Работа 39. Определение солеустойчивости растений. Солеустойчивость растений

Солеустойчивость сельскохозяйственных растений

Засоленными называют почвы, содержащие в поверхностных или более глубоких горизонтах значительное количество (более 0,25 %) легкорастворимых в воде минеральных солей.

Большая часть засоленных почв находится в зонах недостаточного увлажнения в пустынях и полупустынях. На территории России засоленные почвы расположены в Нижнем Поволжье, Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях, на Алтае, в Барабинской степи (в пределах Новосибирской и Омской областей), в Якутии.

Формирование засоленных почв связано с накоплением солей в грунтовых водах и породах, а также с условиями, вызывающими их передвижение по профилю и аккумуляцию в почвах.

К засоленным почвам относятся солончаки, солонцы и солоди. Солончаки содержат большое количество водорастворимых солей в верхнем слое и в профиле почвы. Содержание солей в них составляет от 0,6-0,7 до 2-3 %. Солонцы в отличие от солончаков содержат водорастворимые соли не в самом верхнем слое, а в иллювиальном горизонте. В основном они содержат большое количество обменного натрия и иногда — магния.

Солоди встречаются небольшими участками в лесостепях, степях и полупустынях. Формируются они всегда по пониженным участкам рельефа, микрозападинам, лиманам в условиях периодического поверхностного переувлажнения.

Засоление также может возникнуть на орошаемых землях, если в подпочвах и грунтовых водах много солей (вторичное засоление). Соли по капиллярам вместе с водой поднимаются в верхние горизонты почвы. Велик риск засоления почвы при завышенных нормах полива. В настоящее время во всех орошаемых районах мира почва становится все более соленой.

В практике к засоленным почвам относят все почвы, в которых легкорастворимые соли содержатся в количествах, вредящих нормальному развитию сельскохозяйственных растений.

Наиболее часто засоление почвы связано с накоплением в них карбоната натрия, сульфата натрия, хлорида натрия. Соответственно различают карбонатное, сульфатное, хлоридное засоление. Если засоление вызвано несколькими солями, то говорят о хлоридно-сульфатном, хлоридно- карбонатном засолении почвы.

В условиях засоления существенно повышается осмотическое давление почвенного раствора. Оно поднимается до угнетающего (0,5-1,0 МПа) и до губительного уровня (1,2-1,5 МПа). Нормальным для полевых культур является осмотическое давление 0,1-0,2 МПа.

Величина водного потенциала клеток изменяется в зависимости от условий внешней среды, рода и вида растений, их возраста. На незасоленных почвах овощные культуры (например, огурец) имеют величину водного потенциала в пределах -0,2…-0,5 МПа, хлопчатник —1,0…-1,5 МПа. На засоленных почвах у хлопчатника водный потенциал понижается до -1,8…-3,0 МПа, у степных ксерофитов — до — 4,0…-5,0 МПа, а у солончаковых растений (солянок) до -5,0…-10 МПа и ниже.

Различные растения неодинаково чувствительны к засолению почвы. Их делят на две группы: гликофиты и галофиты. Гликофиты (от греч. glykys — сладкий и phyton — растение) — это растения незасоленных почв и пресных водоемов. К ним относится большинство культурных растений и древесных пород. При повышенном содержании солей в почве они не могут развиваться или формируют очень низкую продуктивность.

Степень засоления почв и состояние полевых культур (по В.А. Ковда и соавт., 1960)

Зависимость роста различных видов растений от концентрации хлорида в среде (по Greenway and Munns, 1980, из С.С. Медведева, 2004)

Успешно произрастают на засоленных почвах растения, относящиеся к особому экологическому типу — галофиты (от греч. hals — соль и phyton — растение). Эта группа представлена в основном дикорастущими видами растений, которые имеют многообразные приспособления, позволяющие благополучно произрастать на засоленных почвах. Некоторые из них на незасоленных почвах плохо растут и развиваются. Они

выдерживают концентрацию раствора хлорида натрия от 100 до 500 мМ.

Галофиты способны защищаться от высоких концентраций солей несколькими способами.

1. Поглощение большого количества солей и концентрирование их в вакуолях. Некоторые галофиты накапливают до 7 % солей от массы клеточного сока. Поэтому водный потенциал клеточного сока у них очень низкий (до -20 МПа), и это позволяет растениям поглощать воду из сильно засоленной почвы. К данной группе растений относятся солянки семейства маревых (растут на мокрых солончаках, по берегам морей и соленых озер), солерос, морская сведа, селитрянка. Эта группа галофитов получила название соленакапливающих (или эвгалофиты).
2. Выведение поглощаемых солей из клеток с помощью специализированных солевых желез, волосков, которые затем обламываются. Часть солей может оседать белым налетом на листьях и затем удаляться с опадающими листьями или смываться дождем. К этой группе растений относятся кермек, тамарикс, степные и пустынные виды лебеды. Их называют солевыделяющими галофитами (или криптогалофитами).
3. Ограничение поглощения солей клетками корней. Этот механизм защиты действует на относительно менее засоленных почвах. Такие растения характеризуются высоким осмотическим давлением клеточного сока, их клетки мало проницаемы для солей (соленепроницаемые галофиты, или гликогалофиты). Представители этой группы — солончаковая полынь, некоторые виды кохии.

К солеустойчивым древесным породам, не относящимся к типичным галофитам, относятся саксаул черный, вяз мелколистный, ясень зеленый и приречный, акация белая, гледичия, лох, дуб, платан. Из кустарников солеустойчивыми являются жимолость татарская, смородина золотистая, акация желтая, клен татарский, олеандр, аморфа, бирючина, дрок испанский. Из плодовых культур относительно солеустойчивы шелковица, абрикос, алыча, айва, виноград, гранат. Относительно солеустойчивы также такие сельскохозяйственные культуры, как сахарная свекла, ячмень хлопчатник, люцерна, бахчевые.

