Чем объясняется быстрый рост растений



Bio-Lessons

Рост и развитие растения обеспечивается за счет деления клеток. Изменение массы, размера и объема проростка семени можно наблюдать при его прорастании.

Рост растений. Вспомните строение клеток и тип тканей верхушечной почки и зоны деления корня. Как вы помните, там расположена образовательная ткань. Благодаря непрерывному делению ее клеток происходит рост корней и побегов. Рост растений связан с размножением — увеличением количества клеток и с перераспределением веществ, входящих в состав растения. На свету благодаря фотосинтезу рост зеленых растений обычно приводит к увеличению массы тела, так как накопление органических веществ преобладает над расходом их на дыхание. В темноте рост зеленых растений происходит благодаря имеющимся органическим веществам при одновременной трате их на процесс дыхания.

При изучении корня, стебля и листа выяснялись способы роста этих органов: корень растет концом, и зона роста его не превышает 8-10 мм, в то время как стебель растет верхушкой и верхними междоузлиями. Зона роста стебля имеет несколько сантиметров, а иногда достигает 10 см и больше.

Рост стеблей злаков и других однодольных растений происходит преимущественно в междоузлиях. Их образовательная ткань расположена в основаниях листьев (узлах), поэтому рост стебля можно сравнить с тем, как раздвигается подзорная труба (вставочный рост) (рис.1).

Рис.1 Вставочный рост стебля злаковых растений

Если ежедневно в одно и то же время длину стебля фасоли измерять линейкой с миллиметровыми делениями, то можно заметить изменения на протяжении всего жизненного цикла растения. Сначала рост стебля идет медленно, затем ускоряется, достигает максимума, а затем замедляется и совершенно прекращается. Наблюдения показывают, что и все растения растут подобным же образом. Молодое дерево вначале растет медленно, затем рост его ускоряется, достигает максимума, затем замедляется и прекращается, Но даже у старых деревьев образуются новые веточки и каждую весну распускаются и растут новые листья.

Человек может регулировать рост растения в нужном ему направлении. Например, можно остановить рост стебля в длину, удалив верхушечную почку. Такой способ называется прищипыванием (выщипыванием) (рис.2). Дерево станет сильнее ветвиться.

Рис.2 Метод прищипывания (удаление верхушки стебля)

Можно удалить кончик корня (пикировка), это стимулирует сильное развитие боковых корней (рис.3). В результате улучшится питание растения и увеличится его продуктивность. При окучивании (присыпании земли к стеблю) растений из-за притока дополнительного кислорода также улучшается рост и стимулируется развитие придаточных корней. При обрезании молодых стеблей у яблони, малины, огурцов рост в высоту приостанавливается и начинается развитие боковых стеблей. В связи с этим весной в парках и во дворах производится обрезка деревьев и кустов, таким способом регулируют их рост.

Рис. 3 Пикировка корня

На рост растений влияют различные условия: количество влаги в почве и воздухе, наличие минеральных веществ, состав воздуха, свет, температура. У растений, которые произрастают во влажной почве, стебли и листья более сочные, чем у растений, которые растут на сухой почве. В полутемных и темных местах длина растений увеличивается быстрее, чем на свету. Например, побеги картофеля при хранении в темноте могут вырасти до нескольких метров. Свет уменьшает рост растения в длину. Когда вы наблюдали за ростом семени, вы могли заметить, что этот процесс связан с температурой. Для многих растений самая благоприятная температура 25-30°С. Более высокая температура замедляет рост. Многие весенние растения (подснежник, безвременник) вырастают сразу же после таяния снега. У разных растений устойчивость к холоду и жаре разная.

Рост растений также зависит от минеральных солей, поступающих из корневой системы. Если нет хоть одного нужного вещества, рост растения останавливается.

Для роста также нужен кислород, так как рост напрямую связан с затратами энергии. Зная необходимые условия для роста растений, нужно вовремя поливать, обеспечивать питательными веществами, обрабатывать почву, охранять от вредителей.

Используя эти знания, можно получать хороший урожай культурных растений.

Развитие растений. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. В ходе развития формируются новые свойства, органы.

Развитие организма начинается с появления зародыша. Первый этап в развитии растений называется зародышевый. Он охватывает время от начала формирования зародыша до момента прорастания семян. В этот момент главными факторами, влияющими на прорастание растений, являются температура и влажность. При низкой температуре семена не прорастают. Так же не способны прорастать и сухие семена.

Второй этап в развитии растений — молодость. Он длится от момента прорастания семени до первого цветения. В этот период жизни растение активно растет, значительно увеличивая свою зеленую массу. Оно ветвится, образует новые молодые побеги (веточки) и листья, растет в высоту (рис. 4).

Рис.4 Развитие растения

Как только растение приступило к цветению, начинается третий этап — зрелость. В этот период растение обязательно образует плоды с семенами. Большинство многолетних древесных растений в период зрелости, так же как и в период молодости, продолжают активно увеличивать свой рост. А однолетние растения тратят питательные вещества в основном на формирование плодов и семян, поэтому в период зрелости они растут незначительно или вообще прекращают рост.

Четвертый и последний период в жизни растительного организма — старость. В это время почти полностью прекращается рост растения, его цветение и плодоношение. Растение переходит в пассивное состояние и постепенно отмирает.

Сроки жизни у разных растений неодинаковы. Как вы уже знаете, есть однолетние растения. У них все четыре этапа завершаются за один весенне-летний сезон. Это такие растения, как пшеница, редис, фасоль и многие другие. Есть двулетние растения, которые зимуют в виде корнеплодов, а зрелость (цветение и формирование семян) происходит только в следующее лето. Это такие растения, как свекла, морковь, капуста, редька и многие другие. Многолетние цветковые растения, живущие на территории нашей страны, переходят зимой в период «зимнего покоя», а весной их жизнедеятельность возобновляется. Большую часть своей жизни они находятся в состоянии зрелости. Это многие деревья (дуб, яблоня, урюк и др.) и кустарники (виноград, смородина и др.). Есть и многолетние травянистые растения: пырей, хрен, календула и др.

Растения являются целостными организмами. Все процессы в них взаимосвязаны и зависят как от самого растения (однолетнее или многолетнее), так и от условий окружающей среды.

