Засухоустойчивость сельскохозяйственных растений. Засухоустойчивые растения это
Засухоустойчивость растений — Юнциклопедия
Засухоустойчивость растений — это способность растений переносить значительное обезвоживание и перегрев своего организма, выживать во время засухи с наименьшим снижением урожайности.
При засухе резко падает влажность воздуха, возрастает температура почвы и воздуха, растениям не хватает влаги. Начинается обезвоживание их клеток, тканей и органов. В растительном организме снижается синтез белка, нарушается структура цитоплазмы и энергетический обмен. В результате замедляется или прекращается рост растений, нарушается их развитие, снижается урожайность. При длительной засухе растения гибнут. Засухоустойчивость в основном определяется наследственными особенностями растений.
Самые засухоустойчивые растения, или ксерофиты, имеют различные приспособления: колючки вместо листьев, опушение, восковой налет, глубоко проникающую корневую систему, которые помогают им легче переносить засуху, экономно расходовать влагу, препятствуя её испарению. Среди сельскохозяйственных культур типичных ксерофитов очень мало. Это люцерна, сафлор, шафран (крокус) и некоторые другие. К ксерофитам относятся дикорастущие растения пустынь, полупустынь и сухих степей. Большинство возделываемых растений — мезофиты. Они умеренно влаголюбивы. Многие из них засухоустойчивы, например просо, сорго, подсолнечник, тыква. Степные сорта пшеницы более засухоустойчивы, чем сорта из Нечерноземной зоны.
Засухоустойчивость зависит также от фазы развития растений. Молодые растения, особенно всходы, плохо переносят засуху. Устойчивость к засухе повышается по мере роста и развития, однако с началом образования генеративных органов, в фазе бутонизации и цветения, она резко падает.
Растения могут приспосабливаться к недостатку влаги. В этом им помогает предпосевное закаливание семян (см. Закаливание растений). Растения вырабатывают приспособительные реакции к засухе: съеживание клеток, расходование воды, вырабатываемой в процессе дыхания, и др. Растения, перенесшие засуху, легче переносят её вторично. Чтобы повысить засухоустойчивость растений, советские селекционеры выводят специальные сорта сельскохозяйственных культур. Своевременное внесение фосфорных и калийных удобрений также повышает засухоустойчивость. Большое значение для борьбы с засухой имеет орошение. Чтобы сохранить влагу в почве, ранней весной проводят боронование, рыхление междурядий, снегозадержание, выращивают защитные насаждения.
yunc.org
Засухоустойчивые растения | AgroCounsel
Засухоустойчивые растения
Засухоустойчивые растения - свойство растений расти и развиваться в условиях длительной засухи без значительного снижения производительности. Длительная засуха вредно влияет на большинство растений; нарушаются водный режим растений, фотосинтез, дыхание, грунтовое питание, углеводный и белковый обмен и т.д. . Растение при низкой влажности почвы и воздуха испаряет больше влаги, чем ее поступает из почвы, и вянет; закрываются устьица в листьях - нарушается углеродное питания; меньше накапливается пластических веществ. В условиях атмосферной засухи повышается температура листьев, усиливается транспирация, нарушается структура цитоплазмы, белки частично коагулируются, и листья начинают отмирать. Суховеи, которые сопровождают засуху, повреждают листья, органы размножения и верхушки стеблей, ухудшают условия налива зерна. По грунтовой засухи вода поступает в корневую систему в очень ограниченном количестве, корневые волоски отмирают, растение переходит в состояние длительного увядания, ростовые процессы прекращаются, листовая поверхность уменьшается, пластические вещества не накапливаются, и продуктивность растений резко снижается. Засухоустойчивость растениям обусловливают физиологические и анатомо - морфологические приспособления, уменьшающие расход воды и усиливают впитывания ее из почвы растением. Главной физиологической особенностью засухоустойчивых растений является способность их переносить значительный дефицит воды благодаря высокой гидрофильности коллоидных веществ цитоплазмы и наличия в ней защитных веществ (сахаров и слизи). Морфологическими особенностями засухоустойчивых растений, в отличие от незасухоустойчивых, является меньшая листовая поверхность и наличие глубокого проникновения корневой системы в землю. Анатомически засухоустойчивые растения отличаются от незасухоустойчивых мелкими клетками и густой сетью проводящих пучков в листьях. У этих растений хорошо развита кутикула, пушистость и восковой налет на листьях и стеблях, меньше количество и размер устьиц, что препятствует излишнему испарению воды и перегрева растений и способствует лучшему обеспечению их водой. Все эти приспособления возникли в процессе эволюционного развития растений.
клеточного сока в период цветения и налива зерна, выше порог коагуляции белков и интенсивнее накопление сухого вещества зерна. Повышение засухоустойчивости растения достигают созданием засухоустойчивых сортов, гибридов применением соответствующей агротехники. Важное значение в борьбе с засухой имеют следующие мероприятия: борьба с сорняками, подбор сортов, гибридов устойчивых к засухе, и, особенно, применение орошение. www.agrocounsel.ru
Суккуленты и наиболее засухоустойчивые растения планеты
При слове пустыня, обычно первая картинка которую мы себе представляем – это раскаленные до бела безжизненные сыпучие барханы, чередой уходящие за бескрайний горизонт, а все чего касается взгляд, находится в оцепенении от палящего солнца, прожигающего насквозь все живое.
Тем не менее, даже в таких тяжелых условиях могут существовать уникальные растения, приспособившиеся к жизни в условиях зыбких песков, высокой температуры воздуха и недостатка воды.
Основные признаки засухоустойчивых растений
Как правило, засухоустойчивые растения имеют хорошо развитую корневую систему, глубоко проникающую в почву, благодаря чему они и добывают влагу.
Многие культуры имеют мясистые листья и обладают способностью накапливать и хранить запасы воды. Все эти растения входят в группу так называемых суккулентов, которые аккумулируют ценную влагу в собственных фотосинтезирующих тканях (стеблях или листьях). Примечательно, что похожие внешние черты различных представителей растительного мира чаще всего не связаны с их общим происхождением, а внешняя схожесть вызвана исключительно сложными условиями существования.
