Для индуцирования цветения растениям длинного дня необходимы условия с длинным днем и короткой ночью, тогда как растения короткого дня цветут только в условиях короткого дня и длинной ночи. Объясните, как один и тот же фоторецептор, фитохром, может индуцировать цветение у растений обоих типов. [2]
Самый обыкновенный картофель ( тетраплоидный вид Solanum tuberosum) происходит из Чили, вероятно с острова Чилоэ, является растением длинного дня, одомашненным еще в древней Араукании. Оба эти географически и исторически разобщенные культурные виды легко скрещиваются. [3]
Этим различием растений по их отношению к свету; объясняется, например, почему некоторые растения и культуры на севере сильно сокращают свой вегетационный период и гораздо быстрее созревают - очевидно, - это растения длинного дня. С другой стороны, мы знаем много примеров, когда южные растения, перенесенные на север ( хотя бы летняя температура там была для них подходящая), опаздывают в свеем развитии и не успевают вызреть - очевидно, это растения короткого дня. [4]
Растения длинного дня, само - и перекрест-ноопыляемые. [5]
Наиболее быстро происходит рост при оптимальном содержании в растении ауксинов. Действие гиббереллинов на растения короткого и длинного дня различно. [6]
Гиббереллины стимулируют рост растений, увеличивают в них содержание целлюлозы и растворимых углеводов. Ценное свойство этой группы соединений - стимуляция ими цветения растений длинного дня на севере, а также двулетних растений, часто цветущих под действием гиббереллинов в первый год. Они стимулируют также прорастание зерен ячменя при приготовлении солода и увеличивают образование в них амилазы. [7]
С этой точки зрения различают три группы растений. У растений длинного дня, поставленных в условия кратковременного ежесуточного освещения, наступление цветения задерживается и его может даже совсем не быть. [8]
При действии гиббереллинов на растения отмечено удлинение и деление клеток, приводящее к вытягиванию стебля и росту растения. Наиболее быстро происходит рост при оптимальном содержании в растении ауксинов. Действие гиббереллинов на растения короткого и длинного дня различно. Гиббереллины могут найти практическое применение для выращивания декоративных растений и винограда. При обработке отдельных сортов винограда гиббереллинами значительно увеличивается урожай. [9]
Всякий, кто разводил на грядах редиску на севере, знает, что весной редиска имеет сочный и вкусный корень, а чем ближе к лету, тем корень ее становится все хуже и хуже. Если ее посеять летом, то всходы редиски очень скоро начинают идти в стебель и не образуют хорошего корня. А между тем на юге-например в Закавказье, редиску выращивают целое лето, при этом корни все время получаются крупные, сочные и растения долго не идут в стебель. Основная причина та, что редиска - растение длинного дня и ускоряет свое развитие в летние длинные дни на севере. Она раньше начинает цвести и плодоносить, прекращая образование корня, а на юге при коротком дне задерживает выход в стебель и продолжает образовывать корень. [10]
Аллардом в 1920 г. Эти исследователи показали, что растения табака зацветают только после выдерживания их в течение некоторого времени в условиях короткого светового дня. В природе такие условия возникают осенью, но их можно создать и летом в теплице, поддерживая там освещение в течение 7 ч в сутки. При изучении других видов было обнаружено, что некоторым для цветения требуется длинный день; это - длиннодневные растения ( ДЦР), или растения длинного дня. Существуют растения, которые цветут независимо от долготы дня; их называют нейтральными. Такая зависимость физиологического ( фенологического) состояния от продолжительности светлого времени суток называется фотопериодизмом. [12]
Из многих фотореакций, опосредованных фитохромом, лучше всего изучены, вероятно, инициация цветения, прорастание семян и позеленение этиолированных тканей. В первом случае очень кратковременное освещение даже части растения ( одного листа) светом требуемой длины волны инициирует реакцию, для завершения которой необходимо несколько недель. Ясно, что при этом происходит экспрессия новой генетической информации. В природных условиях начало цветения определяется длиной дня, или, говоря более точно, продолжительностью темпового периода. Так, у растений короткого дня цветение начинается в условиях длинной ночи и короткого дня, в то время как для растений длинного дня необходимы прямо противоположные условия - длинный световой и короткий темновой период. В обоих случаях фитохром является фоторецептором, который опосредует реакцию. [13]
Страницы: 1
www.ngpedia.ru
