Отчет по практике: Физиологическое состояние древостоя под влиянием неблагоприятных факторов внешней среды
Наиболее важные физиологические процессы и условия их обеспечения
Успешный рост деревьев зависит от взаимодействия ряда физиологических процессов и условий. Фотосинтез – синтез углеводов из углекислого газа и воды в хлорофилосной ткани деревьев. Углеводы – основные питательные материалы, используемые в других процессах. Азотный обмен – включение неорганического азота в органические соединения, что даст синтез белки и протоплазмы. Липидный или жировой обмен – синтез липидов и родственных им соединений. Дыхание – окисление питательных веществ в живых клетках, в результате, которого высвобождается энергия, используемая при ассимиляции, поглощении минеральных веществ и других процессах, идущих с затратами энергии. Ассимиляция – это преобразование питательных элементов в новую протоплазму, клеточные оболочки и другие структуры процесса роста. Аккумуляция питательных веществ – запасание питательных веществ в семенах и паренхимных клетках древесины и коры. Аккумуляция солей – это изменение концентрации солей в клетках и тканях с помощью механизма активного транспорта, протекающего с затратами метаболической энергии.
Адсорбция – поглощение воды и минеральных веществ из почвы, кислорода и углекислого газа из воздуха. Жароустойчивость, через этот фактор прошли практически все растения в тропических лесах, но и на Урале бывают высокие температуры. Жароустойчивость – способность растений выносить перегревание, связанное с высокой температура воздуха. Обычно при температуре 400 С и выше нормальные физиологические функции растения угнетаются, что вызывает отмирание клеток. Высокие температуры разрушают белково-липидный комплекс плазмолеммы протопласта, что приводит к потере астматических свойств клеток.
Засухоустойчивость – способность растения переносить значительное обезвоживание клеток, тканей и органов, а также перегрев. Обезвоживание вызывает нарушение коллоидных и химических свойств цитоплазмы – изменяются степень ее дисперсности и адсорбционная способность. Синтез белка резко падает, так как активизируется аденазинтрифосфатазы, разрывающая нити информационной РНК, полисомы распадаются на рибосомы и субъединицы. Водный дефицит нарушает метаболизм, и замедляет или останавливает рост растений, снижает их продуктивность.
В критический период образования репродуктивных органов засуха приводит к гибели именных зачатков или к недоразвитию андроцея и пустоколосице.
Холодостойкость – это свойство, которое определяется способностью растений сохранять нормальную структуру цитоплазмы и изменять обмен веществ в период охлаждения и последующего повышения температуры.
Гибель растений под влиянием морозов обуславливается изменениями, происходящими в протопласте, его коагуляцией. Физико-климатические преобразования в протопласте происходят вследствие оттягивания воды образующимися в межклетниках кристаллами. Кроме того, протопласт подвергается сжатию со стороны растущих в межклетниках кристаллах. В результате наступает необходимая денатурация коллоидов протопласта клеток и отмирания тканей. Если льда образуется немного, то после оттаивания растения может оставаться живым. Нечувствительность к морозам достигается физико-климатическими изменениями в клетках.
В зимующих листьях и других частях растения накапливается много сахара, а крахмала в них почти нет. Сахар защищает белковые соединения от коагуляции при вымораживании, и поэтому его можно называть защитным веществом. Ингибиторы роста типа абсцисовой кислоты сами по себе не влияют на морозоустойчивость, но, ослабляя и ингибируя ростовые процессы, обуславливают наступление периода покоя и тем самым повышают способность древесных растений к закаливанию.
Загрязнение атмосферы газами, пылью и аэрозолями, поступающими с промышленных предприятий, создает неблагоприятные условия для роста растений. Токсичный газ, попадая через устьица и эпидермис в лист, растворяется в воде клеточных оболочек и взаимодействует с цитоплазмой. Первыми повреждаются клетки устьичных полостей, затем клетки губчатой паренхимы. Газ, растворяющийся в воде, образует кислоту или щелочь, которые взаимодействуют с протопластом. Часть их нейтрализуется, а часть остается в свободном состоянии. Кислоты разрушают хлорофилл, изменяют pH, ткани листа и устойчивость биоколлоидов цитоплазмы, повышают общую окисляемость, увеличивают дисперсность коллоидов и жироскопичность ткани, отрицательно влияют на экзиматический аппарат, нарушают обмен веществ в клетках листа и проводящих тканей, снижают интенсивность фотосинтеза, повышают интенсивность дыхания. Для повышения газоустойчивости растений, а именно для грецкого ореха и конского каштана сначала их намачивали 0,1%-ным водным раствором серной кислоты или соляной кислоты, а затем растения поливали 0,2%-ным раствором солей этих кислот. Положительные результаты были получены при применении серной кислоты.
Газоустойчивыми являются те растения, в органах которых накапливаются повышенное количество серы и хлора. Активность ферментных систем у них высокая. Исследования показали, что условия минерального питания растений макро- и микроэлементами играют важную роль в снижении повреждаемости их токсичными газами.
Литература
1. С.И. Лебедев «Физиология растений».
2. Т. Козловский «Физиология древесных растений».
3. Б.А. Рубин «Курс физиологии растений».
4. В.А. Крючков «Физиология растений с основами биохимии».
5. С.С. Медведев «Физиология растений».