Из этого перечня видно, что солеустойчивы в основном виды растений южного происхождения, где засоление почв чаще встречается, и эволюция этих видов проходила в условиях повышенных концентраций солей.

Злаковые и бобовые растения по устойчивости к засолению Удовенко Г.В. (1995) расположил в следующую убывающую последовательность: житняк > волоснец > костер > пырей > кохия > ячмень > пшеница > рис > овес > сорго > просо > донник > кукуруза > нут > чина > люпин > бобы > чечевица > фасоль > вика > горох > вигна > соя.

Более высокая солеустойчивость злаковых по сравнению с бобовыми связана с тем, что центры происхождения многих из них (пшеница, ячмень, овес, просо, сорго) находятся в аридных районах Северной Америки и Юго-Восточной Азии, где засоленные почвы занимают большие территории. Длительная эволюция этих растений на фоне засоления почвы содействовала отбору наиболее устойчивых форм и закреплению этого признака в потомстве. У бобовых культур эволюция протекала в более мягких условиях, чаще всего в районах достаточного увлажнения и при незначительном распространении засоленных почв (горные области Юго-Западной и Центральной Азии, горы Центральной Африки). Поэтому в семействе бобовых нет ни одного вида типичных галофитов.

Различия по устойчивости наблюдаются и в пределах видов. По данным Всероссийского института растениеводства им. Н.И. Вавилова сорта пшеницы, ячменя, овса, бобов, фасоли, выведенные в районах с влажным климатом и отсутствием засоленных почв (Скандинавия, Западная Европа, Северо-запад европейской части России, горные районы Закавказья и Восточной Азии) проявляют меньшую устойчивость к засолению, чем сорта этих же культур, происходящие из других эколого-географических зон (западно- и среднеазиатская, степная русская, североамериканская), для которых характерно широкое распространение засоленных почв (Г.В. Удовенко, 1995).

Отрицательное влияние засоления почвы на неустойчивые растения проявляется, прежде всего, в ухудшении водоснабжения, так как повышение концентрации солей в почвенном растворе увеличивает его осмотическое давление и ухудшает поступление воды в семена при их прорастании и затем в клетки корней. Поэтому засоление вызывает у растений замедление набухания и прорастания семян, подавление фазы деления и растяжения клеток, задержку и недружное появление всходов.

Если же осмотическое давление клеток корня и почвенного раствора уравновешиваются, то поступление воды в корень становится невозможным. В этом случае говорят о физиологической сухости почвы. Это может наблюдаться даже при достаточно высокой влажности почвы, но при высокой концентрации солей.

Перегрузка растения непитательными солями вызывает нарушения в обмене веществ и энергии. В особенности отрицательно влияют на растения катионы натрия. Цитоплазма клеток высших растений в норме содержит 100-200 мМ ионов К+ и 1-10 мМ ионов Na+. При засолении происходит повышение концентрации Na+, что приводит к утрате активности многих ферментов, к подавлению синтеза белков. На засоленной почве нарушается оптимальное соотношение между калием и кальцием, ухудшается поглощение макро- и микроэлементов.

Солеустойчивость растения меняется в ходе онтогенеза. Они наиболее чувствительны к солям (наименее устойчивы) в период прорастания семян, появления всходов и в начальный период развития растений.

Существует тесная корреляция между солеустойчивостью и засухоустойчивостью растений. Сорта, приспособленные к возделыванию в засушливых зонах, имеют более высокий уровень солеустойчивости, чем сорта, предназначенные для возделывания в оптимальных условиях влагообеспеченности. В этой связи гликофиты, не имея эволюционно сложившихся механизмов устойчивости к засолению почвы, приспосабливаются к этим условиям за счет эффективных механизмов засухоустойчивости, важнейшим из которых (как и солеустойчивости), служит способность к регуляции водного обмена.

Пути улучшения условий для возделывания растений на засоленных почвах

Освоение солончаков и сильнозасоленных почв возможно лишь путем проведения комплекса мелиоративных мероприятий, который включает физические, биологические, химические и гидротехнические методы. При этом радикальным приемом удаления солей из почвы является промывка. После нее проводят окультуривание почвы путем внесения навоза и других местных удобрений, минеральных удобрений. В первый период освоения на мелиорируемых участках вводятся специальные переходные севообороты, в которых используют относительно солеустойчивые виды растений, такие как люцерна, джугара, ячмень, просо, сорго, суданская трава, чумиза, подсолнечник, свекла, пшеница и некоторые другие кулътуры-освоители. Промывку сильно засоленных почв нередко сочетают с выращиванием риса на мелиорируемой площади для снижения капитальных затрат на освоение этих территорий.

Культуры-освоители обогащают почву питательными веществами и восстанавливают ее структуру. Особенно ценна для этих целей люцерна. Люцерна формирует большую зеленую массу, на создание которой расходуется очень много воды, поэтому она быстро иссушает верхние слои почвы. К тому же корневая система у нее очень мощная и достигает глубины 10 м. Благодаря этому растения используют воду из нижних горизонтов. Густой травостой люцерны закрывает почву сплошным покровом, значительно сокращая испарение влаги с её поверхности и уменьшая капиллярное поднятие воды с растворенными в ней солями в верхние горизонты. Кроме того, люцерна улучшает плодородие почвы — благодаря симбиотической фиксации из воздуха она накапливает до 400 кг/га в год азота. Почва после люцерны становится и более структурной.

К физическим методам мелиорации засоленных почв относятся глубокая вспашка, глубокое рыхление, что позволяет улучшить воздушный и водный режим почвы.

