Реферат: Общее содержание воды в листьях калины в условиях биостанции
Критически оценивая состояние российского садоводства в новых рыночных отношениях, при усилении импорта плодов с запада, востока, Африки и в связи с природными катаклизмами 1990, 1991, 1994 и 1995 г. г. можно видеть наиболее реальный путь к его сохранению и процветанию за счет изменения структуры природного сортимента: введение в культуру новых нетрадиционных садовых растений, не нуждающихся в «экологических убежищах» и дающих продукцию, конкурентно способную на мировом рынке.
Потребность введения в культуру новых видов растений связана с необходимостью повышения лечебно-диетических качеств продукции, поскольку дикорастущие пищевые растения не только не уступают своим культурным собратьям по содержанию физиологически активных веществ, но часто и превосходят их в этом отношении. Ресурсы дикорастущих пищевых растений в нашей стране огромны, но используются всего лишь на один процент их биологического урожая.
Лечебное значение дикорастущих ягодные и плодовых растений, как и всей продукции северного садоводства, хорошо раскрыто школой крупнейшего русского ученого-биохимика Л. И. Вигорова (1976). На важность создания садов лечебных культур указывал И. В. Мичурин, который писал: «Я обращаю внимание на возможность получить такие сорта, употребление которых будет способствовать излечению тех или иных человеческих болезней».
Богатейшим источником лечебных продуктов питания являются дикорастущие ягодные, плодовые и орехоплодные растения лесов России. В последнее десятилетие появилась опасность не только снижения естественных запасов, но и потери ценнейшего генетического материала – национального богатства страны. Путь к спасению этих богатств лежит через селекцию, введение в культуру новых нетрадиционных растений и создание лечебных садов. Первые успехи в этом плане получены в НИИС Сибири им. М. А. Лисавенко, где созданы первые в мире сорта облепихи, жимолости, калины. За рубежом успешно введены в культуру голубика, клюква (США), ирга (Канада), брусника, рябина (Германия), шиповник (Швеция).
Одной из важнейших лечебных садовых культур является калина. В народной медицине она известна с 14 века. И о лечебных достоинствах калины писали А. Т. Болотов (1725), врачи А. П. Нелюбин (1828) и Ф. И. Иноземцев (1858).
Исследования ученых подтвердили факт целебных свойств калины. Плоды калины содержат гликозид – вибурнин, который действует успокаивающе на нервную систему и предупреждает кровоизлияние. В ней много сахаров (до 10 %), содержатся витамины С, Р, Е, каротин, красящие и дубильные вещества, органические кислоты, микроэлементы (железа до 5 мг %).
В связи с этим необходимо всестороннее изучение этой культуры: особенностей вегетации, фотосинтеза, урожайности, водного режима и т. д. в различных экологических условиях. Поэтому целью нашей работы было изучение водного режима калины в условиях агробиостанции МГПИ. Более глубоко мы изучали вопрос общего содержания воды в листьях калины. А задачами нашей работы были:
1) Изучить морфологические признаки сортов калины.
2) Изучить способность калины к произрастанию в условиях агробиостанции.
3) Изучить общее содержание воды в листьях сортов в разные вегетационные периоды.
4) Изучить возможности использования калины в качестве объекта изучения в средней школе.
Итоги нашей работы докладывались на научных студенческих конференциях в Мичуринском педагогическом институте (1998, 2001, 2002 г. г.).
ГЛАВА I: СОСТОЯНИЕ И РОЛЬ ВОДЫ В РАСТЕНИИ
1. 1. Значение воды для растений
О роли воды в живом организме древними учеными были высказаны умозрительные гипотезы. Усилия многих исследователей были направлены к выяснению практических вопросов, связанных с возделыванием сельскохозяйственных растений. Вода, очевидно, имела большое значение и в возникновении жизни на нашей планете.
По мнению многих ученых, жизнь возникла в водной среде. Вода имела важное значение в эволюции неорганических веществ, а затем органических соединений, так как она обладает высокой теплоемкостью, небольшие колебания температурного режима в окружающей среде не вызывают изменения ее температуры. Вода защищала сложные органические образования от прямого воздействие ультрафиолетовых лучей (солнечной радиации). Благодаря защитному действию воды могли сохраниться и эволюционировать сложные органические соединения.
Некоторые авторы (Фирсов) считают, что она участвовала и в эволюции первичной атмосферы Земли, так как переход последней от восстановленной к окислительной форме связан с наличием воды. В атмосфере Земли благодаря фотохимическому окислению воды, появляются свободный кислород и водород:
Н2О + Н2О -2 Н2 + О2
Под действием ультрафиолетового излучения осуществлялся синтез формальдегида из углекислого газа и молекулы водорода, при этом освобождался свободный кислород:
СО2 + Н2 -СНОН + О
Указанные процессы способствовали увеличению количества кислорода в первичной атмосфере.
