Soyuq və dondan bitkilərə ziyan. Bitki ekologiyasında soyuq (aşağı müsbət temperatur) və şaxtanın (mənfi temperatur) təsirlərini ayırmaq adətdir. Soyuqluğun mənfi təsiri temperaturun azalma diapazonundan və onların məruz qalma müddətindən asılıdır. Hətta həddindən artıq aşağı olmayan temperaturlar da bitkilərə mənfi təsir göstərir, çünki onlar əsas fizioloji prosesləri (fotosintez, transpirasiya, su mübadiləsi və s.) ləngidir, tənəffüsün enerji səmərəliliyini azaldır, membranların funksional aktivliyini dəyişir və üstünlük təşkil edir. maddələr mübadiləsində hidrolitik reaksiyalar. Xarici olaraq, soyuq zərər yarpaqlarda turgor itkisi və xlorofilin məhv olması səbəbindən rənginin dəyişməsi ilə müşayiət olunur. Artım və inkişaf kəskin şəkildə yavaşlayır. Belə ki, xiyar yarpaqları (Cucumis sativus) 3-cü gün 3 °C-də turgorunu itirir, suyun verilməsinin pozulması nəticəsində bitki quruyur və ölür. Ancaq su buxarı ilə doymuş bir mühitdə belə, aşağı temperatur bitki metabolizminə mənfi təsir göstərir. Bir sıra növlərdə zülalın parçalanması artır və azotun həll olunan formaları toplanır.
Aşağı müsbət temperaturun istilik sevən bitkilərə zərərli təsirinin əsas səbəbi doymuş maddələrin keçidi səbəbindən membranların funksional fəaliyyətinin pozulmasıdır. yağ turşuları maye kristal vəziyyətindən gelə çevrilir. Nəticədə bir tərəfdən membranların ionlar üçün keçiriciliyi artır, digər tərəfdən isə membranla əlaqəli fermentlərin aktivləşmə enerjisi artır. Membran fermentlərinin kataliz etdiyi reaksiyaların sürəti faza keçidindən sonra həll olunan fermentlərin iştirak etdiyi reaksiyaların sürətindən daha sürətlə azalır. Bütün bunlar maddələr mübadiləsində əlverişsiz dəyişikliklərə, endogen toksikantların miqdarının kəskin artmasına və aşağı temperaturun uzun müddət məruz qalması ilə bitkinin ölümünə səbəb olur (V.V. Polevoy, 1989). Beləliklə, temperatur bir neçə dərəcə O °C-dən yuxarı düşdükdə, tropik və subtropik mənşəli bir çox bitki ölür. Onların ölümü dondurma zamanı olduğundan daha yavaş baş verir və biokimyəvi pozğunluğun nəticəsidir fizioloji proseslərözünü qeyri-adi mühitdə tapan orqanizmdə.
Sıfırdan aşağı temperaturda bitkilərə zərərli təsir göstərən bir çox amillər müəyyən edilmişdir: istilik itkisi, qan damarlarının qırılması, susuzlaşdırma, buz əmələ gəlməsi, artan turşuluq və hüceyrə şirəsinin konsentrasiyası və s. Şaxtadan hüceyrə ölümü adətən zülal mübadiləsinin pozulması ilə əlaqələndirilir və nuklein turşuları, həmçinin membran keçiriciliyinin eyni dərəcədə əhəmiyyətli bir pozulması və assimilyasiya axınının dayandırılması ilə. Nəticədə sintez proseslərinə nisbətən çürümə prosesləri üstünlük təşkil etməyə başlayır, zəhərlər toplanır, sitoplazmanın strukturu pozulur.
Bir çox bitki, 0 °C-dən yuxarı temperaturda zədələnmədən, toxumalarında buz əmələ gəlməsi nəticəsində məhv olur. Sulanan, bərkiməmiş orqanlarda protoplastlarda, hüceyrələrarası boşluqlarda və hüceyrə divarlarında buz əmələ gələ bilər. G. A. Samygin (1974) orqanizmin fizioloji vəziyyətindən və qışlamağa hazırlığından asılı olaraq hüceyrə donmasının üç növünü müəyyən etmişdir. Birinci halda hüceyrələr buzun sürətli əmələ gəlməsindən sonra əvvəlcə sitoplazmada, sonra isə vakuolda ölür. Dondurmanın ikinci növü hüceyrələrarası buzun əmələ gəlməsi zamanı hüceyrənin susuzlaşması və deformasiyası ilə əlaqələndirilir (Şəkil 7.17). Üçüncü növ hüceyrə ölümü hüceyrələrarası və hüceyrədaxili buz əmələ gəlməsinin birləşməsi ilə müşahidə olunur.
Dondurma zamanı, eləcə də quraqlıq nəticəsində protoplastlar sudan imtina edir, büzülür və onlarda həll olunan duzların və üzvi turşuların tərkibi zəhərli konsentrasiyalara qədər artır. Bu, fosforlaşma və ATP sintezində iştirak edən ferment sistemlərinin inaktivasiyasına səbəb olur. Suyun hərəkəti və donma protoplastın buzu və suyu arasında əmmə qüvvələrinin tarazlığı qurulana qədər davam edir. Və temperaturdan asılıdır: -5 °C temperaturda tarazlıq 60 barda, -10 °C-də isə artıq 120 barda baş verir (W. Larcher, 1978).
Şaxtaya uzun müddət məruz qalma ilə buz kristalları əhəmiyyətli ölçülərə qədər böyüyür və hüceyrələri sıxaraq plazmalemmaya zərər verə bilər. Buz əmələ gəlməsi prosesi temperaturun aşağı düşmə sürətindən asılıdır. Donma yavaş baş verərsə, buz olacaq