Поверхность листьев и стеблей у большинства суккулентов имеет специальный защитный восковой налет. Устьица очень немногочисленны и днем обычно прикрыты, поскольку растения вынуждены расходовать воду крайне экономно. Потеря влаги происходит в основном через покровные ткани.
Как правило, все засухоустойчивые растения имеют небольшую высоту и растут уединенно, чтобы добывая жизненно важную воду, не конкурировать с другими представителями флоры.
Большинство засухоустойчивых растений имеют колючки и шипы, одна из функций которых (помимо защиты), заключается в конденсации водяного пара.
Несмотря на значительные отличия по внешнему виду, практически все засухоустойчивые растения размножаются с помощью семян, распространяя их при помощи ветра.
Все растения данной группы являются природным кормом для большинства пустынных животных.
Виды засухоустойчивых растений
Несмотря на сильный зной и отсутствие дождей существует целый ряд растений, которые приспособились выживать в засушливых условиях. Многие из них широко известны, некоторые являются довольно редкими видами.
Безусловно, что наиболее распространенными растениями являются кактусы. Они, как правило, имеют шипы и колючки (максимальная длина отдельных колючек составляет 25 см).
Кактусы весьма разнообразны по форме, размеру, способам цветения, при этом примечательно, что продолжительность жизни отдельных видов может достигать ста и более лет.
Единственным представителем кактусов, соком которого может утолить жажду человек, является «эхинокактус грузони». Данное растение вырастает до полутора метров в высоту и может дать около одного литра воды.
Влагу кактусы удерживают как счет своего мясистого тела, так и колючек, защищающих растение от перегрева.
Широко распространен в засушливых регионах молочай. Внешне растение напоминает кактус, но имеет более толстые мясистые стебли, благодаря которым накапливает влагу внутри.
В пустынных регионах часто можно встретить и известное всем перекати-поле. Данное растение имеет вид шарообразного куста и способно перемещаться по пустыне при помощи ветра.
Широко распространена в условиях пустынь и верблюжья колючка, имеющая вид невысокого кустарника с колючими ветвистыми стеблями. Примечательно, что корни данного растения способны добираться до влаги пробиваясь на 30-метровую (!) глубину.
Достаточно засухоустойчивым растением является алоэ. Мясистые зеленые листья с шипами по краям обладают хорошей способностью накапливать воду.
Среди редких представителей засухоустойчивых растений можно назвать такие, как: креозотовый куст, карагач, цереусы, стапелия, литопс и прочие растения.
Стапелия имеет весьма необычный внешний вид, поскольку ее цветы, покрытые густыми волосками, имеют форму звезд, а листья напоминают шипы. Увы, цветы издают ужасный запах.
Литопс, произрастающий в южноафриканском регионе примечателен тем, что имеет уникальную корневую систему, которая позволяет растению цвести под землей (!). При этом на поверхности земли располагается лишь несколько листочков.
Для пустыни характерно огромное наличие эфемеров (представляют собой очень мелкие растения), которые начинают активно развиваться, цвести и плодоносить с наступлением сезона дождей. В это время, безжизненная ранее пустыня преображается и начинает цвести, представляя собой поистине завораживающее зрелище.
Древесные растения, произрастающие в пустынях и полупустынях
Широко распространенными засухоустойчивыми деревьями является белый и черный саксаул, которые растут в виде кустарника. Листья данных растений со временем видоизменились и трансформировались в тонкие острые колючки. Белый саксаул имеет более мощную, хорошо развитую и покрытую толстой корой корневую систему, благодаря которой способен проникать в землю на глубину до 15 (!) метров. Черная разновидность предпочитает более засоленные грунты. Оба вида имеют корявые, изогнутые стволы и достигают не более двух метров в высоту.
Из менее известных большинству людей растений в пустынных зонах встречается песчаная акация, также имеющая вид крупного кустарника. У песчаной акации тонкие листья, а в период цветения растение выбрасывает красивые цветы приятного фиолетового оттенка. При этом ветви у деревца идеально прямые и гибкие.
Знаменитым символом пустынной саванны по праву считает африканский баобаб. Примечательно, что продолжительность жизни баобабов может достигать полутора тысяч лет. При помощи этих деревьев можно определить наличие высоких грунтовых вод, поскольку баобаб растет только в таких местах. При этом, чем выше к поверхности земли находится влага, тем выше в итоге вырастает дерево.
В условиях африканской саванны растет и ценное железное дерево (парротия). Свое название растение получило благодаря уникальной твердости и тяжести древесины, поэтому оно даже тонет в воде.
Еще одним популярным засухоустойчивым растением, из которого добывается ценное эфирное масло, является жожоба. Плоды растения широко применяются в косметической промышленности. Оно обладает лечебными и оздоровительными свойствами.
В пустыне Сахара очень распространена «аргания колючая» или как еще часто называют это растение - «дерево жизни». Из аргании также добывается эфирное масло, которое еще в древности за удивительные лечебные качества люди называли «жидким золотом».
agrostory.com
ЗАСУХОУСТОЙЧИВЫЕ РАСТЕНИЯ
способны переносить длительный недостаток влаги в почве, повышенную температуру воздуха и суховеи, к-рыми характеризуются явления засухи. В основе засухоустойчивости лежит повышенная способность раст. сохранять жизнеспособность при обезвоживании как вследствие потери воды из-за недостаточного поступления ее из почвы, так и вследствие усиленного испарения ее раст. К наиболее З. р. из числа имеющих хозяйственное значение относятся: просо, сорго, нек-рые виды мелкосемянной чечевицы (Персии, Афганистана), нут, чина, кориандр, фенхель, арбуз, виноград, инжир, ряд диких груш, суданская трава, донник, житняк, могар, желтая люцерна и каучуконосы. Наиболее важные в хозяйственном отношении раст,, возделываемые в засушливых р-нах (пшеница, ячмень, рожь, подсолнечник, кукуруза), относительно менее засухоустойчивы и для успешности возделывания требуют применения особых агротехнических приемов, обеспечивающих сохранение и накопление влаги, либо искусственного увлажнения почвы и введения наиболее засухоустойчивых сортов.
