משרד החינוך הכללי והמקצועי ר.פ.

האוניברסיטה הפדגוגית הממלכתית של ליפטסק.

מטבע הדברים הפקולטה לגיאוגרפיה.

המחלקה לבוטניקה.

עבודה בקורס

בנושא:

"התאמת הצמחים למשטר המים"

במאפייני הקרקע, הם מחפשים את מקורם של שיטפונות כפריים בקודובה

מחקר על האופן שבו ייצור קרקע משפיע על ייצור הקרקע מציע תובנה לגבי הגורם לשיטפונות האחרונים באזורים הכפריים של המחוז. העבודה, בהובלת אלנה בונדאו, תקבל החלטות לגבי מה צריך לפתח בתחומים אלה וכיצד להגדיל את הפרודוקטיביות.

זרעי חמניות, משפרים את ייצורם מחומרי ייבוש

חוקרים בפקולטה למדעי החקלאות חוקרים טכנולוגיות חדשות המאפשרות שימוש יעיל במסירי לחות. העבודה, המתמקדת בחמניות, מכוונת להגברת יכולת הפקת יבולים במאבק וחלק מדאגתם של יצרני זרעים קטנים, שהגבירו את יכולת השימוש. חומרים כימייםכדי להגדיל את הייצור.

העבודה נעשתה על ידי סטודנט

שנה שלישית EGO EHF:

Gaganova V.V.

עבודה שהתקבלה:

סולובייבה נ.יו.

ליפטסק 2001.

מבוא. ………………………………………………………………………….3

הורמוני מין נשיים: הקשר בין המוח לשחלה

תרופות המגיעות למקומות לא מסבירי פנים בגוף האדם. טיפולים אלטרנטיביים וחומרים חדשים. איך הם זזים ולאן הם הולכים תלוי איך הם מעוצבים. הם מראים שסטרס עלול לגרום להפרעות וחוסר איזון בסינתזה ובחילוף החומרים של הורמונים אלו, מה שנוטה למחלות כמו סרטן השחלות.

צמחים מואבקים על ידי חרקים

הם גם מדגישים את החשיבות של שינויים אלה בפוריות. מומחים דיווחו כי בנוסף לתזונה מצוינת עבור בקר, ניתן להשתמש בו לעופות וחזירים. בנוסף, זה יכול להיות חלק מדיאטת צליאק מכיוון שהוא חסר את הפרולמינים המצויים בדגנים אחרים. בנוסף, טיפוחו משפר את איכות הקרקע באמצעות תרומת הפחמן.

פֶּרֶקאני. מאפיינים של קבוצות הצמחים העיקריות ביחס למים. …………….………………………………………...4

פֶּרֶקII. התאמות אנטומיות ומורפולוגיות

צמחים למשטר המים. ………………….……………………..10

פֶּרֶקIII. התאמות פיזיולוגיות של צמחים מוגבלים לבתי גידול בעלי תכולת לחות שונה. ………..16

צמחים זקוקים לאור, מים, פחמן דו חמצני, חמצן ומינרלים כדי לבצע פוטוסינתזה. לצמחי מים יש מינרלים ומים סביבם, אך צמחים יבשתיים חייבים להשיג חומרים אלו מהאדמה. כאשר צמחים התפתחו לחיות על כדור הארץ, התרחשו שינויים רבים שאפשרו להם לשרוד. רוב ההתאמות של צמחי קרקע קשורות להשגה, שמירה ושימוש במים ומינרלים.

לציפורן בשעווה מכסה את העלים והגבעול של צמחי האדמה כדי למזער את קצב אידוי המים, ומאפשרת לצמחים לשמור יותר. בניגוד לצמחי מים, צמחים יבשתיים נחשפים לאוויר, מה שעלול לגרום לצמחים להתייבש, למעט כאשר הלחות היחסית היא 100 אחוז. הקוטיקולה בשעווה שומרת מים בתוך הצמחים כך שהם יכולים לעמוד בחשיפה ארוכה לאוויר.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה. ………………………………………………24

מבוא.

מים הם הגורם הסביבתי החשוב ביותר לכל החיים על פני כדור הארץ. עבור תהליכי חילוף החומרים עם הסביבה, המהווים את הבסיס לחיים, יש צורך בהשתתפותם של מים כממס ומטבוליט. אז בצמחים, מים מעורבים בתגובות פוטוסינתזה, מלחים מינרלים נכנסים לצמחים מהאדמה רק בצורה של תמיסות מימיות. מים הם המרכיב העיקרי בגוף הצמח. אפילו בזמן הנפשה מושעה, צמחים מכילים מים. תפקידם המיוחד של המים בצמחים יבשתיים טמון בהתחדשות מתמדת של הוצאותיהם הגדולות לאידוי בקשר להתפתחות משטח פוטוסינתטי גדול. מים, הגורמים ללחץ הטורגור הדרוש, מעורבים באופן מסוים גם בשמירה על צורתם של צמחים יבשתיים כאורגניזמים שאין להם שלד תומך. כמו כן, עבור קבוצה גדולה של צמחים החיים במאגרים, ימים ואוקיינוסים, המים הם בית הגידול המיידי.

ציפורניים בשעווה מונעות מהאוויר להתפזר לצמחי האדמה ומחוצה להם, ולכן הם מותאמים לאפשר נשימה תאית ופוטוסינתזה. לצמחי אדמה יש חורים קטנים בחלק האחורי של העלים. הם נפתחים ונסגרים בהתאם לתנאים הסביבתיים והפיזיולוגיים. הסטומטות פתוחות כדי לאפשר לחמצן ולפחמן דו חמצני להיכנס ולצאת מהצמח ולהתקרב למינימום אובדן מים.

צמחי מים יכולים לספוג גזים ומינרלים מומסים מהמים שבהם הם חיים. ביבשה, צמחים יכולים לקבל רק מים ומינרלים מהאדמה, ולכן הם צריכים להישאר קרובים אליה. עם זאת, צמחים צריכים גם לגדול יותר כדי לקבל אור שמש ולחסום אותו מצמחים מתחרים. לשם כך, צמחים זקוקים למערכת להובלת מים ו חומרים מזיניםמהאדמה לשאר הגוף. לצמחים התפתחו תאי כלי דם הידועים כקסלם ופלואם כדי להזיז מים וחומרי מזון.

פֶּרֶקI. מאפיינים של קבוצות הצמחים העיקריות ביחס למים.

על ידי הסתגרות לבתי גידול עם תנאי לחות שונים ופיתוח התאמות מתאימות, נבדלים בין הצמחים היבשתיים שלושה סוגים אקולוגיים עיקריים: היגרופיטים, מזופיטים וזרופיטים.

צמחים שהמים הם לא רק גורם סביבתי הכרחי עבורם, אלא בית הגידול המיידי, הם מימיים, המכונים הידרופיטים.

התאמת צמחים לרמת חומציות הקרקע

צמחים זקוקים לקשיחות ולמבנה כדי שיוכלו לתמוך במשקל שלהם בזמן שהם גדלים. הם פיתחו ליגנין כדי להחזיק תאית וליצור רקמה עצית, המספקת תמיכה מבנית לצמיחה. לצמחי אדמה אין הרבה מים ומינרלים צפים סביבם כמו לצמחי מים. הם היו צריכים לפתח שורשים כדי שיוכלו לספוג מים ומינרלים מהאדמה כדי לשרוד. השורשים גם מעגנים צמחים באדמה כך שיש להם אספקה ​​קבועה של מים ומינרלים.