düyü. 7.17. Hüceyrədənkənar buzun əmələ gəlməsi və əriməsi nəticəsində yaranan hüceyrə zədələnməsinin sxemi (J.P.Palt, P.H.Lee, 1983-dən sonra)

hüceyrələrdən kənarda inkişaf edir və əridikdə canlı qalırlar. Temperatur sürətlə aşağı düşdükdə suyun hüceyrə divarına nüfuz etməyə vaxtı olmur və onunla protoplast arasında donur. Bu, sitoplazmanın periferik təbəqələrinin məhvinə, sonra isə hüceyrənin geri dönməz zədələnməsinə səbəb olur. Temperaturun çox sürətli düşməsi ilə suyun protoplastı tərk etməyə vaxtı olmur və buz kristalları sürətlə hüceyrəyə yayılır. Nəticə etibarı ilə, suyun onlardan boşalmağa vaxtı olmadığı təqdirdə hüceyrələr tez donurlar. Buna görə də, onun hüceyrələrarası boşluqlara sürətli daşınması vacibdir, bu, onların tərkibində doymamış yağ turşularının yüksək tərkibi ilə əlaqəli yüksək membran keçiriciliyinin saxlanması ilə asanlaşdırılır (V.V. Polevoy, 1989). Sıfırdan aşağı temperaturda bərkimiş bitkilərdə membranlar funksional fəaliyyətini saxlayaraq "donmur". Su sitoplazmanın strukturlarına möhkəm bağlanarsa, hüceyrənin şaxtaya davamlılığı da artır.
Şaxta, membranların strukturuna ciddi zərər verə bilər. Membran zülalları susuzlaşdırılır və denatürasiya olunur, bu da inaktivləşir mühüm sistemlərşəkər və ionların aktiv daşınması. Şaxtanın təsiri altında zülalların laxtalanması xüsusilə xarakterikdir cənub bitkiləri, buz əmələ gəlməzdən əvvəl ölür. Membranların lipid komponentlərinin şaxtalı parçalanması fosfolipidlərin hidrolizi və fosfor turşusunun əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur. Nəticədə zədələnmiş membranlar yarımkeçiriciliyini itirir, hüceyrələrdən su itkisi artır, turgor aşağı düşür, hüceyrələrarası boşluqlar su ilə doldurulur və lazımi ionlar hüceyrələrdən intensiv şəkildə yuyulur.
Şaxta bitkilərin piqment sisteminə də zərər verir. Üstəlik, qışda temperatur stresinin təsiri tez-tez işığın assimilyasiya edən orqanların zədələnməsi ilə birləşdirilir. Beləliklə, iynələrin xloroplastlarında elektron daşıma zənciri zədələnir, lakin bu zədə geri qaytarılır. Qışlayan bitkilərdə karotenoidlərin miqdarı artır, xlorofilli işığın zədələnməsindən qoruyur. Piqmentlərin və fotosintezin qorunub saxlanması, aşağı müsbət temperaturda qoruyucu birləşmələrin sintez edildiyi payızda bitki sabitliyi və bitkilərin qışlaması üçün vacibdir. Mənfi temperaturda qış dənli bitkiləri fotosintez səbəbiylə stresli şəraitdə həyat qabiliyyətini saxlamaq xərclərini qismən kompensasiya edir (L. G. Kosulina et al., 1993).
Şaxta da bitki orqanizmlərinə mexaniki zərər verə bilər. Bu vəziyyətdə xüsusilə ağac gövdələri və böyük budaqlar təsirlənir. Qışda, güclü gecə soyuması ilə gövdə tez istilik itirir. Ağacın qabığı və xarici təbəqələri gövdənin içərisindən daha sürətli soyuyur, buna görə də onlarda əhəmiyyətli bir stress yaranır, bu da sürətli temperatur dəyişiklikləri ilə ağacın şaquli çatlamasına səbəb olur.
Bundan əlavə, korteksin tangensial çatlamaları və qopmaları mümkündür. Şaxta çatları kambium aktiv olduqda bağlanır, lakin yeni taxta təbəqələrinin əmələ gəlməsi üçün vaxt yoxdursa, çatlar radial olaraq gövdəyə yayılır. Qonşu toxumalara nüfuz edərək, keçirici sistemin işini pozan və ağacın ölümünə səbəb ola biləcək yoluxmuş olurlar.