Рост растения обеспечивает размножение клеток образовательной ткани. Рост в высоту — конус нарастания или верхушечная почка, рост в глубину — зона деления корня; рост деревьев в толщину — клетки камбия; рост в высоту у злаков — образовательняя ткань в основаниях междоузлий. Качественные изменения в жизни и строении живых организмов называется его развитием. Развитие имеет свои этапы: первый — зародышевый; второй — молодость (до полового размножения); третий — зрелость; четвертый и последний — старость. По срокам жизни растения подразделяются на однолетние (редис, пшеница, фасоль), двулетние (свекла, морковь, капуста) и многолетние (дуб, яблоня, виноград, смородина).

Рост и развитие растения Побег и почка

Рост и развитие растения Стебель

Рост и развитие растения Строение семян двудольных и однодольных растений

Рост и развитие растения Строение цветка

Источник

Особенности роста и развития растений

Рост — это постоянное, необратимое увеличение размеров организма. Эта особенность наблюдается у всех живых организмов и сопровождается рядом обменных процессов.

У растений семена прорастают и развиваются в новый саженец, который в конце концов превращается во взрослое растение. Растения демонстрируют неопределенный рост.

Фазы роста растений

Выделяют следующие этапы роста растений:

Формирующая фаза

Растения растут за счет деления клеток. Ранее существовавшие клетки делятся, чтобы дать начало новым клеткам. Процесс деления клеток в растениях известен как митоз. Он осуществляется в два этапа:

  • Деление ядра или кариокинез
  • Деление цитоплазмы или цитокинез

У высших растений деление клеток начинается в меристематической ткани.

Увеличение и дифференцировка клеток

Размер клеток, тканей и органов растений увеличивается на этой стадии за счет образования протоплазмы, поглощения воды, развития вакуолей и формирования клеточных стенок, что делает их более толстыми и постоянными.

Созревание клеток

Увеличенные клетки приобретают на этой стадии определенную форму. Это помогает дифференцировать различные клетки и ткани растений.

Факторы, влияющие на рост растений

К важным факторам, влияющим на рост растений, относятся:

  • Температура: рост ускоряется с повышением температуры
  • Свет: интенсивность, продолжительность и качество света влияют на многие физиологические процессы, происходящие в растениях
  • Вода: вода является важным фактором для роста. Обычно растения хорошо себя чувствуют при достаточном количестве воды и реагируют на ее нехватку
  • Питательные вещества почвы: растения нуждаются в достаточном количестве питательных веществ для правильного роста. Качество и количество питательных и минеральных веществ влияют на рост растений
  • Регуляторы роста растений: в сельском хозяйстве часто используются различные препараты, которые ускоряют рост растений

Дифференцировка клеток растений

Дифференцировка у растений относится к процессам, посредством которых различные типы клеток возникают из клеток-предшественников и становятся отличными друг от друга. Растения имеют около десятка основных типов клеток, необходимых для повседневного функционирования и выживания. Для размножения требуются дополнительные типы клеток. Хотя основное разнообразие растительных клеток невелико по сравнению с животными, эти клетки разительно отличаются. Например, некоторые клетки, такие как клетки паренхимы, сохраняют потенциал реагировать на внешние и/или гормональные сигналы в течение всей своей жизни и при правильных условиях могут быть преобразованы в другой тип клеток (трансдифференцировка). Другие клетки, такие как проводящие воду сосудистые элементы, претерпевают клеточную гибель и, таким образом, никогда не могут трансдифференцироваться в другой тип клеток.

Развитие растений

Развитие включает в себя все изменения, происходящие в течение жизненного цикла растения. Существуют различные пути, по которым следуют растения в ответ на факторы окружающей среды и формируют различные структуры. Листья молодого растения имеют различную структуру по сравнению со зрелым растением.

Развитие — это совокупность роста и дифференциации. Она регулируется внешними и внутренними факторами.

Рост, дифференциация и развитие растения тесно связаны между собой. Растение не может развиваться, если клетки не растут и не дифференцируются.

Источник

Чем объясняется быстрый рост растений

1. Свет. Рост растений может происходить как на свету, так и в темноте. Зеленые части растений, выросшие в темноте, приобретают ряд морфологических особенностей, отличающих их от растений, выросших на свету. У них, как правило, длинные стебли, листовые пластинки недоразвиты, недоразвиты устьица, механические ткани. Растения лишены хлорофилла и имеют бледно-желтый цвет из-за присутствия каротина.На рост растения влияет не только интенсивность света, но и его спектральный состав.Выявлено, что коротковолновая часть спектра стимулирует процессы клеточного деления, но задерживает вторую фазу роста – растяжение.Красный свет, наоборот, несколько подавляет клеточное деление и стимулирует линейный рост органа.Этиоляция – важная приспособительная реакция проростков растений, находящихся в почве, за счет быстрого вытягивания гипокотиля побег выносится на поверхность, на свет.

2. Температура. В пределах от 0 до 35 о С влияние температуры подчиняется правилу Вант-Гоффа, но выше 35 – 40 о С скорость роста снижается. Установлено, что растения интенсивнее растут в ночное время суток, оказывается, что смена температур повышенной дневной на пониженную ночную является благоприятной для роста растений. Это явление называется термопериодизм. Объяснение этому явлению заключается в том, что при понижении температуры активно работают ферменты, катализирующие распад крахмала до сахаров, которые передвигаются к точкам роста, благодаря чему скорость роста увеличивается.

3. Содержание воды. Снижается скорость деления клеток, т.е. скорость эмбриональной фазы, а особенно скорость фазы растяжения, т.к. она основана именно на поступлении воды. Насыщенность клеток водой называют гидратурой.

4. Газовый состав атмосферы и почвы. Для роста растений необходимо присутствие кислорода, но рост растений мало страдает при понижении концентрации кислорода, т.к. включаются адаптационные механизмы, благодаря которым используется кислород нитратов, сульфатов (нитратное, сульфатное дыхание).

5. Избыток СО2 приводит к увеличению растяжимости клеточных стенок и кратковременному усилению роста тканей. Это связано с тем, что избыток СО2 повышает кислотность стенок, что вызывает активацию гидролаз и повышение эластичности клеточных стенок, что ведет к повышению скорости роста растяжением.