Большие задачи по повышению засухоустойчивости возделываемых с.-х. раст. стоят в настоящее время перед селекционными учреждениями, использующими для этой цели мировые ресурсы З. р. В мировых растительных ресурсах культурных раст., возделываемых в засушливых странах, и среди дикой флоры имеются виды и сорта более засухоустойчивые, чем наши обычные виды и сорта. Этот материал б. ч. непригоден для непосредственного использования, но может и д. б. использован для селекции. Значительны перспективы использования кормовых раст. (гл. обр. многолетних), имеющихся в дикой флоре пустынных и полупустынных р-нов (из числа злаков, бобовых, солянок).
Поделитесь на страничкеslovar.wikireading.ru
Засухоустойчивость сельскохозяйственных растений
Вопрос об устойчивости растений к засухе имеет большое теоретическое и практическое значение.
На территории нашей страны имеются зоны избыточного увлажнения с годовым количеством осадков более 500 мм, области неустойчивого увлажнения с годовым количеством осадков 250-500 мм и области с недостаточным увлажнением (засушливые), где количество осадков менее 250 мм в год. При этом для растений важно не столько общее годовое количество осадков, как их распределение по месяцам для обеспечения процессов жизнедеятельности в наиболее ответственные периоды развития. Для большинства из них особенно важны дожди в первую половину лета (май, июнь), но чаще всего именно весенне-летние засухи приводят к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Оптимальный уровень водообеспеченности для культурных растений соответствует влажности почвы 60-70 % полевой влагоемкости. При засухе происходит иссушение почвы до значительно более низких показателей, причем оно часто сопровождается низкой относительной влажностью воздуха. Такие условия почти ежегодно бывают в летний период в районах недостаточного увлажнения России (юг европейской части, Поволжье, степной Алтай, южная часть Западно-сибирской низменности). Даже в районах достаточного увлажнения часто складываются условия, характеризующиеся как засушливые. Они имеют разную повторяемость по годам и разную продолжительность. Поэтому засухи наиболее часто являются причинами снижения урожайности на территории России, частота их проявления в историческом плане увеличивается. По имеющимся данным, в XI веке было 8 засух, в XII-XV — по двенадцать, в XVI — двадцать, в XVII — двадцать одна, в XVIII — тридцать четыре, в XIX — сорок, в XX — около шестидесяти сильных и средних засух (Никонов, 1987). Тенденция сохраняется и в текущем XXI столетии.
Вероятность засухи в Центрально-Черноземном регионе России составляет 50-60 %, в Поволжье и на Северном Кавказе — 60-90 %, в Нечерноземной зоне — 20-30 % (Константинов, 1978). Особенностью погоды в Центральном и Центрально-Черноземном регионах является большая неравномерность в выпадении осадков в течение вегетационного сезона, а также весенне-летние засухи разной интенсивности, которые повторяются здесь один раз в 3-4 года, а иногда следуют два года подряд. В связи с этими условиями погоды урожайность сельскохозяйственных культур может изменяться в 2-3 раза в зоне устойчивого увлажнения и в 5-6 раз в зоне неустойчивого увлажнения.
Понятие засуха включает комплекс метеорологических условий.
Засуха — это режим погоды, который характеризуется длительным периодом без дождей, падением относительной влажности воздуха, повышением температуры почвы и воздуха. Различают атмосферную и почвенную засуху. Атмосферная засуха характеризуется высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха (10-20 %), а почвенная засуха — отсутствием доступной для растений воды в почве. Чаще всего эти два вида засухи сопровождают друг друга, при этом атмосферная засуха обычно предшествует почвенной. К тяжелым последствиям приводят нередко наблюдаемые суховеи — быстрое перемещение с ветром масс сухого и горячего воздуха, и мгла — когда суховеи сопровождаются появлением в воздухе во взвешенном состоянии почвенных частиц (пыльные бури).
Почвенная засуха наступает в результате обезвоживания корнеобитаемого слоя почвы при длительном отсутствии дождей, испарения воды с поверхности почвы, интенсивной транспирации и ветре при пониженной влажности воздуха. На серых лесных почвах она обычно наступает на 12-13-й день после прошедших дождей. Почвенная засуха характеризуется дальнейшим обезвоживанием тканей и угнетением роста.
В зависимости от силы и продолжительности засухи потери урожая могут составлять от 20 до 50 %, а в случае экстремальной засухи посевы могут полностью погибнуть.
За действием засухи и суховеев на растения необходимо следить в период сухой погоды (при сохранении в течение 10 дней и более относительной влажности воздуха днем 30 % и менее), особенно если запасы почвенной влаги незначительны, а также в дни с высокой температурой и низкой относительной влажностью воздуха, особенно при наличии ветра.
Засуха вызывает многообразные повреждения растений. При недостатке влаги в почве в ранневесенний период семена плохо прорастают, возможна гибель проростков семян. Всходы формируются слабыми, сильно изреженными, кущение угнетено или не происходит, наблюдается усыхание боковых побегов.
Сильная летняя засуха вызывает утрату тургора листьев, их пожелтение или побурение, а также засыхание листьев в зеленом состоянии, засыхание стеблей, незрелых плодов, почек, нередко растения засыхают полностью. Засыхание бутонов, цветков и завязей сопровождается их осыпанием. У кукурузы подсыхают молодые только что появившиеся из обертки нитевидные столбики. У озимых культур возможно засыхание узловых корней. Признаками глубоких повреждений, если сохраняются неблагоприятные условия, могут служить побеление остей (у зерновых колосовых культур), свертывание верхней части листьев в трубочку (у злаков).