В условиях орошаемого земледелия в степной и аридной зонах основной экологической проблемой при освоении засоленных почв является предотвращение вторичного её засоления. Она может решаться различными методами: гидротехническим (строительство глубокого дренажа для понижения уровня грунтовых вод), мелиоративным (нормирование числа, сроков и норм полива; промывка мелиоративных систем), агрономическим (использование растений-улучшителей, глубокое рыхление почвы, поддержание верхнего слоя почвы в рыхлом состоянии, планировка полей).

К мерам предупреждающего характера относится посадка деревьев вдоль оросительных каналов. Древесные растения расходуют большое количество воды в процессе транспирации, и благодаря этому играют роль биологического дренажа, усваивая фильтрационную воду и понижая уровень грунтовых вод. При этом уменьшается испарение воды с поверхности почвы, и ослабляются процессы засоления.

В районах неорошаемого земледелия солончаки используют как пастбища, а после улучшения состава травостоя они могут использоваться под сенокосы.

Солонцы, которые обладают высокой щелочностью и плохими физическими свойствами, являются неблагоприятной средой для развития растений. Использовать эти почвы в сельскохозяйственном производстве возможно только после мелиорации. Наибольшее значение при этом имеет внесение в почву гипса. Гипсование позволяет удалить соду в почвенном растворе, а избыток обменного натрия вытесняется кальцием.

Используется при улучшении солонцов также землевание. Оно заключается в том, что на солонцовые пятна насыпается земля с соседних незасоленных участков. Опыт показывает, что достаточно нанести 15-20-сантиметровый слой несолонцовой почвы, чтобы улучшить участок. Большое значение имеет и внесение органических удобрений.

Солоди характеризуются низким естественным плодородием, они бедны органическим веществом, элементами питания, имеют неблагоприятные водно-физические свойства, верхние горизонты часто имеют кислую реакцию. Использование таких почв для выращивания на них сельскохозяйственных культур обычно ограничено также условиями рельефа. Из-за того, что солоди располагаются по западинам, они длительное время находятся в переувлажненном состоянии, что существенно ограничивает возможности своевременного проведения полевых работ. Поэтому такие почвы обычно или оставляют под естественной древесной растительностью, которая выполняет полезащитную роль, или используют под сенокосы и пастбища. В случае необходимости рассоления солодей проводят глубокую обработку, вносят органические и минеральные удобрения, проводят землевание. Если в верхнем горизонте реакция среды сильнокислая, то проводят известкование почвы.

Положительное значение имеет подготовка посеву семян сельскохозяйственных культур. Для повышения солеустойчивости пшеницы и сахарной свеклы семена на один час помещают в 3 %-ный раствор NaCl с последующим промыванием водой в течение 1,5 часов. Этот прием повышает устойчивость растений при хлоридном засолении. Для повышения устойчивости к сульфатному засолению семена на сутки помещают в 0,2 %-ный раствор MgSO4. Благоприятное влияние оказывает также намачивание семян в растворе борной кислоты. Такие обработки ведут к повышению урожайности растений при их возделывании на засоленных почвах.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Вопросы солеустойчивости растений

Вопросы солеустойчивости растений разрабатываются сравнительно давно, но лишь в последние годы намечаются пути применения теоретических изысканий в практике растениеводства.

Наряду с мелиорацией и другими мероприятиями, направленными на повышение плодородия засоленных и рассоленных почв, начинают применяться и разнообразные способы повышения солеустойчивости растений.

Выведение солеустойчивых сортов, разработка агротехнических мероприятий для засоленных почв и методов повышения солеустойчивости растений могут успешно осуществляться лишь при глубоком понимании биологии самого растения и его ответных реакций на засоление почвы. Поэтому изучение жизни растений засоленных почв имеет не только познавательно-теоретическое, но и практическое значение.

По современным представлениям все растения по их отношению к избытку солей в почве разделяются на две основные группы — галофиты и гликофиты.

Галофиты могут развиваться на пресном фоне, но лучшими условиями для их роста и развития являются почвы, засоленные до известного предела.

Основная масса представителей этой группы растений заселяет почву с концентрацией солей от 2 до 6%. Приспособление галофитов к засоленным почвам весьма разнообразно и достигается различными путями. Среди галофитов имеются соленакапливающие, солевыделяющие, соленепроницаемые растения и растения, локализирующие соли в специальных структурных образованиях. Вследствие большого накопления солей галофиты имеют высокое осмотическое давление клеточного сока. Благодаря большой сосущей силе корневой системы, превышающей осмотическое давление почвенного раствора, галофиты способны поглощать воду из засоленной почвы.

Своеобразные условия засоленных почв накладывают отпечаток на обмен веществ галофитов. Обычно интенсивность обмена веществ (фотосинтез, дыхание, водообмен, ферментативные реакции и т. д ) у галофитов понижается, и обмен становится более сбалансированным по отношению к высокому содержанию солей в почве. Таким образом, в процессе эволюции у галофитов выработались своеобразные анатомо-морфологические и физиологические свойства, позволяющие им осуществлять жизненные функции при наличии в почве значительного количества вредных солей.

Гликофиты, к которым относятся все культурные растения, в отличие от галофитов, характеризуются отрицательным отношением к избытку солей в почве. Поэтому распространение их на засоленных почвах ограничено высоким содержанием солей в почве. Обычно принято считать, если количество солей превышает 0,5% (от веса почвы), на такой почве вести культуру нецелесообразно. Культурные растения по-разному реагируют на концентрацию солей в почвенном растворе. При этом в явлении солеустойчивости растений имеют значение и многообразные факторы внешней среды (климат, механический состав почвы, ее влажность, запас питательных солей и др.).

