Локализация роста у растений. Рост растения это

Процесс роста растений

Процесс роста растений — это процесс новообразования элементов структуры организма. Под элементами структуры надо понимать органы, клетки, части клеток и даже субмикроскопические компоненты протоплазмы.

Понятие о росте растений

Обычно рост растений сопровождается увеличением их массы и размеров. Рост — это свойство живого организма, для которого характерно наряду с новообразованием элементов структуры и разрушение их. В некоторых случаях разрушение может преобладать над новообразованием или быть ему равным.

Но это не означает, что рост приостановился. Например, в период образования генеративных органов у злаков и некото­рых однолетних растений наблюдается не прирост сухого веще­ства, а его убыль. В то же время несомненно, что ростовые процессы идут, так как образуются новые элементы структуры организма.

При прорастании семян в темноте образуются большие про­ростки, т. е. наблюдается рост, но сухой вес проростков будет меньше, чем сухой вес посеянных семян. Потеря веса при росте происходит и при посеве семян в почву и при посадке клубней картофеля.

До тех пор пока ростки не выйдут на поверхность, наблюдается явный рост, но вместе с тем и уменьшение веса растения. Процесс роста при прохождении организмом жизнен­ного цикла осуществляется с различной скоростью, и характер образования новых элементов структуры закономерно изме­няется.

Фазы роста клетки

Растущие зоны находятся на конце каж­дого корня и стебля растения. Размеры растущей зоны вообще невелики: на кончике корня она примерно равна 1,0 см, у стеб­ля — 4,0—30,0 см.

На конце растущей зоны находится эмбриональная ткань — первичная меристема. Она состоит из одинаковых мелких кле­ток, сплошь заполненных протоплазмой, имеющих тонкие обо­лочки и крупное ядро.

Эмбриональная фаза роста клетки

Клетки находятся в состоянии непрерыв­ного деления, при этом размеры их остаются более или менее постоянными. Вслед за делением происходит увеличение массы живого вещества в каждой новой клетке до тех пор, пока она не достигнет размера материнской, после чего клетка делится.

Увеличение размеров в этой фазе роста невелико, так как оно определяется только увеличением числа клеток. Эта фаза роста называется эмбриональной.

Образовавшиеся клетки переходят в следующую фазу роста, которая характеризуется значительным увеличением размера растительной клетки. В клетках появляются вакуоли, постепенно сливающиеся в одну большую.

Фаза растяжения клетки

Количество протоплазмы в этой фазе роста продолжает увеличиваться, разрастается оболочка клетки, и сильно увеличивается ее объем. Эта фаза роста называется фазой растяжения.

В этом случае количество клеток остается постоянным; сильный рост обусловлен увеличением размера кле­ток, связанного главным образом с увеличением размеров кле­точной оболочки и объема клеточного сока.

Фаза дифференцировки клетки

У клеток утолщаются клеточные оболочки за счет наслоения гемицеллюлоз и лигнина. Выросшие клетки начинают дифферен­цироваться, образуя различные ткани. Эта фаза роста назы­вается фазой дифференцировки. В фазе дифференцировки клетки не увеличиваются в размерах и количество их остается    прежним,   поэтому    линейный    рост    незначителен. По   окончании   дифференцировки   рост   клетки   прекращается.

Таким образом, каждая клетка проходит все 3 фазы роста, находясь последовательно в разных зонах роста, которые распо­лагаются в следующем порядке: на самом кончике корня и стебля находится зона эмбрионального роста, дальше зона рас­тяжения и наконец зона дифференцировки.

Благодаря наличию концевых меристем осуществляется рост корня и стебля в длину. Рост стеблей и корней в толщину воз­можен благодаря наличию вторичной меристемы — камбия.

Камбий имеется только у двудольных растений и расположен между ксилемой и флоэмой. Клетки камбия характеризуются также энергичным делением и проходят все 3 фазы роста, образуя ксилему и флоэму.

Вторичная меристема имеется также у основания каждого листа, но обычно сохраняется недолго.

Кроме того, вторичная меристема бывает у основания меж­доузлий, так называемая вставочная, или интеркалярная, мери­стема. Вторичной меристемой является также пробковыйкамбий.

Для роста клеток необходим приток органических и мине­ральных веществ, воды и наличие нуклеиновых кислот — РНК и ДНК, при участии которых и осуществляется синтез белка, являющегося основой протоплазмы.

РНК в эмбриональных клет­ках находится не только в ядре, но и во всей протоплазме. При дальнейшем росте РНК сосредоточивается в образующихся паренхимных клетках в структурных элементах — рибосомах, пла­стидах и митохондриях.

В. Г. Конарев показал, что образование небелковых структур (кольца и спирали сосудов) в фазе диф­ференцировки происходит также при участии РНК.

Вначале прирост участка увеличи­вается, затем постепенно уменьшается, и наконец расстояние между метками не изменяется, т. е. при­рост равен нулю (см. табл.) Для роста растений необходима энергия, освобождающаяся в процессе дыхания. Кроме того, для осущест­вления ростовых процессов необходи­мы активаторы роста.

Наблюдать за ростом можно сле­дующим простым способом, предло­женным Саксом. На эмбриональную зону корня или стебля проростка на­носят тушью 2 метки на расстоянии 1 мм. Проросток помещают во влаж­ную атмосферу и ежедневно измеряют участок между метками и определяют его прирост. Данные заносят в таблицу.

Общая длина и прирост корня бобов на протяжении восьми дней

Такие же данные можно получить в течение одних суток, на­нося не одну, а несколько меток на расстоянии 1 мм одна от другой по всей растущей зоне проростков. На следую­щий день измеряют все участки и вычисляют прирост.