Şaxtanın zədələnməsi gün ərzində də baş verir. Uzun müddətli şaxtalar zamanı, xüsusən günəşli havalarda, qar üzərində yüksələn bitkilərin hissələri soyuq torpaqdan tərləmə və suyun udulması balanssızlığından quruya bilər (dehidrasiya və buz əmələ gəlməsi zamanı hüceyrələrin sıxılması, hüceyrə şirəsinin dondurulması da vacibdir). U odunlu bitkilər qışı günəşli olan ərazilərdə ( Şərqi Sibir, Şimali Qafqaz, Krım və s.) üzərində hətta qış-yaz “yanıqları” var Cənub tərəfində filiallar və gənc qorunmayan gövdələr. Aydın qış və yaz günlərində tıxacsız bitki hissələrinin hüceyrələri qızır, şaxtaya davamlılığını itirir və sonrakı şaxtalara tab gətirə bilmir. Meşə-tundrada şaxta zərərləri də yayda şaxtalar zamanı yarana bilər. Gənc yeniyetmələr onlara xüsusilə həssasdırlar. Onun kambiumu tez soyuyur, çünki kifayət qədər istilik izolyasiya edən qabıq təbəqəsi hələ formalaşmayıb və buna görə də nazik gövdələrin istilik tutumu aşağıdır. Bu təsirlər xüsusilə yayın ortalarında, kambiumun aktivliyinin maksimum olduğu vaxtlarda təhlükəlidir (M.A.Gurskaya, S.G.Şiyatov, 2002).
Dondurulmuş torpağın sıxılması və çatlaması mexaniki zədələnməyə və köklərin qırılmasına səbəb olur. Qeyri-bərabər dondurma və torpaq nəminin genişlənməsi nəticəsində yaranan bitkilərin şaxtalı "qabarması" da təsir göstərə bilər. Bu vəziyyətdə, bitkini torpaqdan itələyən qüvvələr yaranır. Nəticədə çəmənliklər çıxarılır, köklər açıq və qoparılır, ağaclar tökülür. Tolerantlıq qabiliyyətini əks etdirən soyuq müqavimət və şaxta müqavimətinə əlavə olaraq bitkilərə qış zərərləri haqqında məlumatların ümumiləşdirilməsi birbaşa fəaliyyət aşağı temperaturlar, ekologiyada onlar qış sərtliyini də fərqləndirirlər - bütün əlverişsizlərə dözmək qabiliyyəti qış şəraiti(donma, söndürmə, qabarıqlıq və s.). Eyni zamanda, bitkilərin yalnız soyuqdan qoruyan xüsusi morfoloji uyğunlaşmaları yoxdur və soyuq yaşayış yerlərində qorunma bütün əlverişsiz şərait kompleksindən (küləklər, qurutma, soyuq və s.)
Soyuqluq bitkiyə təkcə birbaşa deyil (istilik pozğunluqları vasitəsilə), həm də dolayı yolla, fizioloji "qış quraqlığı" vasitəsilə təsir göstərir. Sıx qış işığı və istiləşməsi ilə havanın temperaturu torpağın temperaturunu aşa bilər. Bitkilərin yerüstü hissələri transpirasiyanı artırır, soyuq torpaqdan suyun udulması ləngiyir.
Nəticədə bitkidə osmotik təzyiq artır və su çatışmazlığı yaranır. Uzun müddətli soyuq və sıx insolasiya ilə bu, hətta ölümcül zərərə səbəb ola bilər. Soyuqluğun quruducu təsiri qış küləkləri ilə daha da güclənir, bu da transpirasiyanı artırır. Və qış quruması, yarpaqların payız tökülməsi zamanı baş verən transpirasiya səthinin azalması ilə azalır. Qış-yaşıl bitkilər qışda çox ağır keçir. R. Tren (1934) Heidelberg yaxınlığında qaragilələrin (Vaccinium myrtillus) yarpaqsız tumurcuqlarının ladin (Picea) və şam (Pinus) iynələrindən üç dəfə daha intensiv keçdiyini müəyyən etdi. Heatherin (Calluna vulgaris) transpirasiyası 20 dəfə daha intensiv olmuşdur. Evlərin divarlarında qışa qədər sağ qalan toadflax (Linaria cymbalaria) və Parietaria ramiflora tumurcuqları isə 30-50 dəfə daha intensiv buxarlanır. ağac növləri. Bəzi yaşayış yerlərində qış quraqlığı əhəmiyyətli dərəcədə azaldıla bilər. Məsələn, qar altında və ya divar yarıqlarında yerləşən bitkilər transpirasiyaya daha az nəm sərf edirlər və ərimə zamanı su çatışmazlığını doldura bilərlər.