В естественных условиях произрастания на засоленных почвах большинство растений испытывает затруднения в получении воды (физиологическая сухость), питательных солей (солевое голодание) и страдает от токсического действия солей, проникающих в клетки. Изучение действия солей на растение в естественных условиях значительно осложняется. Здесь трудно отделить осмотическое действие солей от токсического, так как действие солей меняется в зависимости от их концентрации в среде, накопления в растении, температуры и от других факторов. Под влиянием солей многие факторы, положительно действующие на растения в нормальных условиях (повышенная температура для теплолюбивых растений, свет, питательные соли и пр.), могут действовать даже отрицательно.

Соли по своему токсическому действию вполне соответствуют специфическим ядам. Действие ядов как на растительный, так и на животный организм обусловлено главным образом их концентрацией. Как известно, яды в небольших концентрациях обычно повышают жизнедеятельность организма, тогда как более высокие концентрации или угнетают или вызывают его смерть.

Небольшая степень засоления почвы, и особенно менее вредными солями, может вызвать стимуляцию растений и увеличение урожая, а повышение концентрации солей в почве (особенно сильно токсических) резко подавляет жизненные функции растения или вызывает его отравление.

Специальные исследования показывают, что солеустойчивые растения, по сравнению с несолеустойчивыми, наиболее быстро перестраивают свои жизненные функции в сторону приспособления к неблагоприятным условиям засоленной почвы. Несолеустойчивые растения в условиях засоления более консервативны и неспособны к быстрому изменению своих жизненных функций, в результате они нередко погибают даже при сравнительно небольшом засолении. Растения после многолетнего пребывания в условиях засоления приобретают ряд анатомо-физиологиче — ских свойств, которые помогают им переносить повышенное количество солей в почве. Причем приобретенное материнским растением свойство солеустойчивости закрепляется в потомстве.

Признание возможности приспособления растений к засолению почвы и закрепление свойств солеустойчивости в потомстве послужили основой для разработки самых разнообразных методов повышения солеустойчивости культурных растений. В настоящее время уже имеются методы повышения солеустойчивости растений, позволяющие значительно повысить урожай на засоленных почвах.

Особое значение в проблеме солеустойчивости растений приобретает явление разнокачественности засоления почвы. Как показывают исследования, своеобразные условия произрастания, создаваемые различными типами засоления (карбонатное, хлоридное, сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное, смешанное), оказывают глубокое воздействие на жизнедеятельность растений, определяя тем самым и характер его приспособления к засолению почвы. При скоплении в почве менее вредных солей растение подвергается в большей мере осмотическому воздействию, тогда как при накоплении более вредных солей в первую очередь проявляется их токсическое действие. В частности, было установлено, что растения, произрастающие в условиях скопления сульфатов, приобретают черты ксероморфизма, тогда как растения, выращенные в условиях преобладания хлоридов, приобретают признаки галофитизма. Подобные изменения свидетельствуют о том, что в процессе роста и развития растения приспосабливаются не вообще к избытку солей, а к определенному типу засоления. Учитывая это, селекционная работа и семеноводство, разработка агротехнических мероприятий и методов повышения солеустойчивости растений должны быть районированы с учетом типа засоления почвы.

Проблема солеустойчивости культурных растений в настоящее время подвергается разностороннему исследованию. Ведущая роль в разработке этой проблемы принадлежит ученым нашей страны. Об этом свидетельствуют данные специальной литературы и итоги VIII Международного ботанического конгресса, состоявшегося в 1954 году во Франции. Участник этого конгресса, акад. А. Л. Курсанов (1956) пришел к выводу, что вопросы солеустойчивости растений в Советском Союзе разрабатываются значительно глубже и шире, чем в зарубежных странах.

Интенсивная разработка этой проблемы за последние десятилетия дала возможность некоторым исследователям

как в нашей стране, так и за рубежом разработать гипотезы и теории солеустойчивости растений, которые открывают, несомненно, новые страницы в проблеме солеустойчйвости, однако лишь с точки зрения познания отдельных звеньев приспособительных реакций и частных закономерностей во взаимоотношениях между растениями и внешней средой.

В настоящее время проблема солеустойчивости растений находится еще в стадии сбора и накопления фактического материала. Далеко не достаточны и наши знания в области механизма действия солей на растительный организм, без чего не может быть создана общебиологическая теория солеустойчивости растений.

Мы полагаем, что задачей завтрашнего дня является не столько выдвижение новых гипотез и теорий, сколько кропотливый сбор новых фактов, установление новых закономерностей и глубокое изучение механизма действия солей на растение.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Диагностика и оценка солеустойчивости растений

При решении частных и общих вопросов солеустойчивости растений нередко возникает необходимость в применении методов, позволяющих в строго контролируемых условиях определять токсичность солей и степень солеустойчивости растений.

Существующие в настоящее время методы определения токсичности солей и солеустойчивости растений можно разделить на следующие три группы: лабораторные, вегетационные и полевые.