1. — с только что нанесенными метками,
2. — спустя сутки.

Наимень­шие приросты будут на кончике корня или стебля, где клетки находятся в состоянии эмбрионального роста. Приросты возрас­тают и   достигают   максимума в зоне растяжения, постепенно уменьшаясь к концу зо­ны; в зоне дифференцировки изменение длины участков не наблюдается.

libtime.ru

Рост и развитие растений

98

Вопросы:

1.ПОНЯТИЕ ОБ ОНТОГЕНЕЗЕ, РОСТЕ И РАЗВИТИИ РАСТЕНИЙ 3

2.КЛЕТОЧНЫЕ ОСНОВЫ РОСТА И РАЗВИТИЯ 6

3.ФИТОГОРМОНЫ КАК ФАКТОРЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ РОСТ И РАЗВИТИЕ ЦЕЛОСТНОГО РАСТЕНИЯ 8

3.1.АУКСИНЫ 9

3.2.ГИББЕРЕЛЛИНЫ 11

3.3.ЦИТОКИНИНЫ 13

3.4.АБСЦИЗОВАЯ КИСЛОТА 14

3.5.ЭТИЛЕН 15

3.6.ФЕНОЛЬНЫЕ ИНГИБИТОРЫ 16

3.7.ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФИТОГОРМОНОВ 18

3.8.ВЛИЯНИЕ ФИТОГОРМОНОВ НА РОСТ И МОРФОГЕНЕЗ РАСТЕНИЙ 19

3.9.ИНАКТИВАЦИЯ ФИТОГОРМОНОВ В РАСТЕНИЯХ 21

3.10. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ ФИТОГОРМОНОВ 21

3.11.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФИТОГОРМОНОВ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ 22

4.ЛОКАЛИЗАЦИЯ РОСТА У РАСТЕНИЙ 25

5.ОСОБЕННОСТИ РОСТА ОРГАНОВ РАСТЕНИЯ 25

6.ЗАВИСИМОСТЬ РОСТА ОТ ВНУТРЕННИХ ФАКТОРОВ 29

7.РОСТОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 29

8.МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РОСТА 34

9.ВЛИЯНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА РОСТ 35

9.1.СВЕТ КАК ФАКТОР, РЕГУЛИРУЮЩИЙ РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ 35

9.2.ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РОСТ РАСТЕНИЙ 38

9.3.ВЛИЯНИЕ НА РОСТ РАСТЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ ПОЧВЫ 39

9.4. ГАЗОВЫЙ СОСТАВ АТМОСФЕРЫ (ВЛИЯНИЕ АЭРАЦИИ) 41

9.5. МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ 41

9.6. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ, ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ И ВОЗДУХА 41

9.7. 42

9.8.ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И МАГНИТНОГО ПОЛЕЙ 43

9.9.ЗАКОН МИНИМУМА И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФАКТОРОВ РОСТА 44

10.НЕОБРАТИМЫЕ НАРУШЕНИЯ РОСТА. КАРЛИКОВОСТЬ И ГИГАНТИЗМ 44

11.РИТМЫ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 46

12.ДВИЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ 48

12.1.ФОТОТРОПИЗМ 48

12.2.ГЕОТРОПИЗМ 50

12.3.ДРУГИЕ ВИДЫ ТРОПИЗМОВ 52

12.4.НАСТИИ 52

13.РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ 54

13.1. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ОБЩИХ ВОЗРАСТНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ У РАСТЕНИЙ 54

13.2. ЯРОВИЗАЦИЯ 57

13.3. ФОТОПЕРИОДИЗМ 60

13.4. ФИЗИОЛОГИЯ СТАРЕНИЯ РАСТЕНИЙ 63

14.ЦИКЛИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ И ОМОЛОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ И ИХ ОРГАНОВ В ОНТОГЕНЕЗЕ 66

15.ПОНЯТИЕ О РОСТЕ ЦЕЛОСТНОГО РАСТЕНИЯ 68

15.1. УПРАВЛЕНИЕ ГЕНЕРАТИВНЫМ РАЗВИТИЕМ И СТАРЕНИЕМ РАСТЕНИЙ 70

15.2. ОСОБЕННОСТИ РОСТА РАСТЕНИЙ В ФИТОЦЕНОЗЕ 74

15.3. РЕГУЛЯЦИЯ РОСТА И ОНТОГЕНЕЗА 75

16.ФИЗИОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЕМЯН, ПЛОДОВ И ДРУГИХ ПРОДУКТИВНЫХ ЧАСТЕЙ РАСТЕНИЙ 77

16.1. ФИЗИОЛОГИЯ ЦВЕТЕНИЯ 77

16.2. ФИЗИОЛОГИЯ ОПЫЛЕНИЯ И ОПЛОДОТВОРЕНИЯ 78

16.3. ФОРМИРОВАНИЕ СЕМЯН КАК ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ПЕРИОД ОНТОГЕНЕЗА РАСТЕНИЙ 81

16.4. НАКОПЛЕНИЕ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ СЕМЯН 83

16.5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВЕГЕТАТИВНЫХ И РЕПРОДУКТИВНЫХ ОРГАНОВ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ СЕМЯН 84

16.6. ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВ ПРИ СОЗРЕВАНИИ СОЧНЫХ ПЛОДОВ 87

16.7. ПРИЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ ПЛОДОНОШЕНИЯ И УСКОРЕНИЯ СОЗРЕВАНИЯ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ 88

16.8. ВЛИЯНИЕ ВНУТРЕННИХ И ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО СЕМЯН 89

17.ФИЗИОЛОГИЯ ПОКОЯ И ПРОРАСТАНИЯ СЕМЯН 91

18.ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХРАНЕНИЯ СЕМЯН, ПЛОДОВ, ОВОЩЕЙ, СОЧНЫХ И ГРУБЫХ КОРМОВ 97

1. Понятие об онтогенезе, росте и развитии растений

Онтогенез (жизненный цикл), или индивидуальное разви­тие, — комплекс последовательных и необратимых изменений жизнедеятельности и структуры растений от возникновения из оплодотворенной яйцеклетки, зачаточной или вегетативной почки до естественной смерти. Онтогенез является последова­тельной реализацией наследственной генетической программы развития организма в конкретных условиях внешней среды.