Tamamladı: Qalimova A.R.

Həddindən artıq temperaturun bitkilərə təsiri

Təkamül zamanı bitkilər aşağı və yüksək temperaturun təsirlərinə kifayət qədər yaxşı uyğunlaşdılar. Bununla belə, bu uyğunlaşmalar o qədər də mükəmməl deyil, buna görə də həddindən artıq temperatur bitkinin bəzi zədələnməsinə və hətta ölümünə səbəb ola bilər. Təbiətdə bitkilərə təsir edən temperatur diapazonu olduqca genişdir: -77ºС-dən + 55°С-ə qədər, yəni. 132°C-dir. Əksər yerüstü orqanizmlərin həyatı üçün ən əlverişli temperaturlar +15 - +30°C-dir.

Yüksək temperaturlar

İstiliyə davamlı - əsasən aşağı bitkilər, məsələn, termofilik bakteriyalar və mavi-yaşıl yosunlar.

Bu qrup orqanizmlər temperaturun 75-90°C-ə qədər yüksəlməsinə tab gətirə bilirlər;

Aşağı temperaturlara bitki müqaviməti aşağıdakılara bölünür:

Soyuq müqavimət;

Şaxta müqaviməti.

Bitkilərin soyuq müqaviməti

istilik sevən bitkilərin aşağı müsbət temperaturlara dözmək qabiliyyəti. İstilik sevən bitkilər müsbət şəraitdə çox əziyyət çəkirlər. aşağı temperaturlar. Bitki əziyyətinin xarici əlamətlərinə yarpaqların solması və nekrotik ləkələrin görünüşü daxildir.

Şaxta müqaviməti

bitkilərin mənfi temperaturlara dözmək qabiliyyəti. Biennallar və çoxilliklər, mülayim zonalarda böyüyən, vaxtaşırı aşağı mənfi temperaturlara məruz qalır. Müxtəlif bitkilər bu təsirə qarşı fərqli müqavimət göstərirlər.