Наиболее распространенным методом определения солеустойчивости растений является учет энергии прорастания семян растений на засоленном субстрате. Проращивание семян проводят в растворах солей или на фильтровальной бумаге, песке, почве, смоченных растворами солей определенной концентрации. Снижение интенсивности прорастания семян на растворах солей, по сравнению с контролем, является показателем степени солеустойчивости испытуемых семян. Подобным способом легко определить степень токсичности отдельных ионов и солей, а также поступление воды в семена в зависимости от концентрации солей. Кроме того, этот метод позволяет выявить наиболее солеустойчивые сорта и сопоставить солеустойчивость семян различных сельскохозяйственных культур. Основа этого метода покоится на признании того, что реакция семян на соли при прорастании отражает солеустойчивость растения на последующих этапах его развития

В обстоятельных исследованиях В. С. Шардакова (1948) была доказана возможность определения солеустойчивости растений на самых ранних фазах их развития— прорастания семян. При характеристике солеустойчивости сортов хлопчатника были использованы многие показатели и, в частности, скорость набухания и энергия прорастания семян, скорость роста корешков. Согласно данным В. С. Шардакова, семена солеустойчивых сортов, по сравнению с несолеустойчивыми, в условиях засоления характеризуются большей скоростью набухания, более высокой энергией прорастания и более интенсивным ростом корешков. Однако, по мнению этого автора, из всех испытанных способов определения солеустойчивости растений на самых ранних фазах развития лучшие результаты дает отбор семян по размерам (длине) после набухания их в воде. Практический интерес представляет то, что этот способ может использоваться не только при сравнительной характеристике сортов, но и при массовом отборе наиболее солеустойчивых экземпляров в пределах каждого сорта.

При массовом отборе солеустойчивых экземпляров в пределах сорта, распространенного в районах с засоленными почвами, может быть использован метод Л. И. Сергеева (1936а). Суть этого метода заключается в следующем: семена, собранные с растений (пшеница), произрастающих на засоленной почве, проращиваются в течение двух дней на растворах солей (0,3—0,4-молярного раствора NaCl). Затем как проросшие, так и непроросшие семена высаживаются в засоленную почву (0,2—0,3-молярного раствора NaCl). Результаты опытов Л. И. Сергеева показали, что растения, выросшие из семян, проросших на солевом растворе, по ряду признаков (процент всхожести, рост и развитие, сухой вес растения) оказались более стойкими к засолению, чем растения, развившиеся из непроросших семян.

Метод, предложенный А. А. Рихтером и Е. К. Дворецкой (1930), основан на определении чувствительности устьичного аппарата к действию солей и главным образом катиона натрия. Катионы обладают свойством способствовать распаду крахмала в замыкающих клетках, вследствие чего осмотическое давление в них повышается, вызывая тем самым раскрытие устьичных щелей. Листья

для исследования по этому методу берутся в вечернее время, когда устьица плотно закрыты и переполнены крахмалом. Затем срезы эпидермиса, взятые с нижней стороны листа, погружаются в растворы хлористого натрия разной концентрации и через определенные промежутки времени просматриваются под микроскопом. Меньшая скорость раскрывания устьиц при определенной концентрации хлористого натрия является показателем солеустойчивости растения.

П. А. Генкель (1950) разработал новый микроскопический метод оценки степени солеустойчивости, основанный на прямом определении токсического действия солей на ткани растения. Суть этого метода заключается в том, что срезы верхнего эпидермиса листа погружаются на несколько часов в одномолярный раствор хлористого натрия, а затем подсчитывается число плазмолизированных (живых) клеток. Количество этих клеток является мерилом степени солеустойчивости растения. Многократная проверка метода, как указывает П. А. Генкель, показала его полную применимость для оценки солеустойчивости.

В свое время мы (Строгонов и Остапенко, 1941) предложили метод определения солеустойчивости растений по интенсивности разрушения хлорофилла у отрезанных листьев, помещенных черешками в водную вытяжку из засоленной почвы или в растворы солей. Этот метод основан на признании наличия устойчивой системы хлорофилл — белок у растений, обладающих повышенной солеустойчивостью (Строгонов и Иваницкая, 1954). Техника этого метода весьма проста и заключается в следующем. Листья растений, срезанные под водой, в зависимости от цели опыта помещаются в водную вытяжку из засоленной почвы, в засоленную грунтовую воду или в растворы солей. Вышеуказанные растворы должны иметь достаточно высокую концентрацию солей (2—4%). Контролем служат листья, погруженные черешками в воду, свободную от солей. Для предохранения листьев от подвядания опыт проводится на рассеянном свете.

Показателем степени солеустойчивости растений является быстрота появления солевых пятен вследствие разрушения хлорофилла под влиянием солей. У солеустойчивых растений разрушение хлорофилла начинается обычно значительно позже и идет менее интенсивно, чем у несолеустойчивых растений. Следует отметить, что этот метод применим лишь к таким растениям, которые выращиваются в условиях засоления.

В своей работе П. А. Генкель и С. С. Колотова (1943) при определении солеустойчивых растений рекомендуют выдерживать листья не на рассеянном, а на прямом солнечном свете. Этому методу был придан количественный характер, и степень повреждения листьев солями определялась по пятибалльной системе. По данным П. А. Генкель и С С. Колотовой, солевые пятна на листьях лучше всего образуются в растворах сернокислого натрия и хлористого кальция, причем листья верхних ярусов характеризуются большей устойчивостью к солям по сравнению с более старыми нижерасположенными листьями.

По данным И. Захарьянц (1947), наблюдаемая определенная зависимость между показателями проницаемости протоплазмы листьев хлопчатника и его солеустойчивостью может также служить диагностическим признаком. Таким образом, в настоящее время уже имеются методы, которые позволяют быстро и относительно точно установить степень солеустойчивости растений, не затрачивая длительного времени на вегетационные или полевые опыты,

Вегетационные методы позволяют проводить опыты по определению степени токсичности солей и солеустойчивости растений начиная от прорастания семян до плодоношения растений. Опытные растения выращиваются в железных или стеклянных сосудах в условиях оранжереи или вегетационного домика. В зависимости от поставленной цели растения выращиваются на почве (почвенные культуры), песке (песчаные культуры) или питательном растворе (водные культуры). Возможность регулирования и контролирования условий выращивания растений (водный режим, минеральное питание, солевой режим) позволяют проводить опыты в строго контролируемых условиях, что способствует решению многих важных вопросов солеустойчивости растений. В частности, такие важные вопросы, как отношение галофитов к засолению и значение уравновешенности солевых растворов для растений были решены именно с помощью вегетационного метода. Этот метод позволяет изучать изменение степени токсичности солей и солеустойчивости растений в зависимости от условий их водоснабжения и минерального питания. Наряду с этим накоплен большой экспериментальный материал по сравнительной оценке солеустойчивости различных сортов и видов, а также по изменению степени солеустойчивости растений в зависимости от их возраста. С помощью вегетационного метода были проведены интересные и важные наблюдения за поведением растений, произрастающих при постепенном и внезапном засолении. Иначе говоря, вегетационный метод дает возможность решать самые разнообразные вопросы солеустойчивости растений.