Для характеристики онтоге­неза растений используют термины «рост» и «развитие».

Рост — новообразование цитоплазмы и клеточных структур, приводящее к увеличению числа и размеров клеток, тканей, органов и всего растения в целом (по Д. А. Сабинину, 1963). Рост растений нельзя рассматривать как чисто количест­венный процесс. Так, появляющиеся побеги, листья качественно отличаются друг от друга. Растения в отличие от животных орга­низмов растут в течение всей жизни, но обычно с некоторыми перерывами (период покоя). Пока­затели темпов роста - скорость нарастания массы, объема, раз­меров растения.

Развитие — качественные изменения живых структур, обусловленные прохождением орга­низмом жизненного цикла. Разви­тие — качественные изменения структуры и функций растения в целом и его отдельных частей — органов, тканей и клеток, воз­никающие в процессе онтогенеза (по Д. А. Сабинину). Возникновение качественных различий между клетками, тканями и органами получило название диффференцировки.

Формообразование (или морфогенез) у растений включает в себя процессы заложения, роста и развития клеток (цитогенез), тканей (гистогенез) и органов (органоненез).

Процессы роста и развития тесно взаимосвязаны. Однако быстрый рост может сопровож­даться медленным развитием и наоборот. Озимые растения при весеннем посеве быстро растут, но не переходят к репродукции. Осенью при пониженных температурах озимые растения растут медленно, но в них проходят процессы развития. Показателем темпов развития служит переход растений к репродукции.

По продолжительности онтогенеза сельскохозяйственные рас­тения делят на

• однолетние,

• двулетние и

• многолетние.

Однолет­ние растения подразделяют на

• эфемеры — растения, онтогенез которых совершается в 3—6 недель;

• яровые — растения (зерно­вые, зернобобовые), вегетационный период которых начинается весной или летом и завершается в это же лето или осенью;

Двулетние расте­ния в первый год жизни образуют вегетативные и зачатки гене­ративных органов, во второй год проходят цветение и плодоно­шение.

Многолетние растения (кормовые травы, плодовые и ягодные культуры) имеют продолжительность онтогенеза от 3...10 до нескольких десятков лет.

Однолетние и многие двулетние (морковь, свекла, капуста) растения от­носятся к группе монокарпических растений или однократно плодоносящих. После плодоношения они погибают.

У поликарпических расте­ний плодоношение повторяется ряд лет (многолетние травы, ягодные кустар­ники, плодовые деревья). Деление растений на монокарпические и поликарпические условно. Так, в тропических странах хлопчатник, клещевина, томат и другие развиваются как многолетние поли­карпические формы, а в умеренных широтах — как однолетние. Пшеница и рожь — однолетние растения, но среди них имеются и многолетние формы.

Периодизация онтогенеза. Онтоге­нез высших растений классифицируют по-разному. Обычно ВЫДЕЛЯЮТ:

Вегетативный и репродуктивный периоды. В течение вегетативного периода интенсивно накапливается вегетатив­ная масса, усиленно растет корневая система, происходят куще­ние и ветвление, закладываются органы цветка. Репродуктивный период включает цветение и плодоношение.

Фенологические фазы отличаются четко выражен­ными морфологическими изменениями растений. Применитель­но к конкретным культурам фенофазы подробно описаны в растениеводстве, овощеводстве, плодоводстве. Так, у злаков различают следующие фазы: прорастание семян, всходы, появление третьего листа, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, фазы молочной, восковой и полной спе­лости.

Этапы органогенеза растений. 12 этапов органогенеза, отражающих морфофи­зиологические процессы в онтогенезе растений выделила Ф. М. Куперман (1955) (рис. 1):

• на 1—2 этапах происходит дифференциация вегетативных органов,

• на III—IV — дифференциация зачаточного соцветия,

• на V—VIII — формирование цветков,

• на IX — оплодотворение и обра­зование зиготы,

• на Х—ХII — рост и формирование семян.

При хорошем обеспечении хлебных злаков водой и азотом на II и III этапах формируется крупный колос с большим количеством ко­лосков. Об окончании яровизации у озимых хлебов можно су­дить по вытягиванию конуса нарастания и началу дифференциа­ции колосковых бугорков (III этап). Фотопериодическая индук­ция заканчивается с появлением признаков дифференциации цветков (V этап).

Основные возрастные периоды. Выделяют 5 возрастных периодов (рис. 2):

• эмбриональный — об­разование зиготы;

• ювенильный — прорастание зародыша и обра­зование вегетативных органов;

• зрелость — появление зачатков цветков, формирование репродуктивных органов;

• размножение (плодоношение) — однократное или многократное образование плодов;

• старение — преобладание процессов распада и малоактивности структур.