היגרופיטים.אלה הם צמחים של בתי גידול לחים יתר על המידה עם לחות גבוהה של אוויר ואדמה. עם מגוון גדול למדי של בתי גידול, מאפיינים של משטר המים ומאפיינים אנטומיים ומורפולוגיים, כל ההיגרופיטים מאוחדים על ידי היעדר התאמות המגבילות את זרימת המים, וחוסר היכולת לסבול אפילו אובדן קל שלה. היגרופיטים מבוטאים - צמחים עשבונייםואפיפיטים של יערות טרופיים לחים, שאינם יכולים לסבול כל ירידה ניכרת בלחות האוויר. גם בשיא עונת הגשמים, שרכים אפיפיטיים קטנים על גזעי עצים מאבדים את הטורגור שלהם ומתייבשים אם קרני השמש נופלות עליהם למשך 2-3 שעות. לתכונות של hygrophytes יש צמחים עשבוניים של יערות מחטניים כהים (oxalis, mainik שני עלים, biloba אלפיני). היגרופיטים כוללים גם מינים הגדלים בבתי גידול פתוחים ומוארים היטב, אך בתנאים של עודף לחות בקרקע - ליד מקווי מים, בדלתות של נהרות, במקומות שבהם יוצאים מי תהום. בקווי הרוחב שלנו, מיני חוף יכולים לשמש דוגמה: ציפורני חתול - Caltha palustris, plakun-grass - Lythrum salikaria, ובמדינות עם אקלים חם - פפירוס, דקלי ביצה. מבין הצמחים התרבותיים, זה כולל אורז שתורבת בשדות מוצפים במים.

תאי הרבייה של צמחי מים פרימיטיביים חייבים לשחות במים כדי להיות מופרים. כדי להתרבות מפתחים צמחי קרקע אבקה אשר בעזרת רוח, חרקים ובעלי חיים ניתן לפזר כך שהאבקה תוכל להפרות צמחים נקבים מאותו המין. לאחר מכן הצמחים מפתחים עוברים בזרעים, אשר מפוזרים על ידי בעלי חיים או על ידי הרוח. לצמחים מסוימים יש פירות שהחיות אוכלות ועושות את צרכיהם, או שיש להם זרעים עם ווים שנדבקים לעור החיות ולא נושרים לשום מקום.

תהליכים או מנגנונים להתמודדות עם מצבי לחץ בצמחים

זרעים אלה גדלים לאחר מכן כצמחים חדשים. סטרס הוא גורם סביבתי שבשל נוכחותו מפחית את המהירות הפוטנציאלית של הצמחים, כלומר מייצג מכלול של מצבים לא נוחים להתפתחות ולתפקוד מיטבי של הצמח. באמצעות תהליכים אלה, צמחים יכולים לעמוד מצבים מלחיצים. שני התהליכים מקדמים סובלנות או עמידות ללחץ. לצמחים מסוימים יש סובלנות זו ואחרים לא, ולכן ישנם מינים הרגישים למוות.

XEROPHYTES.מדובר בצמחים של בתי גידול יבשים שיכולים לסבול מחסור משמעותי בלחות - אדמה ובצורת אטמוספרית. הם נפוצים, שופעים ומגוונים באזורים עם אקלים חם ויבש. קבוצה זו כוללת מינים של מדבריות, ערבות יבשות, סוואנות, חורשות עוקצניות, סובטרופיים יבשות. באזורים לחים יותר, קסרופיטים משתתפים בכיסוי הצומח רק בבתי הגידול החמים והפחות הלחים (למשל במדרונות החשיפה הדרומית).

למשל, ישנם צמחים המותאמים לחיות באקלים יבש ומוציאים שורשים ארוכים כדי לקבל אספקה, גם אם לא יורד גשם. צמחים אלה נמנעים מלחץ מים ויכולים לשרוד מצבים שצמחים אחרים לא היו.

השפעות ראשוניות: אלו הם שינויים במאפיינים הפיזיקליים או הביוכימיים. תופעות מסוג זה יגרמו לתופעות לוואי. תופעות לוואי: כרוכות בתהליכים מורכבים יותר כמו הפחתת גדילה, סגירת סטומטלית, עיכוב וכו'. ניתן לומר כי מתח אביוטי יכול לגרום להשפעות ראשוניות דומות. לדוגמה, למליחות יש אותה השפעה עיקרית כמו מחסור במים.

משטר המים הבלתי חיובי של צמחים בבתי גידול יבשים נובע, ראשית, מאספקה ​​מוגבלת של מים כאשר הם חסרים בקרקע, ושנית, מעלייה בצריכת הלחות לשידור ביובש אוויר גבוה וטמפרטורות גבוהות. לכן, כדי להתגבר על חוסר הלחות, אפשריות דרכים שונות: הגברת ספיגתו והפחתת הצריכה, בנוסף, היכולת לסבול הפסדי מים גדולים. כל זה משמש את הקסרופיטים כשהם מסתגלים ליובש, אך בצמחים שונים במידה לא שווה, ולכן יש מחברים המבחינים בשתי דרכים עיקריות להתגבר על הבצורת על ידי קסרופיטים: היכולת להתנגד לייבוש רקמות, או ויסות פעיל של מאזן המים, והן. יכולת לסבול ייבוש קשה.

תגובות לסוגים שונים של מתח

תגובה נוספת שנצפתה היא כיוון עלים, הידוע בשם פרהליוטרופי.

הצפה ודחיסת קרקע

ישנם צמחים שיכולים להסתגל למצבים אלו, כמו אורז. לסוג זה של צמח יש קשר בין השורש לגזע כדי לאפשר חמצן לשורש, מה שמאפשר לו לתפקד כראוי. מבנה זה ידוע בשם אירואנכימיה.

אוסמוטי: מונע שילוב מים בשורש, וכתוצאה מכך לחץ מים. יונית: נוצרת על ידי תכונת יונים להגברת הריכוז שלהם. זה מוביל לציטוטוקסיות, אשר בולטת יותר עם נתרן. עם זאת, ישנם צמחים שאינם מסתגלים למצב זה, אך הם סובלניים, הנקראים גליקופיטים. ישנם צמחים מאוקלמים ומותאמים המבצעים מנגנונים נפוצים שונים.

בהתאם למאפיינים המבניים והדרכים לוויסות משטר המים, ישנם מספר זנים של קסרופיטים (לפי Genkel P.A.): euxerophytes, hemixerophytes, poikiloxerophytes.

קבוצת הזרופיטים כוללת גם סוקולנטים - צמחים בעלי עלים או גבעולים עסיסיים. ישנם סוקולנטים עלים (אגבות, אלוורה) וסוקולנטים גבעולים, שבהם העלים מצטמצמים, וחלקי הקרקע מיוצגים על ידי גבעולים בשרניים (קקטוסים, כמה ספוגיות).

התאמה אוסמטית: היא קשורה ליכולת גבוהה לצבור מומס על מנת להפחית את פוטנציאל המים. זה מוביל להצטברות של יונים במצב מומס ותואמים בו, שהן מולקולות השומרות על איזון יוני מבלי להשפיע על שלמות הממברנה או הפעילות המטבולית.

שני התהליכים נתמכים על ידי משאבת פרוטון. זה משפיע על הפוטוסינתזה והנשימה. כשהטמפרטורה יורדת נוצרים שני מצבים. מתח קר: הטמפרטורה נמוכה, אך מאפשרת גידול צמחים. מתרחשת ערעור יציבות של ממברנה והפחתת נזילות, המשפיעים על אותם תהליכים כמו עליית הטמפרטורה.

Xerophytes עם התכונות xeromorphic בולט ביותר של מבנה העלים יש מראה מוזר, עבורו הם קיבלו את השם sclerophytes. קל לדמיין את הופעתו של סקלרופיט טיפוסי בדוגמה של גדילן מצוי - Carduus crispus ו-Sagebrush מדבר, עשב נוצות, סקסאול.

מזופיטים.קבוצה זו כוללת צמחים הגדלים בתנאי לחות בינונית. זה כולל צמחי כרי דשא, כיסוי דשא של יערות, עצים נשירים ושיחים מאזורים של אקלים לח בינוני, כמו גם רוב הצמחים התרבותיים.

הקפאה: הטמפרטורה נמוכה מאוד, ויוצרים גבישי קרח שהורסים את האברונים. אם נוצרים גבישים מחוץ לתא, המים שבתוכו יוצאים החוצה בגלל ההבדל בריכוז והתייבשות של הצמח. המאמר נכתב על ידי פבלו רודריגז אורטיז, סטודנט לביולוגיה באוניברסיטת מלאגה.

כחלק ממחקר בינלאומי שכלל את אוניברסיטת קורדובה, פותחה נוסחה מתמטית לתיאור התכונות הפנימיות של עלים והתנהגות הצמחים בהתאם לתנאי הסביבה. באמצעות מתודולוגיה חדשה זו, בנוסף להתבוננות במגוון הגדלים, הצורה או הצבע של העלים, המדע יוכל להתחקות אחריהם פנימה ולכן לקבל מידע על המגוון העצום של תאים או רקמות פנימיות.