Читайте также:  Сообщение про древнее растение

6. Минеральное питание. Необходимо достаточное снабжение всеми компонентами минерального питания, но особая роль принадлежит азоту, в связи с тем, что образование двух основных гормонов (ауксина и цитокинина), регулирующих процессы роста, зависит от содержания азота.

Околосуточные ритмы тесно связаны с суточными колебаниями освещенности, температуры и других факторов среды, причем сложившаяся периодичность физиологических процессов некоторое время сохраняется у растений и при изменении условий среды, вследствие чего эти ритмы названы эндогенными. Благодаря эндогенным ритмам живые организмы хорошо приспособлены к тем условиям, в которых они обитают, мало завися от случайных погодных флуктуации. Кроме суточной периодичности рост растений подвержен изменениям в течение сравнительно длительных периодов, например сезонной периодичности. Такая периодичность выражается в образовании годичных колец в древесине растений умеренного пояса, у которых рост стволов в толщину, достигая максимума в летнее время, прекращается осенью.

Покой – это физиологическое состояние растений, когда все жизненные процессы заторможены. У растений периоды роста чередуются с периодами покоя. Различают покой вынужденный и физиологический. Вынужденный покой обусловлен только факторами внешней среды, например, низкими температурами в зимнее и ранневесеннее время. Физиологический покой обусловлен эндогенными причинами.

Переход в состояние покоя связан со снижением общего уровня гидрофильности коллоидов и обводненности цитоплазмы. Происходят процессы обогащения цитоплазмы жирами и фосфатидами. В результате этих явлений понижается проницаемость тканей, усиливаются гидролитические и ферментативные процессы. Состояние покоя регулируется соотношением фитогормонов: цитокинины и гиббереллины выводят из состояния покоя.

Ростовые движения (геотропизм, фототропизм, хемотропизм и др.). Настии.

Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения меняют ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с ростом — ростовые и с изменениями в тургорном напряжении отдельных клеток и тканей — тургорные. Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов: тропические движения, или тропизмы,— движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, или настии,— движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры и др.). В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм, фототропизм, хемотропизм, тигмотропизм, гидротропизм. Геотропизм — движения, вызванные односторонним влиянием силы тяжести. Если положить проросток горизонтально, то через определенный промежуток времени корень изгибается вниз, а стебель — вверх. Фототропизм — движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон органа. Если свет падает с одной стороны, стебель изгибается по направлению к свету — положительный фототропизм. Корни обычно изгибаются в направлении от света — отрицательный фототропизм. Хемотропизм — это изгибы, связанные с односторонним воздействием химических веществ. Хемотропические изгибы характерны для пыльцевых трубок и для корней растений. Гидротропизм — это изгибы, происходящие при неравномерном распределении воды. Для корневых систем характерен положительный гидротропизм. Аэротропизм — ориентировка в пространстве, связанная с неравномерным распределением кислорода. Аэротропизм свойствен в основном корневым системам. Тигмотропизм — реакция растений на одностороннее механическое воздействие. Тигмотропизм свойствен лазающим и вьющимся растениям. Настические движения бывают двух типов: эпинастии — изгиб вниз и гипонастии — изгиб вверх. В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения, различают термонастии, фотонастии, никтинастии и др. Термонастии — движения, вызванные сменой температуры. Ряд растений (тюльпаны, крокусы) открывают и закрывают цветки в зависимости от температуры.. Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты. Цветки одних растений (соцветия одуванчика) закрываются при наступлении темноты и открываются на свету. Никтинастии («никти» — ночь) — движения цветков и листьев растений, связанные с комбинированным изменением, как света, так и температуры. Примером являются движения листьев у некоторых бобовых, а также у кислицы. К ростовым движениям относятся и круговые движения концов молодых побегов и кончиков корней относительно оси. Такие движения называют круговые нутации. Примерами являются движения стеблей вьющихся растений (хмель), усиков лазящих растений. Тургорные движения. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений характерны ритмические движения — у клевера наблюдается поднятие и складывание листочков сложного листа ночью. Сейсмонастии — движения, вызванные толчком или прикосновением, например движение листьев у венериной мухоловки или у стыдливой мимозы. Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с какими-либо изменениями внешних условий.

ФИТОГОРМОНЫ

Открытие и общие свойства фитогормонов. Работы Ч. Дарвина, Бойсена-Иенсена, Холодного, Вента. Гормональная теория тропизмов.

Фитогормоны — низкомолекулярные органические вещества, вырабатываемые растениями и имеющие регуляторные функции. Гормоны в органах — ауксинами богаче всего верхушечные меристемы стебля, гиббереллинами и флоригеном — листья, цитокининами — корни и созревающие семена. Фитогормоны регулируют многие процессы жизнедеятельности растений: прорастание семян, рост, дифференциацию тканей и органов, цветение, созревание плодов и т. п. Химические соединения, которые вырабатываются в одних частях растений и оказывают своё действие в других, проявляют свой эффект в исключительно малых концентрациях, обладают (в отличие от ферментов) обычно меньшей специфичностью действия на процессы роста и развития, что объясняется разным состоянием работы генов воспринимающих клеток, от которого зависит результат действия гормона, а также разным соотношением между собой различных фитогормонов (гормональным балансом). Эффект фитогормонов в значительной мере определяется действием других внутренних и внешних факторов. Гормоны разных растений могут отличаться по химической структуре, поэтому они сгруппированы на основании их эффекта на физиологию растений и общему химическому строению. Пять групп фитогормонов: ауксины, гиббереллины, цитокинины, абсцизовая кислота, газ этилен. В последнее время к ним относят брассины (брассиностероиды). Условно можно отнести первые три группы—ауксины, гиббереллины и цитокинины и частично брассины — к веществам стимулирующего характера, тогда как абсцизовую кислоту и этилен — к ингибиторам.

Ч. Дарвин описал опыты по изучению изгибания проростков злака по направлению к свету. Было установлено, что свет воспринимается только самой верхушкой колеоптиля, тогда как изгиб происходит в нижележащей зоне, которая сама по себе нечувствительна к свету.

П. Бойсен-Йенсен установил, что если отрезать верхушку колеоптиля, а затем снова насадить ее так, чтобы между верхушкой и отрезанной частью поместилась бы прослойка из желатина или агара, то при освещении получатся такие же изгибы, как у нормальных колеоптилей. Следовательно, фототропическое раздражение передается через прослойку агара или желатина. Значит, верхушка проростка поставляет некое химическое вещество, и его перемещение определяет изгиб колеоптиля при одностороннем освещении.