Изучение закономерностей онтогенеза сель­скохозяйственных растений — одна из основных задач частной физиологии растений и растениеводства.

studfiles.net

РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ

Важным свойством роста является ритмичность. Существуют ритмы, следующие за изменениями внеш. условий — длины дня, темп-ры воздуха, влажности почвы и т.д. (экзогенные), и контролируемые внутр. факторами (эндогенные). Отсутствие видимого роста наз. покоем р-ний, во время к-рого сохраняется скрытая меристематич. активность и идут процессы морфогенеза. Так, у яблонь после прекращения роста побегов осенью продолжается рост зачатков цветков в генеративных почках. Покой — проявление сезонной ритмичности роста р-ний. Особенностью роста (а также развития) является полярность, т. н. ориентация в пространстве клеточных структур и происходящих в них процессов. Это выражается в различии морфогенеза на противоположных концах органов и всего растения (напр., черенок образует корни на полярно нижнем конце, а почки распускаются на верхнем). Для осуществления ростовых процессов зоны роста должны непрерывно снабжаться питат. в-вами и фитогормонами.

Процессы роста р-ний тесно связаны с их развитием и органообразовательными процессами, или морфогенезом. Фазы развития растений проходят или независимо от внеш. условий — под действием внутр. факторов (автономное развитие), или нуждаются в индуцирующем влиянии определ. условий внеш. среды (индуцир. развитие). Последнее зависит от приспособит. реакций, к-рые приурочивают его ход к наиб. благоприятному сезону. Так, озимым зерновым, свёкле , моркови для образования цветков необходима яровизация. Нек-рым растениям (напр., табаку, горчице) для образования цветков; нужен световой день определ. длины (см. Фотопериодизм) и т.д.

Для успешного Р. и р. р. необходимы тепло, вода, свет, элементы питания. Для каждого вида существуют свои миним. и макс. темп-ры, длина дня и др. показатели. Так, для пшеницы оптим. темп-ра 25 — 27 °С, макс. 35 — 37 °С; для кукурузы соответственно 30 — 35 °С и 40 — 45 °С. Большое значение имеют условия освещения и спектральный состав света. Напр., при преобладании сине-фиолетовых лучей формируются растения с хорошо развитыми листьями и корнями, но с укороченным стеблем. Необходимым условием нормального Р. и р. р. является снабжение их элементами корневого питания (см. Минеральное питание растений) и обеспеченность водой. Между разл. органами растения существует взаимовлияние (коррелятивная связь), обеспечивающее гармоничный рост и развитие растения в целом. Такая связь наблюдается, напр., между ростом верхушечной почки и боковых побегов, между клубнеобразованием (напр., у картофеля) и интенсивностью разрастания надземных побегов.

Структура растения (доля отд. органов в общей биомассе), а следовательно, и урожая зависит от соотношения процессов роста и развития. С учётом этого строится и система агротехнич. мероприятий. Так, если растения выращивают для получения вегетативных частей (корнеплодов, листьев), используются технол. приёмы возделывания, вызывающие форсирование роста и подавление генеративного развития у этих р-ний. Если же растения выращивают ради семян и плодов, агротехника направляется на ограничение избыточного роста вегетативной массы и на усиленное формирование органов плодоношения. Существуют разл. приёмы , с помощью к-рых можно успешно влиять на Р. и р. р. К их числу относится применение ретардантов, этилена и его производных и др. регуляторов роста растений. С помощью мутагенов можно изменить наследственность р-ний, что позволяет, напр., ограничить ростовые процессы (создание карликовых форм р-ний) и т.п.

• Корнилов А. А., Биологические основы высоких урожаев зерновых культур, М., 1968; Гупало П. И., Возрастные изменения растений и их значение в растениеводстве, М., 1969: Гупало П. И., Скрипчинский В. В., Физиология индивидуального развития растении, М., 1971; Кефели В. И., Рост растений, 2 изд., М., 1984; Уоринг Ф., Филлипс И., Рост растений и дифференцировка, пер. с англ., М., 1984.

slovar.wikireading.ru

Рост растения

увеличение размеров и массы особи в результате новообразования клеток, тканей и органов в процессе обмена вещества и энергии в системе «растение – внешняя среда». Способность к росту в жизнеспособном семени и черенке обусловлена генетически. Интенсивность роста зависит от физиологических процессов, происходящих в растении, и внешних условий. К наиболее важным физиологическим процессам, влияющим на рост растения, относят: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, кислорода и углекислого газа из воздуха; фотосинтез; транспирацию; дыхание, углеводный и азотный обмен; регуляцию роста гормонами. Основные факторы внешней среды, влияющие на рост растения р., -- влажность и температура воздуха и почвы, энергия солнечной радиации, элементы азотного и минерального питания, углекислый газ и кислород. Этапы рост растения р.: прорастание семян, укоренение проростков или черенков, вегетативный рост, размножение, старение. Процесс роста представляет собой деление, растяжение и дифференциацию клеток по назначению в боковой и верхушечной меристемах, образование проводящих, механических, покровных и др. тканей при формировании органов растений -- осевых и боковых побегов, почек, листьев, цветков, плодов и семян. Для роста характерна ритмичность, проявляющаяся в чередовании размеров и массы. Ритмы роста растения регулируются внешними (низкая температура зимой) и внутренними (более быстрый рост осевых побегов по сравнению с боковыми) факторами. Внутреннее регулирование роста растения осуществляется стимуляторами (ауксины, гиббереллины и цитокинины) и задерживающими (абцизная кислота) фитогормонами и действует на двух уровнях -- внутриклеточном и межклеточном. Внутриклеточный регулятор, обусловленный генетически (т. е. геномом), контролирует синтез белков и ферментов, которые, в свою очередь, определяют структуру и функции клеток. Причем каждая клетка содержит всю генетическую информацию, обеспечивающую создание в процессе роста целого растения. Внутриклеточная контролирующая система координирует активность отдельных клеток так, чтобы формировались необходимые для жизни органы растения. Рост растения находится в прямой зависимости от обеспечения меристем (тканей, где происходит деление клеток)продуктами фотосинтеза -- ассимилянтами, а следовательно, и от комплекса факторов внешней среды, определяющих интенсивность фотосинтеза. Различают вегетативный (увеличение массы) и репродуктивный (половое и бесполое размножение) рост растения. Усиление роста растения и, соответственно, повышение продуктивности лесов в лесном хозяйстве достигаются: 1) созданием оптимальных условий для светового и почвенного питания; 2)использованием методов селекции и генетики при отборе для выращивания деревьев и кустарников с заданными свойствами по быстроте роста, качеству древесины, плодоношению.