מזופיטים הם קבוצה מגוונת מאוד לא רק בהרכב המינים, אלא גם בגוונים אקולוגיים שונים בשל שילובים שונים של גורמים בבתי גידול טבעיים. הם מחוברים במעברים עם סוגי צמחים אקולוגיים אחרים ביחס למים, ולכן קשה מאוד למתוח קו ברור ביניהם. לפיכך, בין מזופיטים באחו נבדלים מינים בעלי אהבת לחות מוגברת, המעדיפים אזורים לחים לצמיתות או מוצפים באופן זמני (זנב שועל אחו - Alopecurus pratensis, בקמניה מצויה - Beckmannia eruciformis).

מתמטיקה וביולוגיה כרתו מחדש ברית למאבק בהתחממות הגלובלית. הם עשו זאת הודות לעבודה של צוות בינלאומי של חוקרים מאוניברסיטאות קליפורניה, קורדובה וסידני ומרכזי מחקר בגרמניה. לביולוגים, שרגילים להשתמש בתמונות מיקרוסקופיות של קטעי עלים כדי להכיר את החלק הפנימי שלהם ולהתבונן במה שקורה בהם בשלבים שונים של גידול צמחים ובתנאי סביבה שונים, יש כעת דרך לחזות התנהגות זו הודות להדמיות שנעשו על ידי הצוות הזה מחתכי עלים. של אחד עשר מינים יחידים ומייצגים ממערכות אקולוגיות שונות של כדור הארץ.

הם משולבים לקבוצת מעבר של hygromesophytes יחד עם כמה עשבי יער אוהבי לחות המעדיפים את היערות הלחים ביותר, נקיקים יער (נוגע - Impatiens nolitangere). מצד שני, בבתי גידול עם מחסור תקופתי או קבוע (קטן) בלחות, ישנם מזופיטים רבים בעלי תכונות קסרומורפיות מסוימות עם עמידות פיזיולוגית מוגברת לבצורת. קבוצה זו היא מעבר בין mesophytes ו xerophytes, - xeromesophytes. דוגמה לכך היא מינים רבים של ערבות צפוניות, יערות אורנים יבשים, בתי גידול חוליים: תלתן לבן ראש - Trifolium montanum, קש צהוב - Galium verum ואחרים.

העבודה בודקת גם את הקשר של מדד זה עם המבנה הפנימי של העלים. לפי מאמר שפרסם כתב העת Ecological Letters, צוות הכולל פרופסור לאקולוגיה באוניברסיטת קורדובה, רפאל וילאר, השיג דרך לחזות את התהליכים הפיזיולוגיים בתוך העלים במידה רבה למדי. משמש צמחים ביולוגיים.

מדד זה משמש בדרך כלל על ידי ביולוגים לתיאור מאפיינים כגון תכולת חנקן, קצב פוטוסינתזה או העדפות אקולוגיות של צמחים. קשר עם המבנה הפנימי של העלים. העבודה גם בודקת את הקשר של מדד זה למבנה הפנימי של עלים, ומאפשרת נוסחה מתמטית שתעזור לקבוע מה מניע מבנים מסוימים של תאי צמחים, כמו התאמתם לסביבתם.

מקום מיוחד בקרב mesophytes הוא תפוס על ידי ephemera אביב ערבות המדבר ו ephemeroids. צמחים השייכים לקבוצה זו בתחילת האביבמכסים את הערבות והמדבריות בשטיח פרחוני רב גוונים (רב שנתיים - צבעונים, בצל אווז; חד-שנתיים - פרגים, ספידוול). מדובר במינים בעלי תקופת צמחייה קצרה במיוחד ותקופת רדומים ארוכה, שחווית חולפת שנתית חווה כזרעים, ואפימרואידים רב שנתיים כפקעות רדומות, פקעות וקני שורש. בנוסף לאביב, ישנם גם אפמרואידים של סתיו הגדלים באזורים בעלי מקצב אקלימי מסוג ים תיכוני. אלה כוללים מינים מהסוגים Crocus, Scilla ואחרים.

כעת, בנוסף להתבוננות במגוון הגדלים, הצורות או הצבעים של עלים, המדע יכול לבדוק אותם. בצורה פשוטהולכן לקבל מידע על המגוון העצום של תאים או רקמות פנימיות. בעזרת נוסחה זו ניתן להסביר את ההבדל הנראה בין עלה רב שנתי לעלה שפג תוקפו לא רק במה שרואים במבט או מגע, אלא גם בצפיפות או בגודל התאים שלו.

האבקה צולבת בצמחים חד-ביתיים

לדברי ג'ון סאק מאוניברסיטת קליפורניה, "ההשלכות של מדד זה בביולוגיה של צמחים שוות ערך לגודל הגוף בביולוגיה של בעלי חיים או לסימטריית הפנים בפסיכולוגיית המשיכה". " נוסחה חדשהיאפשר לנו להבין טוב יותר כיצד פועלים צמחים וכיצד הם מגיבים לשינויים סביבתיים", מסכם וילאר.

במאפיינים רבים של המבנה והפיזיולוגיה, צמחים קרובים לקסרופיטים, אשר, מסיבה זו או אחרת, חווים חוסר לחות הקשור לפעולת טמפרטורות נמוכות. לפעמים מינים כאלה נכללים כתת-חלוקה מיוחדת בקבוצת הקסרופיטים, לפעמים הם מובחנים לסוגים אקולוגיים עצמאיים - פסיכופיטים וקריופיטים.

פסיכופיטים הם צמחים של קרקעות לחות וקרה בבתי גידול קרים של הרים גבוהים וקווי רוחב צפוניים. למרות לחות קרקע מספקת, לרוב הם חווים חוסר לחות (בין אם בגלל יובש פיזיולוגי שנגרם מטמפרטורות נמוכות, או בשל דומיננטיות של לחות בלתי נגישה באדמה, כמו למשל באדמות כבול). בין הפסיכופיטים ישנם צמחים עשבוניים (לדוגמה, דגנים של כרי דשא צפוניים: לבן זקן - Nardus strikta; דגנים קווקזיים הרריים גבוהים: דג נבלת - Festuka varia), שיחים ושיחים אלפיניים, ביצות וטונדרה, שניהם - ירוקי עד. Calluna vulgaris), ועם עלים נושרים (ערבות ננסיות - Salix polaris, S. herbacea) פסיכופיטים כוללים גם מיני עצים מחטניים בקווי רוחב ממוזגים וצפוניים.

קריופיטים קרובים מאוד מבחינה אקולוגית לפסיכופיטים ומקושרים אליהם באמצעות צורות מעבר. אלה הם צמחים של בתי גידול יבשים וקרים - אזורים יבשים של הטונדרה, סלעים, טלוס. בדרך כלל הם נחשבים ומאופיינים יחד עם פסיכופיטים, מכיוון שהם חולקים הרבה מאפיינים מורפולוגיים ופיזיולוגיים דומים. אבל בין קריופיטים יש גם צורות מוזרות מאוד - אלה הם צמחי כרית של מדבריות קרים בגובה רב.

הידרופיטים.זֶה צמחי מים. על פי אורח החיים והמבנה, ניתן להבחין ביניהם צמחים שקועים וצמחים בעלי עלים צפים. צמחים שקועים מחולקים מושרשים בקרקע התחתונה ותלויים בעמודת המים. מ צמחים גבוהים יותרהראשונים כוללים את telorez - Stratiotes aloides, את מגן המים - Subularia aquatika. קבוצה זו כוללת גם אצות המחוברות לקרקע. צמחים התלויים בעמוד המים כוללים Ceratophyllum demersum, פמפיגוס מצוי, Utrikularia vulgaris ומינים רבים של אצות פלנקטוניות.

צמחים בעלי עלים צפים משתמשים בחלקם במים ובחלקם באוויר. מתוכם, חבצלות מים מהסוג Nymphaea, כמוסות ביצים מהסוג Nuphar, עצי בריכה, אגוז מים - Trapa natans משתרשים באדמה.

למינים רבים, יחד עם עלים צפים על פני המים, יש גם מתחת למים. לצוף על פני המים, ללא השתרשות, ברווז, vodokras.