Н. Г. Холодный, повторяя и модифицируя опыты Ч. Дарвина, предположил, что при геотропических изгибах важно наличие верхушки корня. В ней тоже образуется гормон, который перемещается от верхушки в нижележащую зону корня. Н. Г. Холодный и Ф. Вент дали объяснение изгибам проростков и корней. Они создали независимо друг от друга гормональную теорию тропизма и роста растений. Суть ее в следующем: под влиянием одностороннего освещения гормон смещается на затененную сторону проростка. Повышение его концентрации вызывает усиление роста, и проросток изгибается по направлению к свету.

Ф. Вент придумал связан оригинальный метод определения основного гормона роста — ауксина. Срезанная верхушка, положенная на агар, способна отдавать ему находящийся в ней гормон. Крошечный кубик из такого агара со стороной всего 2 миллиметра и расположенный на колеоптиле с отрезанной верхушкой только не прямо, а смещенный в сторону вызывает через час рост и искривление колеоптиля овса. По углу искривления судят о концентрации гормона. Чем больше угол, тем больше концентрация гормона

2. Ауксины. Строение, содержание, синтез, распределение в различных частях растений.Окислительный распад. Полярный транспорт.

Ауксины — это вещества индольной природы. Основным фитогормоном типа ауксина является b-индолилуксусная кислота (ИУК). Наиболее богаты ауксинами растущие части растительного организма. Образование ауксинов в большинстве случаев идет в меристематических тканях. Ауксины передвигаются из верхушки побега вниз к его основанию, а далее от основания корня к его окончанию. Таким образом, передвижение ауксинов полярно. Полярное передвижение ауксинов идет по проводящим пучкам со скоростью, значительно превышающей скорость обычной диффузии. Недостаток кислорода, торможение процесса дыхания с помощью различных ингибиторов приостанавливают передвижение ауксинов. Во взрослом дифференцированном растении при высокой концентрации гормона может наблюдаться и неполярное передвижение ауксинов вверх по растению с током воды по ксилеме. Ауксин, образующийся в кончике корня, может, по-видимому, передвигаться на короткие расстояния вверх, в зону растяжения. Основным источником для образования b-индолилуксусной кислоты (ИУК) является аминокислота триптофан. Синтез ИУК идёт как минимум в три стадии: декарбоксилирование, дезаминирование, окисление. ИУК может синтезироваться из индола и индолглицерофосфата. Именно в апикальной меристеме сосредоточен синтез ауксинов. Содержание ИУК зависит не только от скорости образования, но и от быстроты разрушения. Основным ферментом разрушения ИУК является ИУК-оксидаза (ОИУК). Наряду с ферментативным окислением ИУК большое значение имеет ее разрушение на свету (фотоокисление). Другим путем разрушения ИУК является декарбоксилирование. В клетках присутствует конъюгированный, т. е. связанный ауксина, который, как правило, неактивен. В клетках ауксин содержится в цитозоле и хлоропластах. Основными факторами, влияющими на содержание ауксина в растительных клетках являются следующие: триптофан-зависимый синтез ауксина, триптофан-независимый синтез ауксина, транспорт, окисление и декарбоксилирование, конъюгация. Образование ИУК зависит от снабжения растения азотом, обеспечения растения водой. Освещение уменьшает содержание ауксинов, а затемнение увеличивает. Под влиянием микроорганизмов содержание ауксинов у высших растений заметно возрастает.

Источник

Рост растений. Периодичность роста. Факторы, влияющие на рост растений. Возрастные периоды в жизни растений

Растение — это живой организм, который в процессе своей жизни, как и животное, растет и развивается. Рост растения происходит в течении всей жизни и сопровождается не только увеличением размеров и массы тела, но и появлением новых структурных элементов в клетках и в самом организме. Поэтому рост растения определяется как невозвратимое увеличение всего растения, а также увеличение его общей массы, которое связанно с новыми образованияит элементов строения тела.
Рост всех органов происходит в три последовательные фазы.
· Первая фаза (зародышевая) характеризуется постоянным делением клеток. Данные клетки можно пронаблюдать вверху основного стебля (конус нарастания) или в зоне вытягивания корня. Вновь образованные клетки оттесняются образующимися и переходят во вторую фазу;

· Растяжение, увеличиваясь в размерах. Закончив вытягивание, клетки вступают в третью фазу;

· Дифференциация, в этой фазе протекает специализация клеток и возникают новые клетки различных тканей.
Характер роста как всего растения, так и отдельных его органов своеобразен и зависит от вида растения. Различают несколько типов роста. Стебли и корни растут верхушками —апикальный рост. Если рост стебля происходит и у основания междоузлий — интеркалярный; зона нарастания листьев часто находится у их основания — базальный рост.
Одни виды растения растут быстро, другие — медленно. Различна скорость роста и отдельных частей растений. Так, листовые влагалища бамбука вырастают в одну минуту на 1,1 мм, а выходящие из почвы побеги бамбука — на 0,6 мм в минуту. Но это не предел скорости роста в растительном мире. Если выразить интенсивность роста в минуту в процентах, то рост побегов бамбука будет значительно меньше, чем рост пыльцевой трубки у недотроги.

Периоды в жизни растений

1. Латентный период — состояние покоящегося семени. Этот период может продолжаться от нескольких дней до нескольких лет, пока семя не попадет в благоприятные условия для прорастания.

2. Период всходов, или проростка, длится до появления первого листа, и до его появления зародыш питается запасными веществами семени.

3. Период молодого растения длится от первого листа до начала цветения. Растение полностью обеспечивает себя питательными веществами.

4. Период взрослого растения — время цветения и плодоношения.

5. Период старого растения — растение перестает цвести и плодоносить.

6. Период старости — последний период в жизни растения, когда оно перестает цвести и плодоносить, чахнет и умирает.