Пять тысяч лет до нашей эры люди знали о роли воды в жизни растений, об этом свидетельствует то, что они сооружали водохранилища и строили оросительные системы для полива возделываемых растений для обеспечения их водой. Фалес Милетский (640 – 546 г. г. до н. э.) считал, что вода является первичным веществом Вселенной, что она первооснова всего.
Для выяснения питательной роли воды первые опыты проводились Ван-Гельмонтом. Он посадил ветку ивы (2,3 кг) в сухую землю (вес земли 90,7 кг) и поливал ее дождевой водой в течение пяти лет. При ликвидации опытов через 5 лет вес растения был 76,8 кг. , потеря веса земли составляла 56,6 г. , а прирост ветки 74,5 кг. . На основании этих опытов автор пришел к выводу, что растение питается водой (так как потеря веса земли небольшая).
Опыты Ван-Гельмонта были проверены Вудвордом, который растения (мяту) в одном варианте поливал дождевой водой в течение 77 дней, в другом варианте – вытяжкой, полученной из почвы. В первом варианте прироста мяты в весе не наблюдалось (исходный вес ее был 1,8 г. , а после опыта 1,12 г.). В Варианте, где растение поливалось почвенной вытяжкой, прирост составил 12,29 г. На основании своих опытов Вудворд отверг заключение Ван-Гельмонта о том, что растение питается (только) водой.
В живом организме вода выполняет разнообразные функции. Во-первых, она, являясь средой и растворителем, способствует распаду солей неорганических веществ, во-вторых, внешний облик растения, особенности морфологического, анатомического строения его, а также строения цитоплазмы ее субклеточных компонентов тесно связаны с наличием воды, в-третьих, она имеет важное значение в процессах метаболизма.
Внешний облик растения в значительной степени зависит от состояния клеточной оболочки, последнее связано с количеством воды в ней. При оптимальном содержании воды клеточная оболочка немного растянута, это состояние ее определяется тургорным давлением, направленным от центра к периферии, его можно рассматривать как давление протопласта на клеточную оболочку. Последняя обладает упругими свойствами, под действием тургорного давления растягивается, вследствие чего возникает противодавление, направленное от клеточной оболочки к центру клетки. Его называют радиальным давлением (или тургорным натяжением), по величине оно равно тургорному. Тургорное давление влияет на форму листа, на внешний облик растения. При недостатке воды в клетке оно исчезает, листья увядают, изменяется угол наклона листа на оси стебля, нарушается явление отрицательного геотропизма. Тургорное состояние клеток определяется количеством воды в растении и величиной тургорного давления.
Величина осмотического давления клеточного сока и сосущей силы клеток тесно связана с наличием и количеством воды в клетках (Сулейманов, 1974). Осмос – это диффузия через полупроницаемую мембрану, то есть такую мембрану, которая хорошо проницаема для воды и непроницаема или плохо проницаема для растворенных в воде веществ (Либберт, 1976). Низкомолекулярные, высокополимерные вещества и неорганические соли способны к проявлению осмотической активности в клетках лишь присутствии воды. Молекулы неорганических веществ распадаются на ионы при участии воды, последняя, вызывая диспергирование солей, способствует увеличению числа активно действующих частиц, принимающих участие в осмотическом давлении и метаболических процессах. При пониженном количестве воды (например, во время засухи) осмотическое давление клеточного сока повышается, сосущая сила клеток возрастает, что обусловливает поступление воды в растение. Этот пример свидетельствует о том, что процесс водообмена (поступление) связан и с количеством воды в организме растения.
Круговорот веществ в растении осуществляется путем участия воды. Координация деятельности органоидов в клетках и органах растения связана с наличием воды, следовательно, она в значительной степени определяет функциональную целостность организма. Опытами академика А. Л. Курсанова (1960) установлено, что, с одной стороны, деятельность корневой системы растения связана с теми веществами, которые образуются в листьях, иначе говоря с деятельностью листьев и стебля, с другой стороны, нормальное функционирование листьев, их деятельность зависит от работы корневой системы. Различные вещества, поступившие из почвы в корень, передвигаются в виде пасоки в надземные органы, в том числе и в листья, где они используются на синтез новых веществ, необходимых для построения тела растения, для нормального функционирования его. Метаболиты, образовавшиеся в их листьях (сахара и другие вещества), перемещаются нисходящим током в подземные органы (корни), где они необходимы для поддержания их деятельности, для обеспечения жизненных процессов, тем самым обеспечивается связь между органами растения.
 |
Уменьшение количества воды в листьях значительно замедляет отток веществ из листьев в корень и тем самым ослабляет интенсивность процессов обмена и круговорота веществ в организме растения. Деятельность растения в целом координируется благодаря процессам передвижения веществ, в том числе и воды, как восходящим, так и нисходящим токами.
Роль воды в терморегуляции растения.