קבוצה של הלופיטים או דו-חיים, צמחים אמפיביים, צמודה מאוד לצמחי מים אמיתיים ונחשבת בדרך כלל יחד איתם. אלו סוגים של בתי גידול חופים וחופים עם לחות מוגזמת או משתנה. הם יכולים לגדול גם באוויר וגם שקועים חלקית במים, ויכולים לסבול הצפה זמנית מוחלטת. כפי שבטבע אין גבול חד בין בתי גידול מימיים ויבשתיים לצמחים, כך קבוצת ההלופיטים מחוברת במעברים בלתי מורגשים, מצד אחד, עם הידרופיטים אמיתיים, מצד שני, עם היגרופיטים יבשתיים והיגרומזופיטים. דוגמאות להלופיטים - צמחי רצועת החוף של מאגרי מים מתוקים ונהרות: ראש חץ - Sagittaria sagittifolia, כיפה שחורה - Sparganium ramosum.

פֶּרֶקII. התאמות אנטומיות ומורפולוגיות של צמחים למשטר המים.

צמחים המרותקים לבתי גידול בעלי תנאי לחות שונים פיתחו התאמות מתאימות למשטר המים.

מאפיינים מבניים אופייניים היגרופיטים - להבי עלים עדינים ודקים עם מספר קטן של סטומטות, ללא קוטיקולה עבה, הרכב רופף של רקמות עלים עם מרווחים בין-תאיים גדולים, התפתחות לקויה של רקמה מוליכת מים, שורשים דקים ומעט מסועפים.

ל קסרופיטים התאמות מבניות שונות לתנאים של חוסר לחות בעלות חשיבות רבה.

מערכות שורשים מפותחות בדרך כלל היטב, מה שעוזר לצמחים להגביר את ספיגת הלחות בקרקע. לפי משקל כולל מערכות שורשים xerophytes לעתים קרובות עולים על החלקים מעל הקרקע, לפעמים די משמעותי. אז, במינים עשבוניים ושיחי רבים במדבריות מרכז אסיה, המסה התת-קרקעית גדולה פי 9-10 מזו שמעל הקרקע, ובקסטרופיטים של מדבריות קרים הרריים גבוהים של פמיר - פי 300-400. מערכות השורשים של הקסרופיטים הן לרוב מהסוג הנרחב, כלומר לצמחים שורשים ארוכים המתפשטים בנפח גדול של אדמה, אך מעט מסועפים יחסית. חדירת שורשים כאלה לעומק רב מאפשרת לקסרופיטים להשתמש בלחות של אופקי קרקע עמוקים, ובמקרים מסוימים, מי תהום.

למינים אחרים יש מערכות שורשים אינטנסיביות: הם מכסים כמות קטנה יחסית של אדמה, אך בשל הסתעפות צפופה מאוד הם מפיקים את המרב מלחות הקרקע. לשורשים של מספר מינים קסרופיליים יש התאמות מיוחדות לאגירת לחות. האיברים מעל הקרקע של xerophytes נבדלים גם על ידי מוזר (מה שנקרא xeromorphic תכונות), אשר נושאים חותם של תנאי אספקת מים קשים. יש להם מערכת אספקת מים מפותחת, הנראית בבירור בצפיפות רשת הוורידים בעלים שמביאה מים לרקמות. תכונה זו מקלה על הזרופיטים לחדש את מאגרי הלחות שלהם המשמשים לטרנספירציה.

1. הפחתה כללית של פני השטח. לקסרופיטים רבים יש להבי עלים קטנים, צרים ומופחתים מאוד. בבתי גידול מדבריים צחיחים במיוחד, העלים של כמה עצים ושיחים מצטמצמים לקשקשים בקושי מורגשים. במינים אלה, הפוטוסינתזה מתבצעת על ידי ענפים ירוקים.

2. ירידה בשטח העלים בתקופות החמות והיבשות ביותר של עונת הגידול. עבור שיחים רבים במדבריות מרכז אסיה, צפון אפריקה ואחרים, כמו גם עבור סוגים מסוימים של סובטרופיים יבשים של הים התיכון, עיוות עלים עונתי אופייני: בתחילת האביב, עם משטר מים נוח עדיין, נוצרים עלים גדולים יחסית, שבקיץ, עם תחילת החום והיובש, מוחלפים בעלים קטנים של מבנים קסרומורפיים יותר עם קצב תנועה נמוך יותר.

3. הגנה על עלים מפני איבודים גדולים של לחות לטרנספירציה. זה מושג הודות להתפתחות של רקמות אינטגמנטריות חזקות - אפידרמיס עבי דופן, לפעמים רב-שכבתי, לעתים קרובות נושאות זרמים שונים ושערות היוצרות התבגרות "רגישה" צפופה של פני העלים. במינים אחרים, פני השטח מכוסים בשכבה עמידה למים של קוטיקולה עבה או ציפוי שעווה. התפתחות כיסויי מגן על העלים היא הסיבה שלעשב הערבות יש גוונים עמומים ואפרפרים, הנבדלים בחדות מהירוק הבהיר של כרי הדשא.

סטומטות בקסרופיטים מוגנות בדרך כלל מפני אובדן לחות מופרז, למשל, הן ממוקמות בשקעים מיוחדים ברקמת העלים, לפעמים מצוידות בשערות ובאמצעי הגנה נוספים אחרים. בעשב נוצות ועשבי ערבות אחרים, קיים מנגנון מעניין להגנה על הסטומטה בשעות החמות והיבשות ביותר של היום: עם הפסדי מים גדולים, תאי אקוויפר דקי דופן גדולים של האפידרמיס מאבדים טורגור, והעלה מתגלגל לכדי צינור; כך שהסטומטות מבודדות מהאוויר היבש שמסביב בתוך חלל סגור, שבו, עקב טרנספירציה, לחות גבוהה. במזג אוויר לח, תאי האפידרמיס משחזרים את הטורגור, ולהב העלה נפרש שוב.

4. פיתוח משופר של רקמה מכנית.

תאים של רקמות עלים ב-xerophytes הם קטנים בגודלם וארוזים בצפיפות רבה, כלומר עם התפתחות קטנה של חללים בין-תאיים, עקב כך מצטמצם מאוד פני השטח המתאדים הפנימיים של העלה. מכיוון שהקסרופיטים חיים בדרך כלל בבתי גידול פתוחים ומוארים היטב, תכונות רבות של מבנה העלים הקסרומורפי הן גם תכונות של המבנה הקל. אז, במינים רבים, לעלים יש לפעמים פרנכימה רב-שורה רב-שורית, לעתים קרובות ממוקמת משני הצדדים.

מאפיינים מורפולוגיים ואנטומיים עיקריים מזופיטים - ממוצע בין התכונות של hygrophytes ו xerophytes. למסופיטים יש מערכות שורשים מפותחות בינוניות מסוגים נרחבים ואינטנסיביים, עם כל המעברים ביניהם. העלה מאופיין בהתמיינות רקמות לפרנכימה פליסאדה צפופה פחות או יותר ולפרנכימה ספוגית רופפת עם מערכת של מרווחים בין-תאיים. רשת הוורידים דקה יחסית. לרקמות המטמעות עשויות להיות תכונות קסרומורפיות נפרדות, אך לא בולטות כמו בקסרופיטים.

לפסיכופיטים יש מבנה עלה קסרומורפי בולט. לפיכך, עשבים פסיכופיליים הם בעלי עלים צרים, בעלי רקמות מוליכות ומכניות מפותחות; חלקם מסוגלים לקפל את להב העלה לצינור, הדומה לקסרופיטים ערבתיים. לשיחים ירוקי עד יש עלים עוריים צפופים, לפעמים עם ציפורן חזקה מאוד, פרנכימה פליסאדה צפופה. החלק התחתון, הנושא את הסטומטה, מתבגר לרוב או מכוסה בציפוי שעווה. יחד עם זאת, כמה מאפיינים היגרומורפיים נראים היטב גם במבנה העלים, בעיקר גודלם הגדול של התאים והתפתחות מרווחים בין-תאיים גדולים ברקמה הספוגית.