Читайте также:  Глоссостигма повойничковая Glossostigma elatinoides

На рост растений оказывают влияние многие факторы внешней среды. Прежде всего это физические факторы: свет (его интенсивность, качество, продолжительность и периодичность), температура(величина и периодичность), сила тяжести, газовый состав, магнитное поле, влажность, питательные вещества(минеральные и органические) и механические воздействия(например ветер). Кроме того, находясь в составе растительных сообществ, растение испытывает влияние продуктов жизнедеятельности других растении(аллелопатия), а также физиологически активных веществ микроорганизмов(антибиотиков, ростовых веществ).

№ 29. Жизненные формы растений_ШаповаловаЕкатерина

Термин жизненная форма в отношении растений был предложен в 80-х гг. прошлого века известным ботаником Вармингом 1 . Он понимал под этим понятием “форму, в которой вегетативное тело растения (индивида) находится в гармонии с внешней средой в течение всей его жизни, от колыбели до гроба, от семени до отмирания”.

Такое определение оказалось очень емким. Во-первых, оно подчеркивало, что жизненная форма растения не остается постоянной, а может меняться по мере взросления и старения. Во-вторых, в определении сказано, что важнейшую роль в становлении жизненной формы играет внешняя среда. Но это, конечно, не означает, что жизненная форма любого растения бесконечно пластична и зависит только от непосредственно действующих в данный момент условий. Каждый вид растений реагирует на внешние воздействия в рамках своих наследственно закрепленных возможностей. Земляника, например, не станет развесистым деревом даже в самой благоприятной для роста и ветвления обстановке. Говоря о гармонии с внешней средой, мы подразумеваем, что в сложившейся жизненной форме каждого вида проявляются черты наследственной, выработанной в процессе естественного отбора приспособленности к определенному комплексу внешних факторов.

Использовав и обобщив предложенные в разное время классификации, отечественный ботаник И.Г. Серебряков предложил называть жизненной формой своеобразный габитус 2 определенных групп растений, возникающий в результате роста и развития в определенных условиях – как выражение приспособленности к этим условиям.

В основу своей классификации И.Г. Серебряков положил признак продолжительности жизни всего растения и его скелетных осей. Он выделил следующие жизненные формы растений:

А. Древесные растения

Деревья
Кустарники
Кустарнички

Б. Полудревесные растения

В. Наземные травы

Поликарпические травы (многолетние травы, цветут много раз)
Монокарпические травы (живут несколько лет, цветут один раз и отмирают)

Земноводные травы
Плавающие и подводные травы

Различие между деревьями, кустарниками, кустарничками, полукустарниками, полукустарничками и травянистыми растениями состоит помимо разной степени одревеснения их стеблей в продолжительности жизни и характере смены скелетных побегов в общей побеговой системе.

Отличительная черта дерева – образование единственного ствола, главной оси, растущей (и в длину, и в толщину) интенсивнее остальных побегов и всегда стремящейся сохранить более или менее вертикальное направление роста. Ветвление ствола дерева, если оно вообще выражено, акротонное – т.е. наиболее сильные ветви развиваются ближе к верхушке ствола и его крупных ответвлений. Так, у дерева в верхней части ствола формируется крона. Размещение кроны высоко над землей позволяет дереву максимально улавливать свет.

Ствол у деревьев живет столько же, сколько и все дерево целиком, – от нескольких десятков до нескольких сотен, а иногда и тысяч (например, мамонтово дерево) лет. Спящие почки 3 у основания ствола дерева дают сестринские стволы только в том случае, если главный ствол срублен или поврежден. Известно, что после порубки у березы, дуба и ряда других лиственных деревьев образуется пневая поросль. Жители городов ежегодно наблюдают формирование новой кроны на стволе тополей после так называемой глубокой обрезки. У хвойных деревьев способность к образованию спящих почек выражена гораздо слабее, и продолжительность их жизни меньше, поэтому у ели, сосны, пихты обычно не бывает отрастания новых побегов от пней. Стимулом для пробуждения спящих почек может служить также естественное старение материнской системы побегов, связанное с затуханием жизнедеятельности нормальных почек возобновления.

У кустарников главный побег начинает расти как небольшое деревце, однако довольно рано, на 3–10-й год жизни, из спящих почек у основания первого стволика начинают расти новые, часто перегоняющие материнский и постепенно сменяющие друг друга. В целом продолжительность жизни кустарника может быть тоже очень большой и достигать нескольких сотен лет, но каждый из стволиков живет в среднем 10–40 лет (крайние пределы – от 2 лет у малины до 60 с лишним лет у желтой акации, сирени и др.). Они сменяются по мере отмирания главного и ближайших к нему дочерних стволиков в центре куста и появления новых на периферии.

Кустарнички представляют собой миниатюрные кустарники с тем же способом ветвления, однако они более низкорослы и длительность жизни скелетных осей у них меньше, 5–10 лет. Очень распространены кустарнички в тундрах, высоко в горах, на сфагновых болотах, под пологом хвойных лесов (черника, брусника, голубика, клюква, вереск, водяника и т.д.).

Цветение и плодоношение у кустарников и кустарничков ежегодно приводит к отмиранию части побеговой системы, но очень небольшой части. А вот у растений, относящихся к полудревесным, а особенно травянистым, жизненным формам, это отмирание играет решающую роль в сложении их общего облика.

Полукустарники и полукустарнички, особенно характерные для пустынных и полупустынных областей (разные виды полыней, солянок), формируются по принципу кустарника, но имеют меньшую продолжительность жизни скелетных осей (5–8 лет) и к тому же ежегодно (во взрослом состоянии) теряют после цветения всю верхнюю часть своих годичных цветоносных побегов. Остающаяся деревянистая многолетняя система “пеньков” несет на себе почки возобновления, располагающиеся над землей.

У многолетних травянистых растений прямостоячие надземные побеги живут один вегетационный сезон 4 и после цветения и плодоношения отмирают до основания. Но на остающемся основании под землей или на уровне почвы формируются зимующие почки. У некоторых трав, розеточных 5 и ползучих 6 , плотно прижатые к почве надземные стебли могут жить и несколько лет.

На заре возникновения наземной растительности первые растения, вышедшие из моря на сушу, во многом сохранили сходство со своими предками – водорослями. Это были некрупные растения, по строению близкие к травянистым. В дальнейшем развились и крупные древовидные формы, в том числе своеобразные папоротники с розеткой больших перистых листьев на верхушке “ствола” и крупные (30–45 м в высоту) древовидные каламиты – предки хвощей. Наряду с этими формами, вероятно, с давних пор существовали и травянистые папоротниковидные. Именно травянистые папоротники, плауны и хвощи дожили до наших дней, тогда как значительная часть древовидных форм вымерла. Что касается мхов, то они в течение своей длительной истории остались “карликовыми травами”.