Лит.: Крамер, П. Д., Козловский, Т. Т. Физиология древесных растений. -- М., 1983.

www.derev-grad.ru

Локализация роста у растений

Рост растений происходит за счет деления и растяжения кле­ток различных органов. Ростовые про­цессы локализованы в меристемах. Различают апикальные, ин­теркалярные и латеральные меристемы.

Апикальные, или верху­шечные, меристемы расположены на концах растущих побегов и кончиках корней всех порядков (апексы, или точки роста). Конусообразный апекс побега называют кону­сом нарастания. За счет этих меристем осуществляются рост осевых органов в длину, образо­вание зачатка органа и первоначальное разделение его на ткани. Активируя или подавляя деятельность апикальной меристемы, можно влиять на продуктивность и устойчивость растений. По В. В. Полевому (1989), апикальные меристемы побега и корня — это главные координирующие (доминирующие) центры растения, определяю­щие его морфогенез.

За счет интерка­лярной (вставочной) меристемы, расположенной в основании молодых междоузлий растет стебель и листья однодольных растений.

Латеральные (боковые) меристемы обес­печивают утолщение стебля и корня: первичные — про­камбий и перицикл и вторичные — камбий и феллоген. Постоянный рост растения на всех этапах онтогенеза позволяет ему удовлетворять потребности в энергии, воде и элементах мине­рального питания.

Активность меристем зависит от влияния внешних условий, сложных взаимоотношений внутри растительного организма (по­лярность, корреляция, симметрия и т. д.). В с.-х. практике при помощи полива, подкормок, прореживания и других мероприятий можно влиять на количество закладывающихся в конусах нарастания метамер­ных органов, на их последующий рост, редукцию и в итоге на продуктивность растений.

5. Особенности роста органов растения

Рост стебля. Апекс стебля имеет размеры 0,1—0,2 мм в диметре и защищен листьями. Удлинение стебля происходит благодаря росту междоузлий. Сначала растут верхние междоузлия. Очередное междоузлие перехо­дит к интенсивному росту при снижении его темпов у предыду­щего. Для каждого отдельного междоузлия характерны медленный первоначальный рост (деление клеток), после­дующий быстрый рост (растяжение клеток)и, наконец, замедление роста у зрелого междоузлия.

У растущих междоузлий наружные ткани испытывают на­тяжение (растягивание), а внутренние - компрессию (сжатие), что наряду с тургорным давлением клеток обеспечивает проч­ность стеблей травянистых растений.

В благоприятных условиях самые длинные междоузлия фор­мируются в средней части побега.

Боковое ветвление проис­ходит за счет роста пазушных или прорастания придаточных (адвентивных) почек.

Утолщение - результат деятельности латеральных меристем — камбия. У однолетних растений деление камбия заканчивается к цветению. У древесных форм камбий с осени до весны (зимой) нахо­дится в состоянии покоя (определяет наличие годичных колец).

Темпы удлинения стебля побе­гов регулируются поступающими ауксинами и гиббереллинами. Для интенсив­но растущих междоузлий характерно повышенное содержание гиббереллинов и ауксинов.

Высота растения определяется их геномом, а в значительной мере — условиями выращивания.

Закладка генеративных органов связана с фотопери­одической чувствительностью, яровизацией и другими фактора­ми. У злаков дифференциация колоса начинается в фазе куще­ния.

Рост листа. Несколько зачат­ков листьев имеется в зародышевой почке, но большая их часть формируется после прорастания. Зачаточные листья возникают на конусе нараста­ния побега (из валиков или бугорков - примордия). Интервал между заложением двух листовых зачатков у разных растений составляет от нескольких часов до нескольких суток и называется пластохроном. Для формирования примордиев и тканей листа необходимы цитокинин и ауксин. Ауксин влияет на образование проводящих пучков, а гиббереллин - на удлинение листовой пластинки.

У двудольных листовая пластинка увеличивается путем равно­мерного роста клеток (в основном растяжением) по всей площа­ди листа. Наличие нескольких точек роста определяет образова­ние зубцов, лопастей, листочков.

У однодольных лист удлиняет­ся за счет базального и интеркалярного роста.

Утолщение листа осуществляется за счет деления и растяжения клеток палисадной па­ренхимы и клеток мезофилла.

Большое влияние на рост листьев оказывают интенсивность и качество света. В темноте рост листа заторможен. Свет стимули­рует деление, но тормозит растяжение клеток. При затенении листья крупнее и тоньше. Интенсивный свет вызы­вает утолщение пластинки листа за счет образования дополни­тельных слоев столбчатой паренхимы.

При недостатке воды формируются мелкие листья с ксероморфной структурой, что связано с увеличением АБК и этилена.