מאפיינים אנטומיים ומורפולוגיים הידרופיטים להבדיל אותם באופן משמעותי מצמחים יבשתיים. ההפחתה של רקמות מכניות מורגשת. מערכת ההולכה מצטמצמת באותה מידה. אם במזופיטים יבשתיים אורך הוורידים לכל 1 מ"ר ס"מ. עלה הוא כ-100 מ"מ או יותר, ובקסרופיטים הוא מגיע ל-300, ואז במים וב צמחי חוףהוא קטן פי כמה. הנה כמה דוגמאות (לפי Gessner F., 1959):


בחלק מהצמחים השקועים שאינם מחוברים לקרקע, השורשים מצטמצמים לחלוטין, בעוד שורשים אחרים נשמרים, אך חלקי צמחים צפים בנפרד יכולים להסתדר בלעדיהם. שורשי ההידרופיטים המחזקים מסועפים מעט, ללא שערות שורש. יחד עם זאת, למספר מינים יש קני שורש עבים וחזקים, הממלאים תפקיד של עוגן, אחסון חומרי רזרבה ואיבר ריבוי וגטטיבי.

העלים של הידרופיטים שקועים הם מאוד דקים ועדינים, בעלי מבנה מזופיל פשוט ללא הבחנה ניכרת לפליסה ולפרנכימה ספוגית. עלים שקועים ללא סטומטה. במקומות מסוימים יש קבוצות של תאי אפידרמיס עם דפנות דליל. מאמינים שהם ממלאים תפקיד גדול בספיגת מים ומלחי מינרלים מומסים.

בצמחים השקועים רק חלקית במים, ההטרופיליה באה לידי ביטוי היטב - ההבדל במבנה העלים העיליים והתת-מימיים על אותו פרט. לראשונים יש תכונות משותפות לעלים של צמחים יבשתיים, לאחרונים להבי עלים דקים מאוד או מנותחים. הטרופיליה צוינה בחמאה המים - Ranunculus diversifolius, חבצלות מים וכמוסות ביצים, ראש חץ ומינים אחרים. דוגמה מעניינת היא המרשמלו, שעל גבעולו ניתן לראות מספר צורות של עלים, המייצגים את כל המעברים בין יבשתי למימי.

פֶּרֶק3. התאמות פיזיולוגיות של צמחים מוגבלים לבתי גידול בעלי תכולת לחות שונה.

יחד עם מאפיינים מורפולוגיים, צמחים המוגבלים למקומות עם תנאי לחות שונים פיתחו מאפיינים פיזיולוגיים.

יְכוֹלֶת היגרופיטים להסדרת משטר המים מוגבלת: הסטומטות לרוב פתוחות לרווחה, כך שהטרנספירציה שונה מעט מהאיידוי הפיזי. בשל זרימת המים ללא הפרעה והיעדר אמצעי הגנה, עוצמת הטרנספירציה גבוהה מאוד: בהיגרופיטים קלים, בשעות היום, עלים יכולים לאבד כמות מים לשעה, פי 4-5 ממסת העלה. תכולת המים הגבוהה של רקמות היגרופיטים נשמרת בעיקר בשל זרימה מתמדת של לחות מהסביבה.

מאפיינים פיזיולוגיים אופייניים נוספים של היגרופיטים, בשל הזמינות הקלה של הלחות, הם הלחץ האוסמוטי הנמוך של מוהל התא, יכולת אגירת מים לא משמעותית, המובילה לאובדן מהיר של מאגרי מים. כמויות קטנות של מחסור במים תת קטלני מעידות במיוחד על hygrophytes: למשל, עבור oxalis ו-minica, אובדן של 15% -20% מאספקת המים כבר בלתי הפיך ומוביל למוות. במקרים מסוימים, בצמחים של בתי גידול לחים מאוד, יש צורך להסיר עודף לחות. בדרך כלל, זה קורה כאשר האדמה מתחממת היטב והשורשים סופגים מים באופן פעיל, ואין טרנספירציה (לדוגמה, בבוקר או במהלך ערפל, כאשר לחות האוויר היא 100%). הלחות העודפת מוסרת על ידי גרוטציה - שחרור מים דרך תאי הפרשה מיוחדים הממוקמים לאורך הקצה או בקצה העלה.

Xerophytes יש מספר התאמות פיזיולוגיות מגוונות המאפשרות להם לעמוד בהצלחה בחוסר הלחות.

בקסרופיטים הלחץ האוסמוטי של מוהל התאים מוגבר בדרך כלל, מה שמאפשר לספוג מים גם בכוחות סילוק מים גבוהים של האדמה, כלומר להשתמש לא רק בלחות קרקע נגישה בקלות, אלא גם קשה להגיע. . הוא נמדד באלפי ק"פ, וכמה שיחים מדבריים רשמו נתונים שהגיעו ל-10,000-30,000 ק"פ.

במשך זמן רב, תשומת לב רבה נמשכה לבעיית צריכת המים על ידי קסרופיטים לטרנספירציה. נראה כי מכשירים אנטומיים רבים המגנים בצורה מהימנה על החלקים היבשתיים של הקסרופיטים מפני אידוי חזק צריכים לתרום לירידה משמעותית בטרנספירציה. אולם התברר שבמציאות אין זה כך. עם אספקת מים מספקת, לרוב הקסרופיטים יש טרנספירציה גבוהה למדי, אך כאשר מתרחשים תנאים יבשים, הם מפחיתים אותה מאוד. במקרה זה, סגירת הסטומטה והתייבשות החזקה של העלה בתחילת הנבילה משחקים תפקיד. אין ספק, להתאמות אנטומיות ומורפולוגיות יש חשיבות מסוימת, אך התפקיד העיקרי בעמידות לבצורת של קסרופיטים מוקצה כיום למנגנונים פיזיולוגיים.

בין מנגנונים אלו ניתן למנות את יכולת אגירת המים הגבוהה של רקמות ותאים, בשל מספר מאפיינים פיזיולוגיים וביוכימיים.

חשיבות רבה להישרדותם של קסרופיטים עם מחסור חד בלחות היא יכולתם לסבול התייבשות עמוקה של רקמות ללא אובדן כדאיות והיכולת לשחזר את תכולת המים הרגילה בצמח כאשר תנאים נוחים מתחדשים. Xerophytes מסוגלים לאבד עד 75% מכלל אספקת המים, ובכל זאת, להישאר בחיים. דוגמה מובהקתבהקשר זה, משרתים צמחי מדבר, שבקיץ מתייבשים עד למצב קרוב לייבוש באוויר, ונופלים להנפשה מושעה, אך לאחר גשמים חוזרים לצמיחה והתפתחות.

מערכת התאמות נוספת המבטיחה את הישרדותם של קסרופיטים בתנאים צחיחים היא פיתוח מקצבים עונתיים המאפשרים לצמחים להשתמש בצורה הטובה ביותר תקופות נוחותשנה ולהפחית באופן דרסטי את הפעילות החיונית בזמן בצורת. לפיכך, באזורים עם אקלים ים תיכוני עם תקופת יובש קיצית בולטת, למינים קסרופיליים רבים יש קצב "דחיפה-משיכה" של התפתחות עונתית: צמחיית האביב מוחלפת בתרדמת קיץ, שבמהלכה צמחים משילים את עליהם ומפחיתים את עוצמת הפיזיולוגית. תהליכים; במהלך גשמי הסתיו, הצמחייה מתחדשת, ואז מגיעה תרדמת החורף. תופעה דומה נצפית גם בצמחי ערבות יבשות באמצע ובסוף הקיץ: אובדן חלק ממשטח העלים, הפסקת התפתחות, התייבשות חמורה של רקמות וכו'. מצב זה, הנקרא מנוחה למחצה, נמשך עד גשמי הסתיו, שלאחריהם מתחילים קסרופיטי הערבות להצמיח עלים.

ההתאמות הפיזיולוגיות של סוקולנטים הן כל כך מוזרות שיש לשקול אותן בנפרד.

הדרך העיקרית להתגבר על תנאי יובש בסוקולנטים היא צבירת מאגרי מים גדולים ברקמות ושימוש חסכוני ביותר. באקלים חם ויבש, ניתן היה לנצל את כל אספקת המים במהירות, אך לצמחים יש התאמות הגנה שמטרתן להפחית את הנשימה. אחד מהם הוא צורה מוזרה של החלקים האוויריים של סוקולנטים. בנוסף לכך, בסוקולנטים רבים המשטח מוגן בציפוי שעווה של התבגרות, אם כי ישנם סוקולנטים בעלי אפידרמיס דק ולא מוגן. הסטומטות מעטות מאוד, לרוב טבולות ברקמת עלה או גזע. במהלך היום, הסטומטה בדרך כלל סגורה, ואיבוד מים מתרחש בעיקר דרך הרקמות.