Слабо формируются репродуктивные органы: маленький колос, боб, корзинка подсолнечника. Недостаток влаги и суховеи могут вызывать засыхание недозревшего зерна. В отличие от нормально созревшего зерна, признаком засохшего (не завершившего налива) зерна является его щуплость. Это
явление не следует смешивать с мелким, но выполненным зерном, которое формируется при очень быстром завершении налива в условиях высокой температуры воздуха в межфазный период «цветение-молочная спелость». Другим признаком преждевременного засыхания зерна является короткая продолжительность периода от колошения до пожелтения зерна: менее 20-22 дней у сортов мягкой пшеницы и менее 23-25 дней у сортов твердой пшеницы.
На природных кормовых угодьях происходит выгорание растений (преждевременное засыхание трав). Под выгоранием пастбищной растительности понимают преждевременное засыхание надземных вегетативных частей. Трава на пастбищах может выгорать местами или на всем пастбище.
Характеристикой водообеспеченности территории, а также силы засухи служит показатель гидротермический коэффициент (ГТК). Он представляет отношение суммы осадков (в мм) за период со среднесуточными температурами воздуха выше 10 °С к сумме температур за это же время, уменьшенной в 10 раз. Изолиния ГТК, по среднемноголетним значениям равная 1, близка к северной границе степной зоны.
| Характер засухи | Значение ГТК | Снижение урожая, % |
| Очень сильная | <0,3 | более 50 |
| Сильная | 0,4-0,5 | 20-30 |
| Средняя | 0,6-0,7 | менее 20 |
Под засухоустойчивостью понимают способность растений противостоять обезвоживанию при наступлении атмосферной и почвенной засухи.
В природных условиях часто даже при относительно благоприятных условиях погоды поступление воды в растение не успевает за ее расходованием. В тканях растений образуется водный дефицит, который характеризует степень недонасыщенности водой и количественно выражается массой воды, недостающей до полного насыщения органов водой (в процентах). Водный дефицит в природных условиях очень изменчив. Он зависит от конкретных условий погоды в тот или иной период, отражает динамику условий увлажнения и соотношение между расходом и поступлением воды в растения. В жаркие и сухие периоды водный дефицит растений увеличивается, а после продолжительных дождей падает до нуля.
Водный дефицит, отмечаемый в дневные часы, называется полуденным водным дефицитом. Внешним признаком наличия его является подвядание листьев. Увеличение водного дефицита сопровождается уменьшением водного потенциала листьев. Поэтому в дневные часы водный потенциал листьев, как правило, наименьший.
Полуденный водный дефицит представляет собой нормальное явление и обычно не опасен для растительного организма. Но в то же время, нельзя не учитывать, что при утрате тургора и завядании листьев устьица закрываются, это прекращает доступ углекислого газа в лист и фотосинтез тормозится, растение не накапливает сухого вещества, а только тратит его в ходе дыхания. В ночные часы, когда температура воздуха понижена, а относительная влажность воздуха повышается, интенсивность транспирации снижается. Если почва достаточно влажная, то поступление воды в растения снимает водный дефицит, ткани наполняются водой. Если же этого не происходит (при недостатке воды в почве), то говорят об утреннем или остаточном водном дефиците. Утренний водный дефицит сигнализирует об устойчивом недостатке снабжения водой и об обезвоживании растений. Последствия такого завядания могут быть необратимыми и губительными.
У растений разных видов и местообитаний завядание наступает при разном уровне потерь воды. Например, у растений тенистых местообитаний завядание наблюдается уже при потере воды, равной 3-5 %. Другие растения завядают только при водном дефиците 20-30 %.
Водный дефицит и завядание вызывают сдвиги в физиологической деятельности растения. Эти изменения могут быть более или менее сильными, обратимыми и необратимыми, в зависимости от силы, длительности обезвоживания и от вида растения.
Появление остаточного утреннего водного дефицита принимается за точку начала страдания от недостатка воды. Реакции растений на водный дефицит многообразны. В результате потери воды возрастает концентрация клеточного сока и увеличивается вязкость цитоплазмы. Снижается содержание свободной воды. Возрастает проницаемость мембран. В результате нарушения мембран из клеток могут выходить жизненно важные вещества. Это демонстрируется опытами, в которых при помещении подвядших листьев в воду, происходит выход в нее электролитов из листа. Данная реакция регистрируется электрическими приборами по изменению электрического сопротивления внешнего раствора. При обезвоживании клетки корня утрачивают способность к поглощению питательных веществ. Потери воды и разрушение гидратных оболочек белков изменяет структуру молекул, а ферменты при этом изменяют свою активность.
В условиях водного дефицита процессы распада начинают преобладать над процессами синтеза. Крахмал распадается на сахара. Вследствие распада белков увеличивается содержание небелкового азота, при этом накапливается аммиак, который способен вызвать отравление клеток.
Изменяется нуклеиновый обмен. Показано, что при возрастании водного дефицита возрастает активность рибонуклеаз, и как результат, усиливается распад РНК, приостанавливается синтез ДНК.
Недостаток воды изменяет и такие основные физиологические процессы, как фотосинтез и дыхание. При обезвоживании устьица закрываются, это резко снижает поступление СО2 в лист и поэтому интенсивность фотосинтеза падает. Интенсивность дыхания в первый период завядания увеличивается, а затем падает. Начальное повышение интенсивности дыхания связано с гидролизом крахмала и увеличением количества простых сахаров, которые являются главными субстратами дыхания. Однако энергетическая эффективность дыхания падает, так как в этих условиях выделяющаяся энергия не запасается в молекулах АТФ, а рассеивается как тепловая.
Из всех физиологических процессов наиболее чувствительным к недостатку влаги является процесс роста. Это имеет несколько причин. Уменьшение содержания воды тормозит синтез ДНК, а, следовательно, деление клеток. Вторая фаза роста клеток (фаза растяжения) идет за счет усиленного поступления воды и увеличения вакуоли, поэтому при недостатке воды рост растяжением резко замедляется. В результате клетки формируются мелкими, а следовательно отдельные органы и все растение имеет малые размеры. На процессы роста влияют изменения в гормональной системе. В частности, в условиях водного стресса происходит накоплении ингибиторов роста — абсцизовой кислоты и этилена. Абсцизовая кислота вызывает закрывание устьиц, уменьшение транспирации и одновременно усиливает поглощение воды корнями. Содержание стимуляторов роста ауксинов и гиббереллинов уменьшается. В результате изменения соотношения между фитогормонами и преобладания ингибиторов роста происходит торможение ростовых процессов.