Однако с помощью вегетационного метода все же нельзя создать для растений всех тех условий произрастания, которые имеются в поле. С целью получения более достоверных данных, отвечающих научным и особенно практическим запросам, используются полевые методы.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

СОЛЕУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ - это... Что такое СОЛЕУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ?

• Строгонов Б. П., Солеустойчивость растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 3, М., 1967; Удовенко Г. В., Солеустойчивость культурных растений, Л., 1977.

Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор: В. К. Месяц. 1989.

• СОЛАНИНЫ
• СОЛНЕЧНЫЙ УДАР

Смотреть что такое "СОЛЕУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ" в других словарях:

• солеустойчивость растений — солеустойчивость растений, солестойкость растений, способность растений проходить полный цикл развития на засоленных почвах, то есть на почвах с содержанием солей (главным образом, хлоридов, сульфатов и карбоната натрия) выше 0,2% от массы почвы …   Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

• Солеустойчивость растений — приспособленность растений к произрастанию на засоленных почвах, возникшая в процессе филогенеза онтогенеза …   Толковый словарь по почвоведению

• Солеустойчивость — СОЛЕУСТÓЙЧИВОСТЬ, устойчивость растений к повыш. концентрации солей в почве, в питат. растворе. С. растений обеспечивается рядом механизмов и адаптации: повышением осмотич. давления клеточного сока (с 5–10 атм до 20 атм и выше), что… …   Биологический энциклопедический словарь

• Солестойкость растений —         солеустойчивость растений, способность растений произрастать на засоленных почвах (См. Засолённые почвы). Наиболее солеустойчивы Галофиты, однако и они очень чувствительны к внезапному засолению. Любое растение приспосабливается к… …   Большая советская энциклопедия

• Закаливание растений —         приобретение растениями устойчивости к неблагоприятным условиям морозам, холоду, засухе, засолению и др. Возникающие при З. р. свойства обусловливаются изменениями обмена веществ. З. р. к морозу происходит только осенью, когда растения… …   Большая советская энциклопедия

• СССР. Естественные науки —         Математика          Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… …   Большая советская энциклопедия

• ГАЛОФИТЫ — (от греч. hals соль и ...фит), растения, произрастающие на сильно засоленных почвах: по берегам морей, на солончаках и т. п. Их делят на три группы. Эвгалофиты, или настоящие Г. (т. н. солянки), б. ч. обладают мясистыми листьями и стеблями;… …   Биологический энциклопедический словарь

• Засухоустойчивость —         растений, способность растений выносить значительное обезвоживание клеток тканей и органов, а также перегрев. Наиболее засухоустойчивы Ксерофиты, к которым по своей способности выносить обезвоживание приближаются обитающие в сухих… …   Большая советская энциклопедия

• Растениеводство —         1) одна из основных отраслей сельского хозяйства, занимающаяся главным образом возделыванием культурных растений для производства растениеводческой продукции. Обеспечивает население продуктами питания, животноводство кормами, многие… …   Большая советская энциклопедия

• растениеводство — растениеводство, 1) возделывание культурных растений (сельскохозяйственных культур) для производства растениеводческой продукции; одна из основных отраслей сельского хозяйства. Обеспечивает население продуктами питания, животноводство кормами,… …   Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

agricultural_dictionary.academic.ru

Солеустойчивость растений - путеводитель

Солеустойчивость растений

Солеустойчивость растений — это способность растений противостоять засолению, не снижая интенсивность течения основных физиологических процессов. Изучение солеустойчивости растений имеет большое практическое значение, поскольку океаны, воды которых содержат 3 — 4% солей, занимают около 75% поверхности Земли, более четверти всех почв засолены, а еще одна треть всех почв имеет тенденцию к засолению.

Согласно Б. П. Строганову (1962), по степени засоления различают незасоленные, слабозасоленные, средне-засоленные почвы и солончаки. Тип засоления определяется по содержанию анионов в почве: хлоридное, сульфатное, сульфатно-хлоридное, хлоридно-сульфатное и карбонатное. Преобладающим катионом в таких почвах является натрий, но встречается также карбонатно-магниевое, хлоридно-магниевое засоление,

Растения, приспособленные к существованию в условиях избыточного засоления, называют галофитами. В чем же вред засоления?

Засоление приводит к созданию в почве низкого (отрицательного) водного потенциала, поэтому поступление воды в растение сильно затруднено. Под влиянием солей происходит нарушение ультраструктуры клеток, в частности изменение в структуре хлоропластов. Особенно это проявляется при хлоридном засолении. Вредное влияние высокой концентрации солей связано с повреждением мембранных структур, в частности плазмалеммы, вследствие чего возрастает ее проницаемость, теряется способность к избирательному накоплению веществ. В этом случае соли поступают в клетку пассивно, и это усиливает повреждение клетки. На засоленных почвах большая концентрация натрия препятствует накоплению других катионов, в том числе кальция. Высокая концентрация солей нарушает азотный обмен (накапливается аммиак), возникают признаки серного голодания. Наоборот, в условиях засоления, связанного с высокой концентрацией серно-кислых солей, наблюдается обратный процесс — избыточное накопление серы, что также приводит к синтезу и накоплению ядовитых соединений.