הטרנספירציה בסוקולנטים נמוכה ביותר. קשה לתפוס אותו בתקופה קצרה ויש צורך לקבוע את צריכת המים לא לשעה, אלא ליום או לשבוע. יכולת החזקת המים של רקמות בשרניות גבוהה בהרבה מזו של צמחים אחרים מקבוצות אקולוגיות, בשל תכולת החומרים הידרופיליים בתאים. לכן, גם ללא גישה ללחות, הסוקולנטים צורכים את אספקת המים שלהם לאט מאוד ונשארים ברי קיימא לאורך זמן גם בעשבון.

ההגבלות הנגרמות על ידי המוזרויות של משטר המים של הסוקולנטים יוצרות קשיים אחרים לחייהם של צמחים אלה בתנאים צחיחים. טרנספירציה חלשה ממזערת את האפשרות של ויסות חום, וזו הסיבה לחימום החזק של איברי האוויר המאסיביים של סוקולנטים. נוצרים קשיים גם לפוטוסינתזה, מכיוון שהסטמטות סגורות בדרך כלל ביום, ופתוחות בלילה, לכן, הגישה של פחמן דו חמצני ואור אינה חופפת בזמן. לכן, סוקולנטים פיתחו דרך מיוחדת לפוטוסינתזה, שבה תוצרי נשימה משמשים חלקית כמקור לפחמן דו חמצני. במילים אחרות, בתנאים קיצוניים, צמחים משתמשים חלקית בעקרון של מערכת סגורה עם מיחזור פסולת מטבולית.

בשל כל המגבלות הללו, עוצמת הפוטוסינתזה בסוקולנטים נמוכה, הצמיחה והצטברות המסה איטיים מאוד, כתוצאה מכך אין להם תפוקה ביולוגית גבוהה ואינם יוצרים קהילות צמחים קרובות.

אינדיקטורים פיזיולוגיים של משטר המים מזופיטים לאשר את עמדת הביניים שלהם: הם מאופיינים בערכים מתונים של לחץ אוסמוטי, תכולת מים בעלים ומגבלת מחסור במים. באשר לטרנספירציה, ערכו תלוי במידה רבה בתנאי התאורה ובאלמנטים אחרים של המיקרו אקלים.

אותם מינים מזופילים, הנופלים לתנאי אספקת מים שונים, מפגינים פלסטיות מסוימת, רוכשים יותר תכונות קסרומורפיות בתנאים יבשים, ותכונות היגרומורפיות יותר בתנאים רטובים.

פלסטיות העלים באה לידי ביטוי לא רק בבתי גידול שונים, אלא אפילו באותו פרט. למשל, בעצים בשולי היער, העלים בצד הפונה ליער הם מזופילים ומוצלים יותר בהשוואה לעלים מעט קסרומורפיים בצד החיצוני של העץ (ראו טבלה למטה). העלים של שכבות גובה שונות של אותם צמחים נמצאים בתנאים שונים של אספקת מים, שכן זרימת המים לחלקים העליונים קשורה להתגברות על התנגדות גדולה. בנוסף, העלים העליונים של העצים נמצאים בדרך כלל במיקרו אקלים שונה.

ההבדל בפרמטרים האנטומיים והפיזיולוגיים של עלים בצדדים שונים של כתר עץ הגדל בשולי יער.

אני - צד פונה ליער,II - צד הפונה לקרחת היער

הסביבה המימית שונה משמעותית מהאוויר, אז צמחי מים ישנן מספר תכונות הסתגלות פיזיולוגיות מוזרות. עוצמת האור במים נחלשת מאוד, היות וחלק מהקרינה הנכנסת מוחזרת מפני השטח של המים, ואילו החלק השני נספג בעוביו. עקב היחלשות האור, הפוטוסינתזה בצמחים שקועים פוחתת מאוד עם הגדלת העומק. מאמינים כי הישרדותו של פיטופלנקטון בים עמוק באזורים שבהם ההארה נמצאת מתחת לנקודת הפיצוי מקלה על ידי התנועות האנכיות התקופתיות שלו לאזורים העליונים, שבהם יש פוטוסינתזה אינטנסיבית והתחדשות של חומר אורגני.

במים, בנוסף למחסור באור, צמחים עשויים לחוות גם קושי נוסף החיוני לפוטוסינתזה - היעדר CO 2 זמין. פחמן דו חמצני נכנס למים כתוצאה מהתמוססות של CO 2 הכלול באוויר, נשימה של אורגניזמים מימיים, פירוק שאריות אורגניות ושחרור מקרבונטים. עם פוטוסינתזה אינטנסיבית של צמחים, יש צריכה מוגברת של CO 2, ולכן המחסור בו מתרחש בקלות.
הידרופיטים מגיבים לעלייה בתכולת CO 2 במים על ידי עלייה ניכרת בפוטוסינתזה.

לצמחים שקועים אין טרנספירציה, כלומר אין "מנוע עליון" השומר על זרימת המים בצמח. עם זאת, זרם זה, המספק חומרים מזינים לרקמות, קיים, יתר על כן, עם מחזוריות יומית ברורה: יותר במהלך היום, נעדר בלילה. תפקיד פעיל בשמירה עליו שייך ללחץ השורשים ולפעילותם של תאים מיוחדים המשחררים מים - סטמטת מים.

לעלים צפים או בולטים מעל המים יש בדרך כלל טרנספירציה חזקה, אם כי הם ממוקמים בשכבת אוויר הגובלת ישירות במים ובעלת לחות גבוהה. הסטומטות פתוחות לרווחה ונסגרות לחלוטין רק בלילה.

הטרנספירציה גדולה באותה מידה בצמחי החוף, ובהם כמות משמעותית של מים נצרכת לא רק על ידי עלים, אלא גם על ידי גבעולים.

הלחץ האוסמוטי של צמחי המים והחוף נמוך מאוד, שכן הם אינם צריכים להתגבר על כוח החזקת המים של הקרקע בעת ספיגת המים.

דוגמאות ללחץ אוסמוטי (ב-kPa) בצמחי מים והלופיטים (לפי Gessner F., 1959)

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה.

1. בוטניקה עם יסודות האקולוגיה: פרוק. קצבה לסטודנטים פד. in-tov /L.V. קודרישוב ואחרים - מ.: חינוך, 1979

2. גורישינה ט.ק. אקולוגיה של צמחים. - מ.: בית ספר גבוה, 1979

3. גוסב נ.א. כמה חוקיות של משטר המים של צמחים. – מ.: בית ההוצאה לאור של האקדמיה למדעים של ברית המועצות, 1959.

4. דבורקובסקי מ.ס. אקולוגיה של צמחים. -

מ': נאורות 1964

5. Zhdanov V.S. צמחי אקווריום. / מתחת. ed. קורובין. -

משטר מים בצמחים

קבוצות סביבתיותצמחים ביחס ללחות והתאמתם למשטר המים. צמחים יבשתיים גבוהים יותר המנהלים אורח חיים צמוד, במידה רבה יותר מבעלי חיים, תלויים בזמינות המצע ובאוויר עם לחות.

קבוצות אקולוגיות של צמחים ביחס לטמפרטורה

בהתאמות המגן של צמחים לטמפרטורות גבוהות, נעשה שימוש בדרכי הסתגלות שונות.
... דיכוי (קושי בספיגת מים, הפרעות במשטר המים וכו'), העלול להיגרם מ"יובש פיזיולוגי" של קרקעות קרות.



גורמים סביבתיים המשפיעים על צמחים מחולקים לאביוטיים וביוטיים. ביחס לשתי קבוצות הגורמים הללו, צמחים פיתחו בתהליך האבולוציה שיטות מיוחדות של הגנה או הסתגלות לחוויה שלהם.

אז, ביחס לגורמים אביוטיים, מבחינים בשלוש דרכים עיקריות להתאמת צמחים:

  • מנגנונים למניעת השפעות שליליות(מעבר למצב מנוחה: היווצרות ניצנים, זרעים, איברים צומחים),
  • מתקנים מבניים מיוחדים(שינויים שונים של עלים, גבעולים של פרחים וכו'),
  • מנגנונים פיזיולוגיים(C 4 -נתיב של פוטוסינתזה, CAM-פוטוסינתזה, עלייה בצמיגות הציטופלזמה).