Şaxtaya davamlı bitkilər

Aşağı temperaturun bitkilərə təsiri

Temperaturun sürətlə azalması ilə hüceyrə daxilində buz əmələ gəlməsi baş verir.Temperaturun tədricən azalması ilə buz kristalları ilk növbədə hüceyrələrarası boşluqlarda əmələ gəlir. Hüceyrənin və bütövlükdə orqanizmin ölümü hüceyrədən su çəkərək hüceyrələrarası boşluqlarda əmələ gələn buz kristallarının onun susuzlaşmasına səbəb olması və eyni zamanda sitoplazmaya mexaniki təzyiq göstərməsi nəticəsində baş verə bilər. hüceyrə strukturları. Bu, bir sıra nəticələrə səbəb olur - turgorun itirilməsi, hüceyrə şirəsinin konsentrasiyasının artması, hüceyrə həcminin kəskin azalması və pH dəyərlərinin əlverişsiz istiqamətə sürüşməsi.

Aşağı temperaturun bitkilərə təsiri

Plazmalemma yarımkeçiriciliyini itirir. Xloroplastların və mitoxondrilərin membranlarında lokallaşdırılmış fermentlərin işi və bununla əlaqədar oksidləşdirici və fotosintetik fosforlaşma prosesləri pozulur. Fotosintezin intensivliyi azalır və assimilyasiyaların xaricə axını azalır. Hüceyrə zədələnməsinin ilk səbəbi membran xüsusiyyətlərinin dəyişməsidir. Bəzi hallarda, ərimə zamanı membranın zədələnməsi baş verir. Beləliklə, əgər hüceyrə sərtləşmə prosesinə məruz qalmamışdırsa, sitoplazma hüceyrələrarası boşluqlarda əmələ gələn buz kristallarının susuzlaşdırmasının və mexaniki təzyiqinin birgə təsiri nəticəsində laxtalanır.

Bitkilərin mənfi temperaturlara uyğunlaşması

Mənfi temperaturlara uyğunlaşmanın iki növü var:

amilin zərərli təsirindən qaçınmaq (passiv uyğunlaşma)

artan sağ qalma (aktiv uyğunlaşma).

Temperatur məhsulun becərilməsi imkanlarını və vaxtını müəyyən edən ən mühüm amildir.

Torpaqda baş verən qida maddələrinin çevrilməsinin bioloji və kimyəvi prosesləri birbaşa asılıdır temperatur rejimi. Bitkilərin istiliklə təminatı vegetasiya dövründə 10°C-dən yuxarı havanın orta gündəlik temperaturlarının cəmi ilə xarakterizə olunur. Həm yüksək, həm də aşağı temperatur hüceyrələrdə biokimyəvi proseslərin gedişatını pozur və beləliklə, onlarda geri dönməz dəyişikliklərə səbəb ola bilər, bitkilərin böyüməsi və ölümü dayandırılır. Temperaturun 25-28°C-ə yüksəlməsi fotosintezin aktivliyini artırır və onun daha da böyüməsi ilə tənəffüs fotosintezdən nəzərəçarpacaq dərəcədə üstünlük təşkil etməyə başlayır ki, bu da bitki çəkisinin azalmasına səbəb olur. Buna görə də, əksər kənd təsərrüfatı bitkiləri 30°C-dən yuxarı temperaturda, karbohidratları tənəffüsdə israf edərək, bir qayda olaraq, məhsuldarlıqda artım vermir. Temperaturun azalması mühit 25 ilə 10°C arasında fotosintezin intensivliyini və bitki artımını 4-5 dəfə azaldır. Fotosintetik məhsulların əmələ gəlməsinin onların tənəffüs üçün sərfiyyatına bərabər olduğu temperatura kompensasiya nöqtəsi deyilir.

Ən çox yüksək intensivlik Mülayim iqlim bitkilərində fotosintez 24-26°C intervalında müşahidə edilir. Əksər tarla bitkiləri üçün optimal temperatur gündüz 25°C, gecə 16-18°C-dir. Temperatur 35-40°C-ə yüksəldikdə biokimyəvi proseslərin pozulması və həddindən artıq transpirasiya nəticəsində fotosintez dayanır (Kuznetsov, Dmitrieva, 2006). Temperaturun optimaldan yuxarıya və ya aşağıya əhəmiyyətli dərəcədə sapması bitki hüceyrələrində fermentativ aktivliyi, fotosintezin intensivliyini və bitkilərin qida maddələrinin tədarükünü nəzərəçarpacaq dərəcədə azaldır.

Temperatur kök böyüməsinə böyük təsir göstərir. aşağı (< 5°С) и высокие (>30°C) torpağın temperaturu köklərin səthi yerləşməsinə kömək edir, onların böyüməsini və fəaliyyətini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Əksər bitkilərdə ən güclü dallanmışdır kök sistemi 20-25°C torpaq temperaturunda əmələ gəlir.