Повышенная концентрация хлоридных солей может действовать как разобщитель процессов окисления и фосфорилирования, т. е. снижается процесс синтеза АТФ в дыхании. Следует отметить, что отрицательное действие высокой концентрации солей сказывается прежде всего на функционировании корневой системы. При этом в корнях страдают наружные клетки, непосредственно соприкасающиеся с раствором соли. В стебле наиболее подвержены действию солей клетки проводящей системы.

В основе устойчивости растений к солям лежат различные физиологические механизмы. К первой группе относятся механизмы, запускающие реакции обмена веществ, которые нейтрализуют неблагоприятное действие солей. Примером может служить окислительное разрушение токсичных соединений серы и ее производных, а также накопление веществ, регулируемых осмотические свойства клеток и оказывающих защитное влияние, например, аминокислота пролин. Важное значение в процессе приспособления к засолению имеет накопление веществ, относящихся к полиаминам (путресцин, спермидин и др.). В определенных концентрациях эти вещества оказывают защитное действие. Это связано, по-видимому, с тем, что они стабилизируют структуру нуклеиновых кислот и повышают устойчивость растений.

Ко второй группе относятся механизмы, регулирующие транспорт ионов из среды в клетку. Этот тип приспособлений связан с защитными функциями мембран. Рассмотрим отдельные группы галофитов и их приспособления противостоять высоким концентрациям солей. Все гало-фиты можно разделить на три группы:

1.Настоящие галофиты (эвгалофиты) — наиболее солеустойчивые растения, накапливающие в вакуолях значительные концентрации солей. Растут на влажных засоленных почвах. Вследствие высокого осмотического давления в клетках растения обладают большей сосущей силой, позволяющей поглощать воду из сильно засоленной почвы. Для растений этой группы характерна мясистость листьев, которая исчезает при выращивании их на незасоленных почвах. Типичные представители настоящих галофитов — солерос, сведа.

2.Солевыделяющие галофиты (криногалофиты), поглощая соли, не накапливают их внутри тканей, а выводят из клеток с помощью секреторных желез, расположенных на листьях. Выделение солей железками осуществляется с помощью ионных насосов и сопровождается транспортом больших количеств воды. Соли оседают белыми налетами на листьях. Часть солей удаляется с опадающими листьями. Эти особенности характерны для кермека (Statice gmeline), тамарикса (Tamarix spectosa) и др. Галофиты этих двух групп называют также солянками.

3.Соленепроницаемые галофиты (гликогалофиты) растут на менее засоленных почвах. Высокое осмотическое давление в их клетках поддерживается за счет продуктов фотосинтеза, а клетки малопроницаемы для солей. Типичный представитель этой группы — полынь (Агtemisia salina).

Растения-гликофиты — незасоленных мест обитания, в условиях засоления также обнаруживают определенную способность к перенесению избытка солей. Из сельскохозяйственных растений относительно солеустойчивы ячмень, сахарная свекла, хлопчатник, мягкая пшеница.

В сельскохозяйственном производстве основным методом борьбы с засолением является мелиорация засоленных почв, создание надежного дренажа и промывка почв после сбора урожая. На солонцах мелиорацию осуществляют путем гипсования, которое основано на вытеснении из почвенного поглощающего комплекса натрия и замене его кальцием.

Солеустойчивость растений увеличивается после применения предпосевного закаливания семян. Для хлопчатника, пшеницы, сахарной свеклы применяют обработку семян 3%-ным раствором NaCl в течение одного часа и с последующей промывкой водой в течение 1,5 часа. Этот прием повышает устойчивость при хлоридном засолении.

Рекомендуем ознакомится: http://biofile.ru

worldunique.ru

Работа 39. Определение солеустойчивости растений

Солеустойчивость – свойство растений произрастать на засоленной почве. Засоление обусловлено наличием в почве большого количества солей, главным образом, натриевых. Большинство сельскохозяйственных растений не являются солеустойчивыми. Вредное действие засоления почвы проявляется, прежде всего, в задержке набухания и всхожести семян, снижении интенсивности роста проростков.

Существуют прямые и косвенные методы определения солеустойчивости. К прямым методам относят выращивание растений в почве с разной степенью засоления. К косвенным лабораторным методам относят: плазмолитический или определение вязкости протоплазмы, определение скорости раскрытия устьиц, определение содержания альбуминов, определение проницаемости протоплазмы, определение интенсивности прорастания семян в растворах разной концентрации.

В данной работе солеустойчивость растений определяют по интенсивности прорастания семян.

Цель работы. Определить солеустойчивость различных сельскохозяйственных культур.

Ход работы. В три чашки Петри раскладывают кружки фильтровальной бумаги, предварительно простерилизованные в термостате при 150 °С в течение 1 часа. В чашки наливают по 10 мл растворов NaCl разной концентрации в 3…4-кратной повторности по схеме: 1-й вариант – 5 %-ный раствор NaCl; 2-й – 7 %-ный раствор NaCl; 3-й – 10 %-ный раствор NaCl; 4-й вариант – дистиллированная вода. В чашки раскладывают по 10…25 семян, предварительно обработанных раствором формалина в течение 3…5 мин. Чашки с семенами оставляют при комнатной температуре на 5…7 дней. По окончании проращивания в каждом варианте определяют число и процент проросших семян. Число проросших семян в дистиллированной воде (контроль) принимают за 100 %, а в растворах соли вычисляют в процентах от контроля. Результаты опыта записывают в табл. 47.