ביחס לגורמים ביוטיים, צמחים מבחינים גם במספר דרכים של הסתגלות (הגנה טבעית):

  • התאמות מורפולוגיות,
  • המנגנון של חסינות לא ספציפית, כלומר. מכשירים ביוכימיים (phytoncides, phytoalexins, אלקלואידים),
  • המנגנון של חסינות ספציפית (ייצור של נוגדנים מיוחדים נגד פתוגנים).

התאמת צמחים לגורם הטמפרטורה.

גם לטמפרטורות נמוכות וגם לטמפרטורות גבוהות יש השפעה משמעותית על הצמחים.

ביחס לטמפרטורות נמוכות, ישנם:

  • התנגדות קרה, כלומר יכולתו של הצמח לסבול טמפרטורות חיוביות נמוכות, בעוד שהצמחים אינם עוברים שינויים במנגנון האנזימטי, שכן לאנזימים עצמם, ככל הנראה, יש מאפיינים מבניים המאפשרים להם לשמור על המבנה המרחבי והפעילות הביולוגית בתנאי טמפרטורה נמוכה.
  • עמידות לכפור, כלומר היכולת של צמחים לסבול קירור מתחת ל-0 o C,
  • קשיחות חורף, כלומר עמידות מורכבת של צמחים נגד גורמי חורף שליליים (כפור לסירוגין עם הפשרה, קרום קרח, שלג וכו').

כאשר צמחים שורדים את תנאי החורף, יש חשיבות מיוחדת לנזקים אופייניים לצמחים ולשיטות למניעת נזקים אלו:

  • בְּלִיטָה,
  • ריקבון,
  • שְׁרִיָה,
  • זיגוג.

בולטות- זהו מוות של גידולי חורף, המתרחש בשל העובדה שנוצרת שכבת קרח באדמה, מעלה את הקרקע העליונה יחד עם הצמחים, מה שמוביל לשבירה של מערכת השורשים. שכבת קרח נוצרת כאשר מים נמסים, שהספיקו לחלחל לתוך האדמה, קופאים עם תחילת הכפור.

ריקבון- זהו מוות של צמחים תחת כיסוי שלג עמוק בחורפים מתונים. הסיבה לדעיכה היא צריכת חומרים המאוחסנים מאז הסתיו לצורך נשימה ללא מילוי פוטוסינתטי שלהם. עמידות להרטבה נקבעת על ידי הצטברות גבוהה של פחמימות ורמת הנשימה הנמוכה בחורף.

ספיגה החוצה- זהו מוות של צמחים המתרחש בעיקר באביב או בהפשרה ממושכת, כאשר מי נמס מצטברים על פני הקרקע, שלא נספגו באדמה הקפואה. סיבת המוות היא מחסור בחמצן. כשמי ההמסה האלה קופאים, נוצר קרום קרח, שיכול לסחוט ולקרוע את הצמחים של גידולי החורף הקפואים לתוכו.

ויטריפיקציה- זהו המעבר של מים חופשיים בתאי צמחים למצב זגוגי כאשר קירור פתאומי של צמחים מתחת ל-20 מעלותכְּפוֹר. רקמת הצמח הקפואה בצורת מסה זגוגית אמורפית שומרת על הכדאיות שלה לאורך זמן. תנאים להפשרת צמחים מזוגגים קובעים את האפשרות של שיקום כדאיות:

  • עם התחממות איטית, רקמות משוחזרות,
  • עם התחממות מהירה, מוות תאים מתרחש בשל העובדה למים בכמויות גדולות הנכנסים לפרוטופלס אין זמן להיכנס למצב הקשור לחלבון ופוגעים במבנים של הגרעין והציטופלזמה.

צמחים או איברי צמחים שנמצאים במצב של תרדמה עמוקה סובלים טמפרטורות נמוכות מאוד, למשל, בתנאי ניסוי, ניתן היה לשמור על הכדאיות של ייחורי דומדמניות לאחר הקפאתם ל-253 מעלות צלזיוס.

I.I. טומנוב בשנות ה-60 של המאה הקודמת ביסס את התיאוריה של התקשות הצמח, לפיה, במהלך התקשות ברקמות הצמח, מתרחשים תהליכים פיזיולוגיים עם תאים בסדר הבא:

  • בשלב הראשון של ההתקשות, סוכרים מצטברים, הלחץ האוסמוטי יורד בהשפעת טמפרטורות חיוביות נמוכות, צמיחת הצמח נעצרת,
  • בשלב השני של התקשות בטמפרטורות שליליות מ 0 עד -1 o C, כלומר. בטמפרטורות שעדיין לא גורמות נזק בלתי הפיך לתאים, נוצר איבוד חלקי של מים על ידי התאים, וכמות המים הקשורים לקולואידים עולה.

התקשות הצמחים מתאפשרת על ידי הצטברות של מעכבי גדילה, ותהליך ההתקשות נחלש על ידי עלייה בריכוז הג'יברלינים.

הביטוי של עמידות לכפור של צמחים מושפע מתקופת הצילום בתנאי אקלים אלה, למשל, יום ארוך תורם להצטברות ממריצי צמיחה, ויום קצר - מעכבי צמיחה.

עמידות לכפור בגידולים שונה.

IN תרגולהחקלאות משתמשת בשיטות הבאות להגביר את ההתנגדות לקורצמחים:

  • הִתקַשׁוּתזרעים נפוחים במשך 5-10 ימים לסירוגין עם טמפרטורות מעל ומתחת ל-0 מעלות צלזיוס,
  • שְׁרִיָהזרעים של גידולים אוהבי חום (תירס) בתמיסה אלום אשלגן,
  • לְהַשְׁרוֹתזרעים בתמיסות יסודות קורט, אמוניום חנקתי,
  • התקשות שתילבחממות ובחממות עם טמפרטורות חיוביות נמוכות (פתיחת מסגרות, הרמת "סינרים" בחממות סרטים במהלך היום).

הַעֲלָאָה עמידות לכפורכאשר מגדלים יבולי פירות דרומיים באזורים הצפוניים, הם משיגים על ידי קיצור מלאכותי של היום, במקביל מתקצרת עונת הגידול ונוצרים תנאים להתבגרות העץ, יציאה מוחלטת של הכליות למצב רדום, וכתוצאה מכך מובטחת חורף מוצלח.

חשיבות רבה היא עמידות בפני קור וכפור בגידולי חורף. צומת העיבוד של גידולי החורף הוא האיבר היחיד המסוגל ליצור שורשים חדשים ונצרים מעל הקרקע, ולכן לעומקו יש חשיבות מיוחדת. בזנים עמידים לחורף, ערך זה גבוה פי 1.5-2 מאשר בזנים שאינם עמידים לחורף. עם עלייה בעומק מיקום הזרעים במהלך הזריעה, עומק הצומת של הזריעה גדל גם הוא.

לכן ניתן לשלוטתהליך חורף, ויסותתזמון, שיטות זריעה, עומק זריעה, קצבי זריעה, באופן אקטיבי מגיש בקשהחרדת האביב, מגרה את היכולת לחדש את צומת העיבוד של דגנים, להריםזנים, הדרך הכי טובהמותאם לתנאי אקלים נתונים.

ביחס לטמפרטורות גבוהות, ישנם:

  • עמיד לחום- היכולת של צמחים לסבול התחממות יתר מ 40 עד 65 מעלות צלזיוס. במקרה של נזק לצמחים טמפרטורה גבוהה מבלי לשנות את רמת הלחות ברקמות, קומפלקס החלבון-שומנים של הממברנות נהרס, התאים מאבדים את התכונות האוסמוטיות שלהם, מתרחשת התייבשות של רקמות ומבנים קולואידים של הציטופלזמה נהרסים.
  • סובלנות לבצורת- היכולת של צמחים לסבול בצורת אטמוספרית וקרקעית.