Количество ныне существующих видов растений дает представление об их распространенности: моховидные – около 16 000 видов, плауновидные – около 1000 видов, папоротники – около 12 000 видов, голосеменные – около 720 видов, покрытосеменные – около 235 000 видов.

Голосеменные растения представляют преимущественно древесную группу, во всяком случае среди ныне живущих голосеменных настоящих трав нет. Хвойные, широко распространенные на Земле, имеют облик крупных деревьев, реже – кустарников (можжевельник) и стланцев (в горах Восточной Сибири – кедровый стланик).

Цветковые растения наиболее разнообразны по жизненным формам. Они распространены в самых разнообразных природных условиях, от холодной тундры до жарких пустынь. Считается, что в ходе эволюции цветковые растения прошли путь от сравнительно невысоких толстоствольных маловетвящихся розеточных деревцев (такие сейчас встречаются главным образом в тропических лесах – например, пальмы) к крупным, “настоящим” деревьям с хорошо развитым стволом и мелковетвистой кроной, а от деревьев – к кустарникам, кустарничкам и разнообразным травам. Направление “от деревьев к травам” называют редукционной эволюцией, или соматической редукцией, и связывают с расселением цветковых растений из области их возникновения и первоначального развития (предположительно в горах тропиков и субтропиков) в области и зоны с менее благоприятным, иногда очень суровым климатом. Травянистые растения лучше приспособлены для освоения новых экологических ниш и проникают буквально “в каждую щель”. Однако это не значит, что каждое конкретное семейство или род обязательно прошли в ходе своей эволюции весь путь соматической редукции. Некоторые семейства, видимо, с самого начала были травянистыми, и в некоторых случаях от травянистых предков возникли более специализированные древесные формы (бамбуки в семействе злаков).

СИСТЕМА РАУНКИЕРА,экологич. классификация растений, основанная на положении почек возобновления и наличии соотв. приспособлений для переживания неблагоприятного времени года. По С.Р. различают 6 групп жизненных форм: эпифиты — растения, не имеющие корней в почве; фанерофиты — надземные растения, почки возобновления к-рых находятся на вертикально расположенных побегах; хамефиты — поверхностные растения, почки возобновления к-рых расположены высоко над землей, гемикриптофиты — дернообразующие растения, почки возобновления к-рых находится на уровне почвы или непосредственно под ее поверхностью; криптофиты — растения, зимующие клетки, почки возобновления к-рых скрыты в почве (геофиты) или под водой (гидрофиты); терофиты — однолетние растения, жизненный цикл к-рых заканчивается за один вегетационный сезон (неблагоприятное время года переживают в виде семян). Предложена К. Раункиером (1905, 1907).

Источник

Скорость роста растений — важный фактор развития экопарка.

Пламенный привет посетителям этой страницы, пришедшим из социальных сетей, да и всем прочим тоже! С апреля 2021-го года наблюдаю удивительное явление: обильный поток посетителей из 4-х социальных сетей. В связи с этим настоятельно рекомендую всем неоднократно и регулярно посещать сайт rtbsm.ru — там в общих чертах изложена Российская Теннисная Балльная Система Марии (Шараповой).

Приглашаю всех полюбоваться на Фото и Видео красавицы Марии — надеюсь, что Вы поделитесь адресом сайта rtbsm.ru с друзьями и знакомыми.

Главная проблема — известить Марию, чтобы она как можно скорее заявила на весь мир о РТБСМ.

Скорость роста растений зависит, в основном, от наличия питательных веществ, влаги и хорошей освещённости в течение многих часов ежесуточно.

Для меня наибольший интерес представляет скорость роста деревьев.

Вот информация из Интернета:

Скорость роста деревьев. Таблица роста и последние исследования

Деревья являются одними из самых долгоживущих организмов на Земле и они постоянно образуют новые клетки, которые за год формируют так называемые годовые кольца или годовые кольца роста.

Эти годовые кольца показывают количество древесины, выросшей в течение одного вегетационного периода.

И в соответствии с последними исследованиями экологов, общие темпы роста большинства видов деревьев с возрастом только увеличиваются.

Однако относительно скорости роста в высоту действует немного другой принцип. Надо отметить, что скорость роста дерева можно увеличить при правильном уходе, информацию об этом можно найти в статье «О том, как ускорить рост деревьев и кустарников. 6 небольших секретов».

Скорость роста деревьев в высоту

Обычно у живых существ, включая нас, есть период активного роста в молодости, но по мере старения рост организма замедляется или вообще прекращается.

Скорость роста деревьев в высоту имеет такой же характер. После периода активного роста в высоту, темпы роста дерева снижаются, и оно начинает набирать массу за счет ствола и боковых побегов.

Конечно, значения времени и высоты будут различны для каждого отдельного дерева в зависимости от особенностей вида и окружающих условий.

Разные виды деревьев растут с разной скоростью. В зависимости от темпов роста обычно деревья делятся на группы. В таблице 1 деревья поделены на группы в зависимости от скорости роста дерева в год. Такие темпы роста деревья набирают в период активной фазы (в возрасте от 10 до 30 лет).

Таблица 1. Быстрорастущие и умеренно-растущие деревья

Весьма быстрорастущие Быстрорастущие Умеренно-растущие
прирост >= 2 м прирост <= 1 м прирост 0,5-0,6 м
Лиственные Хвойные Лиственные Хвойные
Айлант Вяз мелколистный Ель обыкновенная Бархат амурский Ель колючая
Акация белая Лиственница европейская Вяз Ель Энгельмана
Береза бородавчатая Вяз шершавый Лиственница сибирская Граб обыкновенный Можжевельник виргинский
Гледичия Дуб красный Псевдотсуга тиссолистная Дуб скальный Пихта кавказская
Сосна Веймутова Дуб черешчатый Пихта сибирская
Ива белая Ильм Сосна обыкновенная Клен остролистый Туя западная
Ива вавилонская Катальпа Клен полевой
Маклюра Липа крупнолистная
Клен серебристый Орех грецкий Липа мелколистная
Клен ясенелистый Орех черный Липа серебристая
Павлония Платан
Тополь черный Тюльпановое дерево
Эвкалипт Шелковица
Ясень зеленый
Ясень обыкновенный
Ясень пенсильванский

Скорость роста массы деревьев

Раньше считалось, что большие деревья менее продуктивно улавливают углекислый газ. Однако недавно, 15 января 2014, в журнале Nature были опубликованы данные исследования, свидетельствующие об обратном.