Недостаток воды приводит и к анатомическим изменениям — большему развитию механических тканей.
На разных этапах развития растения по-разному реагируют на засуху. Наиболее чувствительны к ней растения в период всходов и в период формирования пыльцы и оплодотворения. Например, зерновые культуры резко снижают урожай зерна, если засуха приходится на период всходов и период заложения колоса. Древесные растения больше всего страдают на этапе всходов. Недостаток влаги приводит не только к снижению продуктивности, но и к ускоренному прохождению этапов онтогенеза. Они раньше переходят к цветению и плодоношению, отличаются меньшей продолжительностью жизни.
Большинство видов полевых культур и древесные породы умеренного климата относятся к мезофитам и имеют большое число приспособлений к недостатку влаги. Все они направлены на поддержание достаточного содержания воды в тканях путем сокращения ее потерь или усилением поступления воды из почвы через корневую систему.
Важнейшее приспособительное значение имеет образование при водном стрессе таких органических соединений, как сорбитол, глицинбетаин, и, в первую очередь, аминокислота пролин. Содержание пролина возрастает во много раз: у ячменя, хлопчатника и других сельскохозяйственных растений в опытах оно увеличивалось почти в 100 раз. Абсцизовая кислота, которая накапливается в листьях при стрессе и в условиях засухи содействует закрыванию устьиц для предотвращения потери воды, также способствует образованию пролина. Пролин способствует удержанию воды, предотвращает разрушение гидратных оболочек у молекул белков, увеличивает оводненность мембран и стабилизирует их структуру.
Хлоропласта по сравнению с другими органеллами клетки более устойчивы к обезвоживанию. В начальный период осмотического стресса содержание воды в хлоропластах увеличивается, и они набухают. В период усиления водного дефицита хлоропласта теряют воду медленнее по сравнению с клеткой в целом и могут служить некоторым запасом воды. Это является одной из причин, что
при засухе процесс фотосинтеза снижается медленно и при небольшом водном дефиците даже возрастает. Работами В. А. Бриллиант еще в 1925 г. было показано, что оптимальным для фотосинтеза является не полное насыщение тканей водой, а небольшой водный дефицит — 5-20 % от полного насыщения (это явление названо «эффект Бриллиант»),
Онтогенетической адаптацией растений к засухе является способность некоторых растений переключать путь усвоения СО2 с С3-пути на CAM-путь. Предполагается, что САМ-путь может формироваться как адаптация в ответ на действие водного стресса. В качестве сигнала может быть сочетание влияния водного дефицита и недостатка углекислого газа, вызванного закрытием устьиц. В результате передачи сигнала в ядро происходят изменения экспрессии генов, кодирующих ферменты CAM-пути, например ФЕП-карбоксилазы. САМ-путь позволяет расходовать воду в 3-5 раз экономнее по сравнению с растениями С3-пути.
Большое значение в повышении устойчивости растений к засухе имеют стрессовые белки, которые синтезируются при возникновении у растений водного дефицита. К таким белкам относятся дегидрины (LEA-белки). При обезвоживании LEA-белки удерживают воду в клетке, защищая от деградации ее структуры. Белки шапероны предохраняют от обезвоживания молекулы ДНК.
Сокращению потерь воды способствует торможение роста листовой поверхности, через которую у растений испаряется основная часть воды. Существует прямая связь: чем больше листовая поверхность, тем быстрее растение теряет воду. При засухе угнетается растяжение клеток, поэтому они формируются малых размеров, и соответственно уменьшается площадь листьев. В результате и потери воды растением уменьшаются. Однако одновременно уменьшается накопление сухих веществ растениями, так как этот показатель коррелирует с размерами листовой поверхности.
Некоторые растения способны уменьшать листовую поверхность путем сбрасывания листьев. Это происходит под действием этилена и абсцизовой кислоты, синтез которых усиливается в условиях водного дефицита. Другие виды (например, ковыль), сокращают испаряющую поверхность листьев путем их свертывания в трубку. При этом устьица располагаются внутри трубки, уменьшая испарение.
Эффективным физиологическим механизмом сокращения потерь воды является способность устьиц закрываться, когда снижается оводненность замыкающих клеток. Но это имеет для растения и негативные последствия: закрывание устьиц ухудшает газообмен листа и обеспечение фотосинтеза углекислым газом. В результате интенсивность фотосинтеза падает.
Устойчивость к засухе — это полигенный признак. С физиологической точки зрения она связанна с целым рядом физиологических отличий. Важнейшим признаком для многих из них является способность переносить недостаток воды без резкого снижения ростовых процессов и урожайности. В этой связи они обладают повышенной способностью удерживать в клетках воду в условиях обезвоживания. Засухоустойчивость отдельных видов мезофитов определяется устойчивостью цитоплазмы, особенно мембран митохондрий и хлоропластов к обезвоживанию, их способностью сохранять структуры при уменьшении гидратных оболочек, окружающих молекулы белка, а также устойчивостью ферментных систем.
Засухоустойчивые растения обычно характеризуются высокой водоудерживающей способностью цитоплазмы и относительно высоким осмотическим давлением клеточного сока. Часто они имеют ксероморфную структуру листьев. Ксероморфность заключается в уменьшении размеров клеток листа и листовых пластинок, в большом числе устьиц и жилок на единице поверхности листа. Такие же особенности свойственны ксерофитам (растениям засушливых местообитаний, устойчивых к засухе). Поэтому и для устойчивых видов мезофитов подобная структура листа получила название ксероморфной.