При недостатке азота уменьшается число делений клеток за пери­од роста листа, сокращается его поверхность.

Низкая температура тормозит рост листа в длину и стимулирует утолщение. При этом у морозостойких сортов озимой пшеницы длительность фазы растяжения клеток сокращается в большей степени, чем у нестойких.

Рост листа прекращает­ся, когда начинается интенсивный экспорт продуктов фотосин­теза.

Рост корней. Скорость деления и роста клеток в корнях намного выше, чем в других органах растения. Первичный корень формируется еще в зародыше семени, и его рост до выхода из семени происходит путем растяжения базальных кле­ток меристемы зародышевого корешка. У двудольных растений зародышевый корень становится главным (стержневым), образу­ет боковые корни. У однодольных растений первичный корень дополняется придаточ­ными корнями, образующимися в основании побега, формирует­ся мочковатая корневая система.

При прорастании семян появляется зародышевый корень, который очень быстро растет, затем темпы его роста снижаются при одновременном ускорении роста надземных ор­ганов. В дальнейшем рост корня снова возобновляется. Указан­ные особенности обеспечивают укоренение на первом этапе и гармоничное развитие гетеротрофной и автотрофной частей рас­тения в последующий период.

Апикальная меристема корня формирует корневой чехлик, выполняющий очень важные функции (защищает меристему при продвижении корня в почве; выделяют полисахаридную слизь и постоянно слущиваются с его поверх­ности; слизь защищает от патогенов и высыхания; является сенсорной зоной, воспринимающей действие гравитации, света, давления почвы, химических веществ и определяет направление и скорость роста корня; в нем синтезируется АБК).

На границе с чехликом в меристеме находятся клетки покоя­щегося центра, в состав которого входят инициальные клетки разных тканей (500—1000 клеток). Покоящийся центр восстанав­ливает численность клеток меристемы при их естественном из­нашивании или повреждении.

У корней всех типов выделяют 4 зоны: деления, растяжения, корневых волосков и про­ведения (ветвления).

У корней кукурузы, гороха, овса, пшеницы и др растущая часть короткая — меньше 1 см. Чем тоньше корень, тем короче его меристема. В корне короткая зона растяжения, что важно для преодоления сопротивления почвы (развивают давление до 8—16 атм на 1 см). Ветвление и высокой скоростью роста корней обеспечивают постоянное поглощение воды и ионов.

Для зоны растяжения корня характерны повы­шенная ИД, активация ряда ферментов (аук­синоксидаза, полифенолоксидаза, цитохромоксидаза и др.). В результате роста растяжением первоначальный объем ме­ристематической клетки увеличивается в 10-30 раз за счет обра­зования и увеличения вакуолей, в которых уве­личивается содержание осмотически активных веществ - ионов, ОК, сахаров и др..

Некоторые эпидермальные клетки корня образуют корневые волоски длиной 0,15—8 мм. Число корневых волосков у кукуру­зы достигает 420 на 1 см2 поверхности корня. Они функционируют в среднем 2—3 дня и отмирают. При отсут­ствии кальция в питательном растворе, аэрации корневые волос­ки не образуются.

Боковые корни закладываются в перицикле ма­теринского корня в зоне поглощения или выше. Его меристематические клетки выделяют гидролитические ферменты, раство­ряющие оболочки клеток коры и ризодермы, обеспечивая выход его наружу.

Придаточные корни закладываются в меристемати­ческих или потенциально меристематических тканях (камбий, феллоген, сердцевинные лучи) разных органов растения (старые участки корня, стебли, листья и др.).

Рост корня зависит от возраста и вида растения, условий внешней среды. Благоприятные для фотосинтеза условия среды способствуют росту корней, и наоборот. Затенение растений или скашивание надземной части тормозит рост и уменьшает массу корней. Оптимальная температура для роста корней не­сколько ниже, чем для побега. Отношение корней к темпера­туре меняется в онтогенезе. Так, корни молодых растений томата растут лучше при 30 °С, чем при 20 °С, а взрослых наоборот. При высыхании почвы до влажности завядания рост корней прекращается. При умеренном орошении корни пше­ницы располагаются в верхних слоях почвы, а без полива проникают глубже. Оптимальная плотность почвы для роста корней кукурузы и других сельскохозяйственных культур 1,1...1,3 г/см3. В плотной почве уменьшаются длина клеток и размер зоны растяжения из-за образования этилена, увеличиваются затраты на дыхание. Критическое содержание О2 в почвенном воздухе - около 3—5 % объема. Потребность корней в кислороде тем больше, чем выше температура почвы. Минимальной потребностью в кислороде отличаются рис и гречиха, а максимальной - томат, горох, ку­куруза. Корни риса имеют аэренхиму. У растений озимой ржи и пшеницы на посевах, затопленных весной талыми водами, листья, находясь в воздухе, также могут непродолжительное время снабжать корни кислородом. Для роста корней большинства растении оптимальный рН 5-6.

Гормональная регуляция_ роста корня. Для роста корней необ­ходимы низкие (10-11...10-10 М) концентрации ауксина. Увели­чение потока ауксина из побега тормозит рост корня в длину, что объясняется и индукцией синтеза этилена. Гиббереллины не влияют на рост корня, а цитокинины в повышенных концент­рациях тормозят его. АБК, образуемая корневым чехликом, за­медляет рост корня в длину, Верхушка корня тормозит образова­ние боковых корней, поэтому удаление ее стимулирует их образование. По-видимому, это результат действия замедляющих ризогенез цитокининов, образующихся в верхушке корня.