Gübrələrin tətbiqi vaxtını təyin edərkən, torpağın temperaturunun bitkilərə qida maddələrinin verilməsinə əhəmiyyətli təsirini nəzərə almaq vacibdir. Müəyyən edilmişdir ki, 12°C-dən aşağı temperaturda bitkilər tərəfindən torpaqdan və gübrələrdən olan fosfor, kalium və mikroelementlərdən istifadə əhəmiyyətli dərəcədə pisləşir, 8°C-dən aşağı temperaturda isə mineral azot sərfiyyatı da nəzərəçarpacaq dərəcədə azalır. Əksər kənd təsərrüfatı bitkiləri üçün 5-6°C temperatur bitkilərə əsas qida maddələrinin verilməsi üçün kritik əhəmiyyət kəsb edir.

Vegetasiya dövrünün istilik təchizatı əsasən əkin sahələrinin strukturu və uzun müddət istifadə edilə bilən daha məhsuldar gec yetişən bitkilərin yetişdirilməsi imkanları ilə müəyyən edilir. günəş enerjisi məhsul yaratmaq və ya erkən yığılmış məhsullardan sonra təkrar səpin aparmaq.

Rusiyanın Qeyri-Çernozem zonası şəraitində kənd təsərrüfatı bitkilərinin məhsuldarlığının temperaturun cəmindən birbaşa asılılığı var. Meşə-çöldə və çöl zonaları, suvarılan şəraitdə müsbət temperaturların sayı ilə kənd təsərrüfatı məhsuldarlığı arasında etibarlı əlaqə qurulmamışdır. Ölkənin mərkəzi və cənub rayonlarında temperaturun 2-3 °C artması və ya azalması bitki məhsuldarlığına ciddi təsir göstərmir.

Temperatur həmçinin bitkilərin mineral qidalanmasını təyin edən torpaq mikroflorasının həyati fəaliyyətinə böyük təsir göstərir. Müəyyən edilmişdir ki, mikroorqanizmlərin təsiri altında torpaqda üzvi qalıqların ammonifikasiyasının ən böyük intensivliyi 26-30°C temperaturda və HB-nin 70-80% torpağın rütubətində baş verir. Temperaturun və ya rütubətin optimal dəyərlərdən sapması torpaqda mikrobioloji proseslərin intensivliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Bitkilərin nəmlə təminatı fotosintezin intensivliyinə və gübrələrin səmərəliliyinə böyük təsir göstərir. Stomatanın açılma dərəcəsi, CO 2-nin yarpaqlara daxil olma sürəti və O 2-nin sərbəst buraxılması bitkilərin turgor vəziyyətindən asılıdır. Quraqlıq və həddindən artıq rütubət şəraitində stomata adətən bağlanır və karbon qazının assimilyasiyası (fotosintez) dayanır. Fotosintezin ən yüksək intensivliyi stomata maksimum açıq olduqda, yarpaqda bir qədər su çatışmazlığı (tam doymanın 10-15%) ilə müşahidə olunur. Yalnız optimal su rejimi şəraitində bitkilərin kök sistemi ən çox özünü göstərir yüksək aktivlik torpaq məhlulundan qida maddələrinin istehlakı. Torpaqda rütubətin olmaması su və qida maddələrinin xylem vasitəsilə yarpaqlara hərəkət sürətinin azalmasına, fotosintezin intensivliyinə və bitki biokütləsinin azalmasına səbəb olur.

Təkcə yağıntının miqdarı deyil, ayrı-ayrı bitkilərə münasibətdə vegetasiya dövründə onun paylanma dinamikası da vacibdir. Kənd təsərrüfatı bitkilərinin məhsuldarlığı əsasən bitkilərin böyüməsi və inkişafının ən kritik mərhələlərində rütubətin mövcudluğu ilə müəyyən edilir.