Установлено, что анатомическое строение верхних и нижних листьев в кроне дерева различно: верхние листья имеют признаки ксероморфности. У верхних листьев мельче клетки, больше устьиц, гуще сеть проводящих пучков, сильнее развита палисадная паренхима. Верхние листья отличаются более низким водный потенциалом клеток и высокой транспирацией. Это позволяет им оттягивать воду из проводящей системы и из листьев, расположенных ниже. Поэтому при продолжительной засухе в первую очередь желтеют и засыхают нижние листья, а верхние остаются живыми. Такая закономерность поддерживает стратегию выживания растения в условиях водного дефицита.
Большинство сельскохозяйственных культур относятся к группе мезофитов — то есть, это растения, обитающие в условиях среднего уровня обеспеченности водой. Многие из них сильно различаются по признаку засухоустойчивости.
По Н.И. Вавилову виды культивируемых растений по степени засухоустойчивости делятся на три группы. Из числа злаковых и бобовых культур в группу наиболее устойчивых к засухе видов включены просо, сорго, нут, чина, французская чечевица, донник, желтая люцерна житняк, суданская трава. Во вторую группу (со средней устойчивостью к засухе) входит пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, чечевица, фасоль, арахис, вика, люцерна синяя. В группу видов со слабой устойчивостью к засухе отнесены рис, овес, горох, соя, бобы, маш.
Различия по толерантности у различных видов к засухе определяются биологическими, морфологическими, физиолого-биохимическими особенностями растений. Высокая засухоустойчивость проса и сорго объясняется их повышенной устойчивостью к обезвоживанию тканей. Так, просо даже после потери 70-80 % воды способно при последующем увлажнении восстанавливать нормальную оводненность тканей и сформировать сравнительно высокую урожайность зерна. В сравнении с этим, растения пшеницы, утратившие чуть более 40-45 % воды, уже неспособны восстановить нормальную жизнедеятельность растений. Следует также иметь в виду, что просо и сорго относятся к растениям, фотосинтезирующим по С4-пути и их важнейшей характеристикой в связи с этим является высокая приспособляемость к обитанию в жарких и засушливых местах.
Ячмень не отличается по степени засухоустойчивости от пшеницы, но он более скороспел, имеет более короткий период вегетации и нередко «уходит» от засухи.
Овес по своим биологическим возможностям противостоять засухе уступает пшенице. Но он высевается рано, и критические периоды развития проходят у него до наступления летних засух. Поэтому в районах, где не характерны весенние и раннелетние засухи овес дает хорошую урожайность.
Твердая и мягкая пшеница четко не различаются по засухоустойчивости. Каждый из этих видов имеет и определенные преимущества и недостатки. По водоудерживающей способности и интенсивности транспирации в период активной вегетации твердая пшеница имеет преимущество перед мягкой пшеницей. Но у нее медленнее развиваются первичные и позже образуются вторичные корни, поэтому она хуже использует почвенную влагу в начале вегетации и слабее сопротивляется действию ранней засухи. Твердая пшеница имеет более крупный по массе зерна колос и его налив протекает более длительное время, поэтому при поздних засухах она дольше подвергается стрессовому воздействию, чем мягкая пшеница. Поэтому при ранних и поздних засухах твердая пшеница обычно показывает меньшую засухоустойчивость, а при засухе в середине лета она часто оказывается, напротив, более устойчивой к засухе, чем мягкая пшеница. Тот факт, что выращивание твердой пшеницы имеет место в основном в южных засушливых регионах, объясняется тем, что здесь она дает наиболее качественное зерно с высокой стекловидностью.
Способы борьбы с засухой
Для уменьшения отрицательного влияния засухи на растения очень важным является соблюдение технологий выращивания культур и проведение мероприятий, которые способствуют сохранению влаги в почве. К ним относятся ранневесеннее боронование, прикатывание почвы, правильные севообороты с включением черных паров, варьирование сроков посева культур, кулисные посевы, мульчирование почвы, противоэрозионные мероприятия. Лесные полосы в степной и лесостепной зоне задерживают снег на полях, уменьшают силу ветра, повышают влажность воздуха на прилегающих территориях — создают более благоприятные условия для выращивания сельскохозяйственных культур.
Повышению засухоустойчивости растений способствует обработка растений синтетическими регуляторами роста и биологически активными веществами, обладающими стресспротекторными свойствами, например, цирконом, альбитом. Однако эффективность регуляторов роста сильно зависит от глубины и продолжительности засухи, в условиях жесткой засухи они часто не реализуют своих возможностей.
Существенное влияние на засухоустойчивость растений оказывают удобрения: калийные и фосфорные — повышают устойчивость к засухе и содействуют более экономному расходованию воды, а азотные, особенно в больших дозах — снижают устойчивость. Роль фосфорных удобрений в уменьшении вредного воздействия засухи отмечал еще К.А. Тимирязев.
Заметное положительное влияние оказывают удобрения, содержащие микроэлементы: медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, алюминий, особенно в тех случаях, когда засуха совпадает с критическим в отношении водоснабжения периодом развития — периодом образования тетрад пыльцы. Установлено, что микроэлементы снижают транспирацию у растений в дневные и повышают ее в утренние часы, увеличивают содержание связанной воды и водоудерживающую способность тканей. Некоторые микроэлементы снижают дневную депрессию фотосинтеза, усиливают передвижение углеводов к репродуктивным органам, смягчая вредное влияние засухи и высоких температур на формирование урожая. Кобальт и алюминий стабилизируют содержание РНК в условиях засухи путем снижения активности фермента рибонуклеазы, разрушающей ее молекулы. В результате этого поддерживается более высокий уровень синтеза белков, и растения быстрее восстанавливаются после перенесения стрессового воздействия.
Микроэлементы повышают содержание аскорбиновой кислоты, пролина, амидов, которые играют защитную роль во время засухи и действия высоких температур, сохраняют на достаточно высоком уровне содержание АТФ, поддерживая энергетический баланс растений.