Исследование проводилось группой международных ученых под руководством Нейт Л. Стивенсона (Nate L. Stephenson) из Американского экологического исследовательского центра (Western Ecological Research Center).

В опубликованном документе исследовательская группа сообщает, что 97 процентов из 403 видов деревьев, растущих в тропическом и умеренном климате, с возрастом начинают быстрее набирать массу.

Ученые рассмотрели записи исследований, проведенных на шести континентах, собранных за последние 80 с лишним лет, в своих выводах они основывались на повторных измерениях 673046 отдельных деревьев.

«Большие, старые деревья действуют не просто как стареющие резервуары с углеродом, но и активно поглощают большое количество углерода по сравнению с небольшими деревьями…

В некоторых ситуациях одно большое дерево может за год прибавить к лесной массе столько углерода, сколько содержится во всем дереве среднего размера».

Основная проблема заключается в восприятии масштаба. Стивенсон говорит, что увидеть рост большого дерева сложно, поскольку оно и так огромно.

С возрастом в толщину дерево прибавляет меньше, но чем больше диаметр, тем большая площадь поверхности растет.

Дерево может на протяжении многих лет расти в высоту, но в определенный момент оно достигает своего пика и дальше начинает увеличиваться в диаметре ствола, увеличивает количество ветвей и листьев.

Исследователи пишут:
«Скорее всего, быстрый рост деревьев-великанов является глобальной нормой и может превышать 600 кг в год у самых больших экземпляров».

Стивенсон также говорит, что если бы люди росли такими темпами, то они в среднем возрасте могли бы весить полтонны, и значительно больше тонны к выходу на пенсию.

В результате человеческой деятельности и вследствие других причин огромные площади древних лесов подвергаются истреблению. За 2000-2012 года мировые леса уменьшились на 1,5 млн. кв. км .

В России активно вырубаются леса на Дальнем Востоке. Деревья играют очень важную роль в существующих экосистемах, они поглощают углекислый газ и очищают воздух, поэтому для нас жизненно необходимо защищать леса от уничтожения.

Надо будет обратить особое внимание на быстрорастущие деревья и именно их в первую очередь высаживать в экопарке.

Читайте также:  Растения Азотфиксаторы улучшают качество почвы

Привожу ещё пару интересных таблиц:

Примерная высота дерева по возрасту.

5 лет 10 лет 20 лет 30 лет 40 лет 50 лет 60 лет 70 лет 80 лет 90 лет 100 лет
Берёза 4 6 13 — 12 17 — 16 20 — 19 24 — 21 26 — 24 28 — 25 29 — 26 27 — 28 29 — 28
Верба 1 2 5 — 4 7 — 6 10 — 8 11 — 8 13 — 9 13 — 10 14 — 12 15 — 13 14 — 15
Дуб 5 7 14 18 21 25 27 28,5 30 31 31 — 32
Ель 3 — 5 4 — 5 9 — 8 13 — 12 17 — 15 20 — 18 23 — 20 25 — 22 23 — 21 25 — 23 30 — 26
Ива 1 2 5 — 4 7 — 6 10 — 8 11 — 8 13 — 10 14 15 15 16
Клён 2 4 9 — 8 12 — 11 15 — 13 17 — 15 19 — 17 21 — 18 22 — 19 23 — 20 23 — 21
Кедр 5 6 — 5 12 — 10 16 — 14 20 — 18 24 — 21 28 — 24 30 — 26 32 — 28 34 — 30 35 — 31
Лиственница 1 — 2 3 — 2 6 — 5 9 — 8 12 — 10 14 — 12 16 — 14 18 — 16 20 — 17 22 — 19 23 — 20
Осина 3 5 8 — 7 15 — 13 18 — 16 20 — 18 23 — 20 24 — 21 25 — 23 26 — 27 27 — 24
Ольха 1,5 3 7 — 6 10 — 8 12 — 11 14 — 12 16 — 14 17 — 14 18 — 15 19 — 16 20 — 16
Рябина 1 1,5 3 — 2 5 — 4 7 — 5 8 — 6 9 — 7 10 — 8 11 — 9 10 10 — 11
Сосна 4 — 5 6 — 5 12 — 10 16 — 14 20 — 18 24 — 21 28 — 24 30 — 26 32 — 28 34 — 30 38 — 35
Тополь 4 6 13 — 12 17 — 16 20 — 19 24 — 21 26 — 24 28 — 25 24 — 26 30 — 27 30 — 28
Черёмуха 1 1,5 3 — 2 5 — 4 7 — 5 8 — 6 9 — 6 10 — 8 11 — 9 12 — 9 12 — 10
Ясень 1 2 5 — 4 7 — 6 9 10 12 14 14 15 15,5

Количество древесины в дереве (в кубометрах).

Толщина дерева в см. Хвойные породы Лиственные породы
на корню в брёвнах на корню в брёвнах
10 0,05 0,03 0,04 0,03
12 0,112 0,09 0,09 0,07
16 0,23 0,19 0,18 0,14
20 0,42 0,34 0,31 0,24
24 0,64 0,53 0,47 0,37
28 0,93 0,78 0,67 0,56
32 1,25 1,04 0,94 0,73
36 1,61 1,4 1,23 1
40 2,61 1,7 1,57 1,23
44 2,46 2,1 1,96 1,52

Расчёт взят по хвойным — Ель, по лиственным — Берёза.

Скорость набора массы дерева зависит от возраста дерева, его высоты, толщины, питательности почвы, наличия достаточного количества влаги, климата, погоды, температуры и ряда других факторов, то есть является сложной функцией множества факторов.

Вот 6-ть секретов ускорения роста деревьев и кустарников от Анастасии Литвиновойhttp://nature-time.ru/2014/06/o-tom-kak-uskorit-rost-derevev-i-kustarnikov-6-nebolshih-sekretov/ :

Когда только сажаешь маленькое дерево, думаешь о том, как будет хорошо, когда оно вырастет и станет давать тень или плоды, и так хочется приблизить этот приятный момент.