בצורתמחולקים לסוגים הבאים בהתאם לזמן ההתרחשות:

  • בצורת אביבמאופיין בטמפרטורות נמוכות יחסית, נמוכות לחות יחסיתאוויר ורוחות יבשות חזקות,
  • בצורת קיץמאופיין בטמפרטורות גבוהות, לחות נמוכה ותנודתיות מוגברת,
  • בצורת הסתיומאופיין בטמפרטורות גבוהות, לחות אוויר נמוכה וייבוש חזק של האדמה.

בהתאם למאפייני מהלך הבצורת, הם מחולקים לשני סוגים:

1. בצורת אדמה- מאופיין בייבוש הדרגתי של האדמה והצמחים מסוגלים במידה מסוימת להסתגל אליה באופן זמני. עם סוג זה של בצורת העלים התחתונים קמלים ראשונים.אבל עם פרק זמן ארוך מספיק של בצורת הקרקע בסוף הקיץ והסתיו, זה הרבה יותר מסוכן מבצורת אטמוספרית קצרת טווח.

צמחי ערבות רבים שואבים מים ממערכת שורשים הנכנסת לעומק האדמה: 1 - שורש פלקריה; 2 - שורש מרווה; 3 - שורש של ורוניקה אפור

בצורת אטמוספרית- מאופיינת בירידה חדה בלחות היחסית של האוויר (עד 10-20%), וכתוצאה מכך למערכת השורשים אין זמן לספק מים לעלים עם טרנספירציה מוגברת מאוד. יש התייבשות מהירה של העלים העליונים, איברי הרבייה. בצורת אטמוספרית מאופיינת בתופעות כמו "פתיל" ו"לכידה". הפתיל הוא פגיעה בעלים ובאיברים אחרים מעל הקרקע בהשפעת התחממות יתר ויובש גבוה של האוויר. עם מידה חזקה של שקיעה העלים מתייבשים ונשארים ירוקים , עם הפתיל הרגיל, הכלורופיל מתפרק והעלים משחימים. לכידה היא פגיעה בלחם על ידי רוחות יבשות בשלב הבשלות חלבית או חלבית (סוף יוני - תחילת יולי). עקב התחממות יתר ומחסור חד במים, הגרגרים מתייבשים, חלבונים מתקרשים, ויציאת חומרים פלסטיים מעלים וקש מופרעת. הדגן חלש עם נביטה נמוכה. לפיכך, נעשה שימוש בזני התבגרות מוקדמת באזור הרוחות היבשות וננקטים אמצעים חקלאיים להפחתת עוצמת הרוחות היבשות.

צמחים מסתגלים לכל סוגי החשיפה לגורם הטמפרטורה באמצעות כל סוגי ההתאמות (מורפולוגי - להפחתת טרנספירציה, פיזיולוגי - לשינוי צמיגות הציטופלזמה, מעבר למצב רדום).

עמידות הצמח לבצורת או לטמפרטורות גבוהות נקבעת בשיטות שונות כמו מַעבָּדָה(בניסויים מיוחדים באמצעות רקמות ואיברים בודדים), ו מעבדת שדה(בניסויים מיוחדים בכלים וגטטיביים עם משטר השקיה מבוקר). בשטח, עמידות הצמחים לבצורת וחום והצורך בהשקיה נקבעת באמצעות מכשירים שונים:

"טורגומר" (עקרון הפעולה - מדידת עובי העלים בחשיפה לטמפרטורה גבוהה),

ESTLP-1a (מכשיר לקביעת ההתנגדות החשמלית של רקמות העלים) (עקרון הפעולה הוא מדידת ההתנגדות החשמלית של רקמות העלים, שיש לה קשר שלילי הדוק עם תכולת המים בעלים וקשר חיובי עם יכולת אחיזת מים של העלים).

ביחס לגורם הטמפרטורה ומשטר המים, כל הצמחים מחולקים לסוגים האקולוגיים הבאים:

1. Xerophytes (מותאמים לבצורת אטמוספרית) ומחולקים לתת-סוגים:

סוקולנטים (עמידים בפני התחממות יתר, מכילים כמות גדולה של מים וצורכים אותם באיטיות - קקטוסים, אלוורה, אבן),

euxerophytes (סובל היטב בצורת עקב התאמות מורפולוגיות ופיזיולוגיות - קוץ גמלים, לענה),

hemixerophytes (חצי xerophytes) (סובלים התייבשות והתחממות יתר בגלל מערכת השורשים העמוקה - מרווה),

stipaxerophytes (סובלים התחממות יתר, אך סובלים בצורת אדמה בצורה גרועה - דשא נוצות ועשבי ערבות אחרים),

poikiloxerophytes (להשאיר תנאים לא נוחים - צבעוני ערבות, חזזיות),

2. היגרופיטים- צמחי מים - אינם סובלים בצורת וטמפרטורות גבוהות,

3. מזופיטים- לגדול בתנאים של אספקת מים מספקת - הרוב המכריע של הצמחים התרבותיים.

סיבות הלינה ואמצעים להילחם בה.

בהשפעת לחות מוגזמת, כמו גם בנוכחות רוח, במסופיטים בעלי מסה וגטטיבית גדולה מספיק, נצפית תופעה לִינָה. תופעה זו מביאה אי נוחות רבה בעת טיפוח צמחים באמצעות טכנולוגיות תעשייתיותעיבוד של צמחים וקצירתם, במיוחד נצפים הפסדים גדולים במהלך לינה של גידולי דגנים. תופעה זו נובעת מהעובדה שעם לחות מוגזמת, מציינים צמיחה מהירה של צמחים, גדלים פנימיים, מתמתחים והיווצרות מבני שלד (הסינתזה של תאית, ליגנין הכלול בדפנות התא) מתעכבת, כך שעוצמת התאים. גזע יורד.

כדי להסיר תופעה זו, יש לנקוט בצעדים הבאים: מוֹנֵעַאמצעים:

  • הימנעות מעיבוי של יבולים,
  • הימנעות ממנת יתר של דשני חנקן,
  • הימנעות מלחות מוגזמת במהלך השקיה מלאכותית.

עם נטייה ללינה לגידולים גבוהים, מומלץ להשתמש מעכבים,הָהֵן. חומרים שמאטים את צמיחת הצמחים, למשל, כלורוכולין כלוריד.

4. התאמת צמחים לרמת חומציות הקרקע.

ישנה חשיבות רבה לרמת ה-pH של הקרקע, הקובעת הן את עמידות הצמחים באופן כללי והן חסינות לפתוגנים ומזיקים מסוימים. רמת חומציות הקרקע קובעת את הניידות של חומרי הזנה, את זמינותם לצמחים. גידולים כגון אבטיח, חצילים, כוסמת, תותים, תפוחי אדמה, דומדמניות, פשתן, פטל, פרסניקים, פטרוזיליה, אורז, דומדמניות, טבק, עצי תפוח, רמת החומציות האופטימלית היא pH = 5.5-6.5, וענבים, אפונה, שמפיניון, כרוב, תירס, לימון, בצל, אספסת, גזר, מלפפון, פלפל, חמניות, חיטה, צנון, חסה, סלק, סלרי, שזיף, עגבנייה, שעועית, שעורה מעדיפים קרקעות בסיסיות יותר, שבהן רמת ה-pH היא 6, 0-7.5 .

רמת חומציותאדמה משפיעה על הצטברות והפיכה לצורה זמינה באדמה מתכות כבדות. כפי שצוין בכנס המדעי והמעשי הבינלאומי "Delayed Mines", שהתקיים במוסקבה ב-1992, בסוף שנות ה-80, עלייה חדה בריכוז המתכות הכבדות וחומרים רעילים אחרים במוצרים חקלאיים, כמו גם במי התהום, נרשם, בנהרות, בעוד שאין אינדיקטורים אובייקטיביים לכך בצורת פליטות ממפעלים, נצפו תאונות. התברר כי עלייה זו בריכוז המתכות הכבדות היא תולדה של כניסה ארוכת טווח לסביבה של כמויות קטנות של חומרים אלו המצטברים בקרקע או במשקעים. כאשר החומציות של הקרקע עולה, האדמה מפסיקה להישמרהמזהמים הללו. מותקן, למשל, שכאשר ה-pH של הקרקע יורד מ-6.0 ל-5.5, מתרחש שחרור מסוכן של קדמיום, שיכול להצטבר במשך שנים רבות, שכן הוא כלול בהרכב של דשנים מינרליים בצורה של טומאה לא משמעותית.