На особенностях действия микроэлементов в условиях стрессового воздействия основан разработанный М.Я. Школьником и соавторами метод повышения засухоустойчивости пшеницы и ячменя путем опрыскивания семян растворами солей алюминия, кобальта и меди.
Для повышения жаростойкости растений можно проводить некорневую подкормку посевов 0,05 %-ным раствором солей цинка.
П.А. Генкелем предложен метод увеличения жароустойчивости растений путем замачивания семян перед посевом в течение суток в 0,2 %-ном растворе хлористого кальция. Воздействие кальция основано на способности этого элемента повышать вязкость цитоплазмы, что способствует увеличению устойчивости растений к перегреву.
Также можно повысить засухоустойчивость растений, если наклюнувшиеся семена подвергнуть перед посевом подсушиванию от одного до трех раз. Положительно действует намачивание семян в растворах солей микроэлементов: бора, меди.
Для многих культур оказывается эффективной селекция, в которой при отборе ценных растений учитываются признаки, положительно связанные с устойчивостью растений к засухе.
В настоящее время делаются попытки получения трансгенных растений, у которых в геном культурных растений вводятся гены, кодирующие ферменты синтеза протекторных соединений, например, пролина.
Наиболее радикальным средством борьбы с дефицитом влаги в почве является орошение.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Засухоустойчивые растения для сада: выбираем самые красивые сорта.
Засухоустойчивые растения для цветника
Не каждое растение способно полноценно развиваться и расти без достаточного количества влаги. На ее недостаток они могут реагировать по-разному: одни затормаживаются в росте, другие утрачивают тургор листьев, третьи и вовсе засыхают.
Но как быть, если в жаркую засушливую погоду нет возможности часто поливать цветник? В этом случае отличным решение проблемы станет подбор для оформления цветника засухоустойчивых растений, которые даже при недостаточном количестве влаги не утрачивают свою привлекательность, радуя окружающих пышным цветением и дивным ароматом.
При оформлении клумб из засухоустойчивых растений можно придерживаться стандартных схем посадки, при которых передний план заполняют низкорослыми цветами, а в качестве фона на заднем плане высаживают высокорослых красавцев.
При создании цветника, который будет украшать участок не один год, необходимо учитывать ряд моментов:
Место обустройства.
Засухоустойчивые цветы комфортно себя чувствуют на обедненных почвах. Но они не переносят заболоченные грунты, где нет достаточного оттока влаги. На обводненных почвах они просто загнивают и погибают. Надежный дренаж почвы – обязательное условие при обустройстве цветников.
При разбивке клумб немаловажен также фактор освещенности участка, ведь одни засухоустойчивые цветы любят солнечные участки, а другие – теневые места.
Сочетание растений.
При подборе композиций важно учитывать условия к выращиванию того или иного вида. Растения, имеющие разные потребности во влаге, могут некомфортно чувствовать себя в условиях тесного соседства. Да и при таком сочетании растений у цветовода могут возникнуть трудности с поливом.
Создание условий для роста.
Для обустройства надежного дренажа в почву необходимо внести достаточное количество гравия и песка. Полив желательно проводить лишь в утренние часы, уменьшая тем самым потерю влаги в дневное время.
Высаживать растения необходимо на достаточном расстоянии друг от друга, оставляя место для свободного разрастания их надземной части.
Поскольку большинство засухоустойчивых растений в природе растут на обедненных почвах и грунтах, испытывающих нехватку витаминов, при подготовке цветника лучше ограничить количество органических удобрений.
Мнение, что засухоустойчивые растения выглядят невзрачно на фоне их солнце- и влаголюбивых собратьев, ошибочно. Среди засухоустойчивых видов растений можно встретить множество ярких и эффектных декоративных цветов. Красивоцветущие засухоустойчивые многолетники непритязательны по своей природе и способны расти даже на обедненных почвах.
Многие цветоводы любят засухоустойчивые растения не только за их непритязательность и красоту. Вокруг клумб с этими растениями всегда витает приятный аромат, привлекающий насекомых, опыляющих цветы.
Но даже среди многообразия красивых засухоустойчивых растений можно выделить явных фаворитов, которые способны даже при недостаточном уходе радовать пышным неповторимым цветением в течение всего сезона.
Сорта цветов для засушливого сада
Неприхотливые в уходе растения могут комфортно себя чувствовать как на солнечных, так и слегка затененных участках. Барвинок, полынь, молочай, арабис, очиток и тысячелистник прекрасно растут между камнями. Они незаменимы при оформлении сухих склонов, а также для обустройства рокариев и альпинариев.
Любимые многими цветоводами ирисы также не отличаются особой притязательностью в уходе. Большинство из них цветут весной в течение 3-5 недель, но некоторые сорта повторно зацветают и с наступлением осени.
Для оформления засушливых участков прекрасно подходит и эхинацея. Уроженка теплых стран интересна яркими соцветиями розовых, желтых, бордовых и фиолетовых оттенков.
Оригинальной текстуры саду поможет придать византийский чистец. Растение, именуемое в народе как «уши ягненка» интересно благодаря серебристой листве, имеющей бархатистую структуру.
Крокосмия – необычайно красивое растение, насчитывающее около 50 видов, имеет южно-африканское происхождение. Аромат его цветков чем-то напоминает шафран, широко применяемый в кулинарии. Великолепно смотрится это засухоустойчивое растение на открытых клумбах.
Среди высокорослых засухоустойчивых красавцев можно выделить мальву, мискантус, декоративный лук. Достигая двухметровой высоты, они способны создавать нарядные ширмы, которые будут выступать ярким украшением участка в течение всего сезона вплоть до первых заморозков.
Эти эффектные растения идеально подходят для малоуходного сада. Достаточно лишь высеять семена в грунт на расстоянии 50 см друг от друга на плодородную и хорошо дренированную почву – и уже через год-два получаешь возможность наслаждаться потрясающим цветением мальвы с июня до поздней осени.