Т а б л и ц а 47. Определение всхожести семян _______ в растворах солей

культура

Результаты всех повторений записывают в сводную табл. 48 и рассчитывают среднее значение по каждому варианту.

Т а б л и ц а 48. Определение солеустойчивости растений

Вопросы:

1. Что является причиной засоления почвы?

2. Назовите типы галофитов. Какие сельскохозяйственные растения обладают большей солеустойчивостью?

3. Каким образом солеустойчивые растения приспосабливаются к произрастанию на засоленных почвах?

4. Назовите пути повышения солеустойчивости культурных растений.

Материалы и оборудование: семена ячменя, кукурузы, томата, 5 %-, 7 %- и 10 %-ные растворы NaCl, раствор формалина (1 мл на 300 мл воды), чашки Петри, кружки фильтровальной бумаги, мерные пипетки на 10 мл.

studfiles.net

солеустойчивость растений - это... Что такое солеустойчивость растений?

солеусто́йчивость расте́ний, солестойкость растений, способность растений проходить полный цикл развития на засоленных почвах, то есть на почвах с содержанием солей (главным образом, хлоридов, сульфатов и карбоната натрия) выше 0,2% от массы почвы. Чрезмерное поглощение растением ионов солей вызывает повышение осмотического давления и сопровождается нарушениями обмена веществ. С. р. обусловлена генетически и может увеличиваться в ходе адаптации растений к высокому содержанию солей. Механизмы С. р. сводятся к регуляции содержания солей и воды в клетках и защите биополимеров от обезвоживания и повреждения солями путём накопления специальных веществ — протекторов (например, пролина). Большинство растений несолеустойчивы (гликофиты). Наиболее солеустойчивы дикорастущие галофиты: соленакапливающие (солянки, — солерос, сведа), солевыделяющие (кермек, тропические растения морских побережий и устьев рек, образующие мангры), с низким поглощением солей (полыни). Культурные растения имеют различную устойчивость к избытку солей в почве. На сильнозасолённых почвах могут расти, например, сахарная свёкла, миндаль, спаржа. К среднему засолению устойчивы хлопчатник, подсолнечник, ячмень, томат тыква и др. Пшеница мягкая более солеустойчива, чем твёрдая. С. р. минимальная в фазе проростков и во время образования генеративных органов. Важное значение имеет выведение солеустойчивых сортов.

Литература:Строгонов Б. П., Солеустойчивость растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 3, М., 1967;Удовенко Г. В., Солеустойчивость культурных растений, Л., 1977.

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

• соланины
• солнечный удар

Смотреть что такое "солеустойчивость растений" в других словарях:

• СОЛЕУСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ — солестойкость растений, способность р ний проходить полный цикл развития на засоленных почвах, т. е. на почвах с содержанием солей (гл. обр. хлоридов, сульфатов и карбоната натрия) выше 0,2% от массы почвы. Чрезмерное поглощение р нием ионов… …   Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

• Солеустойчивость растений — приспособленность растений к произрастанию на засоленных почвах, возникшая в процессе филогенеза онтогенеза …   Толковый словарь по почвоведению

• Солеустойчивость — СОЛЕУСТÓЙЧИВОСТЬ, устойчивость растений к повыш. концентрации солей в почве, в питат. растворе. С. растений обеспечивается рядом механизмов и адаптации: повышением осмотич. давления клеточного сока (с 5–10 атм до 20 атм и выше), что… …   Биологический энциклопедический словарь

• Солестойкость растений —         солеустойчивость растений, способность растений произрастать на засоленных почвах (См. Засолённые почвы). Наиболее солеустойчивы Галофиты, однако и они очень чувствительны к внезапному засолению. Любое растение приспосабливается к… …   Большая советская энциклопедия

• Закаливание растений —         приобретение растениями устойчивости к неблагоприятным условиям морозам, холоду, засухе, засолению и др. Возникающие при З. р. свойства обусловливаются изменениями обмена веществ. З. р. к морозу происходит только осенью, когда растения… …   Большая советская энциклопедия

• СССР. Естественные науки —         Математика          Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… …   Большая советская энциклопедия

• ГАЛОФИТЫ — (от греч. hals соль и ...фит), растения, произрастающие на сильно засоленных почвах: по берегам морей, на солончаках и т. п. Их делят на три группы. Эвгалофиты, или настоящие Г. (т. н. солянки), б. ч. обладают мясистыми листьями и стеблями;… …   Биологический энциклопедический словарь

• Засухоустойчивость —         растений, способность растений выносить значительное обезвоживание клеток тканей и органов, а также перегрев. Наиболее засухоустойчивы Ксерофиты, к которым по своей способности выносить обезвоживание приближаются обитающие в сухих… …   Большая советская энциклопедия

• Растениеводство —         1) одна из основных отраслей сельского хозяйства, занимающаяся главным образом возделыванием культурных растений для производства растениеводческой продукции. Обеспечивает население продуктами питания, животноводство кормами, многие… …   Большая советская энциклопедия

• растениеводство — растениеводство, 1) возделывание культурных растений (сельскохозяйственных культур) для производства растениеводческой продукции; одна из основных отраслей сельского хозяйства. Обеспечивает население продуктами питания, животноводство кормами,… …   Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь

selskoe_hozyaistvo.academic.ru

Смотрите также

• 
  Мимикрия растение
• Прущие растения
• 
  Растение лемонграсс
• 
  Солончаковые растения
• 
  Растение перовская
• 
  Растение кервель
• 
  Фрезия растение
• 
  Растение фрезия
• 
  Морозоустойчивость растений
• 
  Рдест растение
• 
  Растение рдест