Заложение боковых корней начинается на таком расстоянии от верхушки корня, где обеспечивается определенное соотноше­ние цитокинина и ауксина (активатора ризогенеза), поступаю­щих из стебля. Этилен способствует заложению боковых корней ближе к верхушке корня, а обработка растений им вызывает массовое образование придаточных корней. На плотных почвах механическое сопротивление среды приводит к синтезу в корнях «стрессового» этилена. При этом в зоне растяжения клеток вмес­то удлинения возникает утолщение, что облегчает раздвигание частиц почвы и последующее удлинение корня. Уменьшение приростов корня может быть связано и с накоплением в клетках ингибиторов фенольной природы и дальнейшей лигнификацией клеточных стенок.

studfiles.net

3. Рост и развитие растений. Пути управления развитием растений.

Рост растений Растения, как и все живые организмы, способны расти и развиваться. Но, в отличие от многих животных, растение растет всю свою жизнь. Посмотрите на старое, почти сухое дерево – весной на нем кое-где появляются молодые побеги, зеленые листья и его рост продолжается. Прекращается рост – растение умирает.

Рост – это увеличение размеров, объема и массы как целого организма, так и отдельных его частей. То есть рост – это количественные изменения в организме. Он обусловлен делением и ростом клеток. Еще одна особенность растений – они растут на одном месте. Поэтому им необходим прирост всех частей, чтобы охватить максимальное жизненное пространство.

Рост растений может быть непрерывным и периодическим. При непрерывном росте, характерном для большинства наших однолетних растений и многих тропических видов, размеры организма или отдельных его частей увеличиваются постоянно.

При периодическом росте ростовые процессы чередуются с периодами покоя, когда рост растения временно прекращается. У растений холодного и умеренного климатов приостановка ростовых процессов связана с сокращением продолжительности светового периода суток и наступлением зимы.

Реакцию растений на продолжительность светового периода суток называют фотопериодизмом (от греч. фотос и периодос – чередование). От этой реакции зависит время наступления цветения и плодоношения растений. У тропических растений периодические приостановки роста обусловлены наступлением засушливого сезона. Развитие растений. Мы часто говорим, что растение растет и развивается.

Развитие растений тесно связано с их ростом, но это не одно и то же. Развитие – это качественные изменения, последовательно происходящие в организме и его отдельных частях на протяжении жизни. Примером развития служит образование цветка. Отдельные его части также растут, но в целом его появление – новое качественное состояние всего организма. Поэтому цветение – показатель определенного этапа развития растения.

Все преобразования, которые происходят в организме от момента образования зиготы до окончания жизни, называют индивидуальным развитием. В индивидуальном развитии семенных растений выделяют зародышевый и послезародышевый периоды. Зародышевый период начинается от образования зиготы и продолжается до момента прорастания семени, после чего наступает послезародышевый период. Он включает этапы проростка, молодости, зрелости и старости.

Этап проростка длится от момента прорастания до формирования первых зеленых листьев. В это время проросток питается за счет запасных питательных веществ семени.

Этап молодости – период жизни от появления первых зеленых листьев до начала цветения. В это время усиленно растут и формируются все вегетативные органы растения. Молодое растение, в отличие от проростка, питается за счет фотосинтеза.

Дальнейшее развитие одно–, дву– и многолетних растений происходит по–разному. Однолетние растения на протяжении года полностью завершают рост, цветут, образуют семена и плоды и отмирают. Время их молодости непродолжительно (укроп, горох, огурцы): уже через 30–40 дней после прорастания они образуют цветки и вскоре плодоносят. У двулетних растений (капусты, моркови) на первом году жизни развиваются только корни и листья. На следующий год они образуют цветоносный побег, семена и плоды и после этого отмирают.

Многолетние травы могут цвести и плодоносить на протяжении нескольких лет, но все их надземные части ежегодно отмирают (например, ландыш, пырей, хрен). Деревянистые многолетние деревья и кустарники (например, яблоня, дуб, крыжовник, лесной орех, смородина) достигают своих максимальных размеров через десятки, а то и сотни лет, а первое цветение и плодоношение у них наступает только через год, иногда через несколько лет после прорастания. Они плодоносят на протяжении многих лет.

Этап зрелости длится от начала первого цветения до прекращения размножения с помощью семян. Со временем даже растения с продолжительным периодом жизни прекращают образование генеративных органов. Вы, наверное, замечали, как старые плодовые деревья цветут все реже и все реже образуют плоды. Новые побеги на них почти не возникают, старые – усыхают и отмирают. В стволах старых деревьев часто образуются отверстия – дупла. Это происходит в результате подгнивания и отмирания участков древесины.

Завершающий этап жизненного цикла растения – старение – длится от завершения последнего плодоношения до момента гибели организма.

Изучив условия жизни растений, человек научился управлять их развитием. Ведущую роль в развитии растений играет температурный фактор. По транспирационному коэффициенту можно определять потребность растений во влаге. Известно, что на любое растение действует множество факторов окружающей среды, однако развитие и урожай растения ограничиваются тем фактором, который оказывается в минимуме. При избытке того или иного фактора урожай также будет снижаться. Любое культурное или дикорастущее растение нуждается в наилучших условиях, т. е. в совокупном воздействии оптимального количества того или иного фактора (тепла, воды, света, почвенных условий и др.). Зная биологию видов и сортов растений, можно создавать им на полях соответствующие оптимальные условия жизни. Действия факторов могут изменяться в зависимости от погодных условий, плодородия почвы, внесения удобрений. Известно, что, например, при ветреной погоде резко увеличивается транспирация (испарение) растений. В разные периоды роста развития одного и того же растения потребность его в разных факторах среды неодинакова.

studfiles.net

рост и развитие растений - это... Что такое рост и развитие растений?