Аллиум или декоративный лук заслуживает отдельного внимания. Выбрасывая по весне цветоносные стрелки высотой 80-170 см (в зависимости от сорта), он наряжается в шаровидные соцветия потрясающей красоты. Помимо эстетической привлекательности благодаря специфическому «луковому» запаху аллиум способен защитить от вредоносных насекомых не только себя, но соседей по клумбе.
Засухоустойчивые травы
При оформлении цветника особое место следует выделить засухоустойчивым травам. Наиболее привлекательны среди них: овсяница сизая, двукисточник и элимус.
Эффектно смотрятся такие «кочки» на фоне водоемов, в каменистых садах. Лучше всего растет овсяница сизая на солнечных участках с плодородным хорошо дренированным субстратом.
Привлекателен своими остроконечными голубовато-сизыми листьями и декоративный злак элимус.
Декоративные деревья и кустарники
Красивый кустарник барбарис является явным фаворитом благодаря своей неприхотливости и засухоустойчивости. Его усыпанные колючками стебли, вырастающие высотой до 1 метра, украшают нарядные желтые, розово-коричневые и ярко-красные листья.
Ветвистые кустарники барбариса любят солнышко, но могут расти и в немного затененных участках. Некоторые сорта барбариса к осени радуют также съедобными ярко-красными плодами.
Бересклет – яркий и необычайно красивый кустарник привлекателен красивой ажурной кроной и мелкой нарядной листвой. Розоватые плоды, усыпающие стебли бересклета, по мере созревания раскрываются, и из них выглядывают яркие красно-оранжевые семена. Потрясающее зрелище! Но стоит помнить, что созревшие плоды, как и все части растения, ядовиты.
Не меньшей декоративностью отличается и кустарник лох серебристый. Наиболее комфортно он чувствует себя на очень обедненных почвах, обогащая и улучшая их при этом азотом. На месте цветков позже завязываются плоды, которые к осени вырастают в желтоватые ягоды с вяжущей сладковатой мякотью.
Можжевельник – абсолютно нетребовательный к уходу и необычайно красивый лесной гость, давно прижившийся на загородных участках.
Удивительно красивый лесной житель, выдерживающий неблагоприятные условия, своей персоной способен преобразить любое место на участке. Он выступит эффектным дополнением каменистого сада, многоуровневого цветника, миксбордера, обрамлением садовой дорожки.
Засухоустойчивые растения – идеальны для оформления сада и цветника. Они отлично приживаются и служат достойным украшением участка.
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями!
monitorfm.ru
Самые засухоустойчивые растения для сада и огорода
К сожалению, у большого количества дачников возможность выезжать за город бывает только в выходные дни. И в целом, для проведения большинства работ на небольшом правильно спланированном и обустроенном участке этого бывает вполне достаточно. Но вот с поливом, особенно в жаркую засушливую погоду, всегда возникают проблемы.
Подбор засухоустойчивых растений для сада и огорода в таком случае — самое верное решение.
Так какие же культурные растения являются достаточно стойкими, чтобы дожидаться своих владельцев, приезжающих по выходным?
Вот они:
Цветущие растения.
Анафалис.
Является и засухо- и морозо- устойчивым. Декоративно выглядят не только цветки, но серебристые листья растения. Часто используется для создания сухих букетов.
Бадан.
За размашистые листья растение также называют «Слоновьи уши». Уши бадана обладают прекрасной способностью запасать влагу впрок. Цветет растение весной, очень эффектно.
Декоративный лук.
Имеет достаточно много видов, мы описывали их здесь.
Декоративные злаки.
Не так давно дачники начали использовать их в садовых композициях. Но с каждым годом популярность злаков всё набирает обороты. И это не удивительно, пышные, высокие — они способны украсить любой сад.
Ирисы.
Всем знакомы и всеми любимы.
Лириопе.
Шикарное бордюрное растение. Длинные лилейные листья придают ему особый колорит.
Крокосмия.
Об этом удивительном красивейшем растении мы также уже писали на наших страницах (статью можно найти здесь). Несмотря на свое южно-африканское происхождение, растение также считается достаточно засухоустойчивым.
Лилейники.
Невероятно популярны у дачников Средней полосы. И неспроста. Лилейники имеют множество прекрасных видов на любой вкус. И являются не только засухоустойчивыми цветами, но и в принципе, одними из самых неприхотливых.
Лаванда.
Заслужила любовь во всем мире. Шикарно смотрится в массе. Обладает тонким ароматом и чудесными лечебными свойствами. А ещё лучше подходит для выращивания в Средней полосе, обладает не меньшей засухоустойчивостью и очень схож внешне с лавандой — Иссоп лекарственный.
Очиток.
Прекрасное осеннее растение. Хотя и летом, вне цветения, выглядит очень декоративно, благодаря мясистым сочным листьям.
Эхинацея.
Обладает потрясающими лечебными свойствами, декоративна и очень неприхотлива.
Декоративные деревья и кустарники.
Барбарис.
В Европе невероятно декоративный кустарник встречается на каждом шагу. Но и у нас в последние годы начинает приобретать всё большую популярность, в том числе и благодаря своей неприхотливости и засухоустойчивости.
Боярышник.
Порадует вас не только в летний период, но и зимой (на фоне белого снега усыпанный красными ягодами, он смотрится великолепно).
Бересклет.
Ядовитый, но очень красивый кустарник. Благодаря своей яркости, завоевывает всё большую симпатию садоводов.
Лох серебристый.
Часто встречается в городских парках. Но на дачном участке будет выглядеть не менее эффектно. Статья о нём здесь.
Можжевельник.
Лесной гость отлично приживается и в тенистых садах дачников. Нетребователен и чертовски красив.
Овощные культуры.
Овощные культуры всегда требуют от нас большего внимания и более серьезного отношения (на кону урожай всё таки). Но есть и среди них растения, выделяющиеся большей засухоустойчивостью нежели другие: корнеплоды, тыква и кукуруза.
А также:
Очень засухоустойчивы практически все пряные травы. Они ароматны, полезны, неприхотливы. Выращивать их — одно удовольствие!
Дополняйте наш список в комментариях!
Другие записи:
dljadachnikov.ru