Однако каждое растение имеет свои темпы роста, поэтому долгожданный момент может наступить очень нескоро.

Однако кое-что для ускорения роста можно сделать. Здесь я предлагаю несколько советов по уходу за растением, следуя которым можно повысить их темпы роста.

Как ускорить рост деревьев и кустарников

1. Защита коры

Как ускорить рост деревьев? Надо защищать кору дерева
Кора растения выполняет важную защитную функцию.

При повреждении коры, как и при повреждении кожи человека, внутрь начинают проникать различные возбудители инфекций. Поэтому дерево или кустарник отдает значительную часть своей энергии на исцеление, не вкладывая ее в свое развитие.

О каких повреждениях здесь идет речь? Очень часто кора растения повреждается при отрезании или поломке ветвей, при работе с металлическими инструментами вблизи от него.

Угрозу целостности коры могут представлять и различные дикие животные. Некоторые копытные, грызуны и птицы могут поедать ветки, почки или кору деревьев и кустарников.

Если есть опасность набега полевых мышей, косуль, зайцев или других животных, то можно обернуть ствол дерева металлической сеткой или специальным защитным экраном.

Также это поможет защитить от случайных механических повреждений секатором или другим инструментом.

При натягивании сетки ее лучше натягивать так, чтобы в ней не могли запутаться и погибнуть животные. Зачем нужна гибель живых существ?

При появлении повреждения необходимо удалить пострадавший участок до древесины, захватив здоровую ткань, дезинфицировать и замазать садовым варом.

2. Устранение конкуренции

К сорнякам возле растения стоит относиться безжалостно. Сорняки особенно у молодых растений могут отбирать так необходимые ему питательные вещества и влагу, проникая своими длинными корнями в центр его корневого кома.

Чем более широкой делается яма под растение, тем лучше. При перекапывании земли трава будет ослаблена. Сорняки надо пропалывать на расстоянии 0,6-1,2 м вокруг ствола растения.

В борьбе с сорняками хорошо помогает мульча, она также помогает сохранять влагу и стабилизирует температуру почвы. Органическая мульча защищает корни в зимнее время и добавляет питательные вещества в почву.

Дерево в лесу создает свою собственную мульчу из толстого слоя палых листьев на земле. Мы можем имитировать этот слой, засыпая территорию вокруг растения слоем из щеп, кусков коры, соломы, хвои, измельченных листьев или готовым компостом.

Вокруг молодого дерева слой мульчи можно сделать 7 — 10 см.

Только надо помнить, что скапливание мульчи возле ствола повышает влажность на коре, а это не очень хорошо на ней сказывается, поэтому надо отодвигать мульчу непосредственно от ствола на пару сантиметров.

3. Корневые волоски

Надо защищать корни дерева для ускорения роста дерева
Исследования показывают, что 80% проблем, появляющихся при росте деревьев, непосредственно связаны с их корневой системой.

Несмотря на то, что у деревьев обычно есть очень глубокие корни, большая часть корневой системы очень мелкая. Перекапывание почвы возле дерева повреждает корни дерева и может значительно замедлять его рост.

Растения поглощают питательные вещества и воду через длинные тонкие выросты – корневые волоски, а не через большие толстые корни. Этими корневыми волосками в течение нескольких дней впитываются необходимые растению вещества, затем формируются новые волоски.

Если почва, в которую садится растение, плохая и плотная, то ее стоит разрыхлить, добавив туда измельченной коры, листьев, кофейной гущи, кровяной муки, перегной или компост. Это добавит питательные вещества и разрыхлит почву.

В питомниках могут добавлять гормональные стимуляторы роста для ускорения развития корневых волосков, что значительно увеличивает темпы роста.

Эти стимуляторы рекомендуются при пересаживании растений и в течение пикового периода вегетации, но не стоит им пользоваться в большей степени, чем необходимо.

Минеральные удобрения лучше вносить в период максимального роста, весной, когда появляются почки и начинается вегетативный рост побегов, а также осенью для накопления питательных веществ и повышения устойчивости растения в период покоя.

4. Необходимость Солнца

Зачастую, чтобы дерево хорошо росло, ему необходимо солнце. Большинство деревьев набирают максимальные темпы роста в условиях хорошего освещения. Поэтому надо тщательно выбирать место посадки.

5. Оптимальный полив

В период вегетации раз в неделю дереву необходима влага, поступающая либо благодаря природным осадкам, либо дополнительному орошению. Необходимо обеспечивать глубокое проникновение воды в почву, но нельзя слишком переусердствовать в поливе.

Слишком большое количество воды приведет к загниванию корневой системы и визуально будет выражаться в засыхании и увядании листвы, как при засухе. Чтобы не допустить избытка влаги ПЕРЕД КАЖДЫМ поливом необходимо проверять влажность почвы.

6. Приобретение деревьев

Надо с осторожностью относиться к приобретению больших (например, 3 м высоту) деревьев, с корневым комом, завернутым в мешковину. Их посадка может оказаться очень дорогим, но бессмысленным предприятием.

Проблема состоит в том, что деревья похожи на людей… Чем старше они становятся, тем меньше они любят перемены.

Вероятность гибели больших пересаженных деревьев очень велика. Кроме того, их адаптация и восстановление корней на новом месте может затянуться на пару лет.

Деревья до 2 м гораздо лучше приспосабливаются и начинают расти практически сразу. Через 2-3 года, такое дерево может стать выше дерева, которое при пересадке было высотой 3 м.

Эти советы, как ускорить рост деревьев и кустарников достаточно просты, но следуя им можно добиться хороших результатов и начать радоваться большим деревьям намного раньше.

Главная проблема — добиться, чтобы ежегодно прибавка суммарной массы растений экопарка наверняка намного опережала суммарную массу спиленных и вырубленных деревьев и кустарников.

Приглашаю всех высказываться в Комментариях. Критику и обмен опытом одобряю и приветствую. В хороших комментариях сохраняю ссылку на сайт автора!

И не забывайте, пожалуйста, нажимать на кнопки социальных сетей, которые расположены под текстом каждой страницы сайта.
Скорость роста растенийПродолжение тут…

Источник