рост и разви́тие расте́ний, важнейшие жизненные процессы, лежащие в основе формирования растительного организма, его онтогенеза. Рост растений — необратимое увеличение размеров, связанное с новообразованием клеток, тканей и органов; развитие растений — последовательные качественные изменения структуры и функций, возникающие в процессе онтогенеза и ведущие в конечном счете к воспроизведению себя в потомстве. Рост растений локализуется в так называемых зонах роста и складывается из процессов деления клеток, последующего их увеличения и дифференцировки, обеспечивающей специализацию тканей. Процессы деления и начального роста сосредоточены в образовательных тканях — меристемах. В зависимости от расположения меристем различают верхушечный рост (в длину, за счет верхушечной меристемы побега и корня), боковой (в толщину стебля за счет камбия) и вставочный, или интеркалярный (в длину побега, за счет вставочных меристем в узлах стебля, например, у мятликовых). К меристеме прилегает зона объемного роста и дифференцировки клеток. Зона деления клеток составляет у побега и корня несколько мм, а зона объемного их роста может достигать 10—15 см. У монокарпичных растений темпы роста увеличиваются вплоть до начала цветения, затем начинают убывать, свидетельствуя о старении организма. У поликарпичных растений рост временно замедляется каждый раз в начале бутонизации.

Важным свойством роста является ритмичность. Существуют ритмы, следующие за изменениями внешних условий — длины дня, температуры воздуха, влажности почвы и т. д. (экзогенные), и контролируемые внутренними факторами (эндогенные). Отсутствие видимого роста называется покоем растений, во время которого сохраняется скрытая меристематичкая активность и идут процессы морфогенеза. Так, у яблонь после прекращения роста побегов осенью продолжается рост зачатков цветков в генеративных почках. Покой — проявление сезонной ритмичности роста растений. Особенностью роста (а также развития) является полярность, т. н. ориентация в пространстве клеточных структур и происходящих в них процессов. Это выражается в различии морфогенеза на противоположных концах органов и всего растения (например, черенок образует корни на полярно нижнем конце, а почки распускаются на верхнем). Для осуществления ростовых процессов зоны роста должны непрерывно снабжаться питательными веществами и фитогормонами.

Процессы роста растений тесно связаны с их развитием и органообразовательными процессами, или морфогенезом. Фазы развития растений проходят или независимо от внешних условий — под действием внутренних факторов (автономное развитие), или нуждаются в индуцирующем влиянии определенных условий внешней среды (индуцированное развитие). Последнее зависит от приспособительных реакций, которые приурочивают его ход к наиболее благоприятному сезону. Так, озимым зерновым, свёкле, моркови для образования цветков необходима яровизация. Некоторым растениям (например, табаку, горчице) для образования цветков нужен световой день определенной длины (см. Фотопериодизм) и т. д.

Для успешного Р. и р. р. необходимы тепло, вода, свет, элементы питания. Для каждого вида существуют свои минимальные и максимальные температуры, длина дня и другие показатели. Так, для пшеницы оптимальная температура 25—27°C, максимальная 35—37°C; для кукурузы соответственно 30—35°C и 40—45°C. Большое значение имеют условия освещения и спектральный состав света. Например, при преобладании сине-фиолетовых лучей формируются растения с хорошо развитыми листьями и корнями, но с укороченным стеблем. Необходимым условием нормального Р. и р. р. является снабжение их элементами корневого питания (см. Минеральное питание растений) и обеспеченность водой. Между различными органами растения существует взаимовлияние (коррелятивная связь), обеспечивающее гармоничный рост и развитие растения в целом. Такая связь наблюдается, например, между ростом верхушечной почки и боковых побегов, между клубнеобразованием (например, у картофеля) и интенсивностью разрастания надземных побегов.

Структура растения (доля отдельных органов в общей биомассе), а следовательно, и урожая зависит от соотношения процессов роста и развития. С учётом этого строится и система агротехнических мероприятий. Так, если растения выращивают для получения вегетативных частей (корнеплодов, листьев), используются технологические приёмы возделывания, вызывающие форсирование роста и подавление генеративного развития у этих растений. Если же растения выращивают ради семян и плодов, агротехника направляется на ограничение избыточного роста вегетативной массы и на усиленное формирование органов плодоношения. Существуют различные приёмы, с помощью которых можно успешно влиять на Р. и р. р. К их числу относится применение ретардантов, этилена и его производных и других регуляторов роста растений. С помощью мутагенов можно изменить наследственность растений, что позволяет, например, ограничить ростовые процессы (создание карликовых форм растений) и тому подобное.

Литература:Корнилов А. А., Биологические основы высоких урожаев зерновых культур, М., 1968;Гуцало П. И., Возрастные изменения растений и их значение в растениеводстве, М., 1969;Гуцало П. И., Скрипчинский В. В., Физиология индивидуального развития растений, М., 1971;Кефели В. И., Рост растений, 2 изд., М., 1984;Уоринг Ф., Филлипс И., Рост растений и дифференцировка, пер. с англ., М., 1984.

Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия. В. К. Месяц (главный редактор) и др. . 1998.

selskoe_hozyaistvo.academic.ru

Смотрите также

• 
  Растение в аквариуме
• 
  Книги о растениях
• 
  Все виды растений
• 
  Мединилла комнатное растение
• 
  Комнатное растение мединилла
• 
  Невеста садовое растение
• 
  Невеста растение садовое
• 
  Рис фото растение
• 
  Рис растение фото
• 
  Растение рис фото
• 
  Безвременник ядовитое растение