Qeyri-Çernozem zonası üçün taxıl bitkiləri üçün mayın sonu - iyunun əvvəllərində, kartof, qarğıdalı, kök bitkilər və tərəvəz bitkiləri. Bu dövrlərdə rütubətin olmaması bitki məhsuldarlığını və gübrələrin effektivliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Azotun tətbiqi və fosfor-kalium gübrələri rütubət çatışmazlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır, çünki yerüstü kütlənin məhsuldarlığının artmasına mütənasib olaraq su istehlakı da artır. Müəyyən edilmişdir ki, mayalanmış tarlalarda bitkilərin torpağa quruducu təsiri mayalanmamış tarlalara nisbətən daha tez və daha dərində özünü göstərməyə başlayır. Buna görə də, nəmlik çatışmazlığı olduqda, mayalanmış sahələr mümkün qədər tez səpilir ki, quraqlıq başlayana və torpağın üst təbəqəsi quruyana qədər köklər daha aşağı, daha nəmli horizontlara çatsın. Çöl bölgələrində rütubətin yığılması üçün ən vacib tədbirlər qarın saxlanması, nəmliyi bağlamaq üçün erkən tırmık və erkən səpindir.

Meşə-çöl və quru çöl zonalarında rütubətin mövcudluğu əsas şərtlərdən biridir. ən mühüm amillərdir kənd təsərrüfatı bitkilərinin məhsuldarlığı.

Kifayət qədər və həddindən artıq nəmlik zonalarında yuyulma suyu rejimi bitkilərin qida maddələri ilə təmin edilməsinə böyük təsir göstərir, çünki aşağı axını ilə torpağın kök qatından əhəmiyyətli miqdarda azot, kalsium, maqnezium və həll olunan humik maddələr çıxarılır. su. Bu rejim, bir qayda olaraq, payızda və erkən yazda yaradılır.

Məhsul məhsuldarlığına, gübrə səmərəliliyinə, xətlərə və kənd təsərrüfatı təcrübələrinə böyük təsir göstərir sahə işi sahələrin ekspozisiya və relyefi təsir göstərir, çünki müxtəlif ekspozisiya və sıldırımlı yamaclar torpaqda, istilik və su rejimlərində humusun və qida maddələrinin tərkibində, kənd təsərrüfatı bitkilərinin gübrələrə reaksiyasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. Şimal və şimal-şərq yamaclarının torpaqları, bir qayda olaraq, daha nəmlənmiş, rütubətlə daha yaxşı təmin edilmiş, daha yüksək qar örtüyü, cənub yamacları ilə müqayisədə daha gec əriyir və bir qayda olaraq, daha ağır qranulometrik tərkibə malikdir. Cənub və cənub-qərb yamaclarının torpaqları şimaldan daha isti olur, daha tez əriyir, ərimə və fırtına sularının intensiv sel axını ilə xarakterizə olunur, buna görə də, bir qayda olaraq, daha çox eroziyaya məruz qalır və daha az lil hissəcikləri ehtiva edir. Cənub yamaclarının torpaqlarında küləş-kök qalıqlarının minerallaşması və üzvi gübrələr daha intensiv axır, ona görə də onlar daha az nəmlənirlər. Qar örtüyü nə qədər yüksək olarsa, torpağın donma dərinliyi nə qədər dayaz olarsa, yazı bir o qədər yaxşı udur suyu əridir və daşqınlar torpağı daha az məhv edir.

Sahə işlərinin vaxtını və gübrələrin tətbiqi üçün avadanlıqlara ehtiyacı planlaşdırarkən müxtəlif məruz qalma torpaqlarının xüsusiyyətlərini nəzərə almaq vacibdir, çünki cənub yamaclarında tarla işləri başa çatdıqdan sonra şimal ekspozisiyası olan sahələrdə istifadə olunur.

Bitkilərin böyümə və inkişafının onların rütubət və istilik təchizatından böyük asılılığına baxmayaraq, Qeyri-Qara Yer Zonasında və bir çox başqa bölgələrdə kənd təsərrüfatı məhsullarının formalaşmasında həlledici rol torpağın münbitliyinə və gübrələrdən istifadəyə aiddir.

Səhv tapsanız, lütfən, mətnin bir hissəsini vurğulayın və klikləyin Ctrl+Enter.

Hava istiliyinin təsiri

Hər bir bitki növünün həyat prosesləri müəyyən vaxtda həyata keçirilir istilik rejimi, bu istilik keyfiyyətindən və onun məruz qalma müddətindən asılıdır.

Fərqli bitkilər lazımdır müxtəlif miqdarlar istilik və optimal temperaturdan sapmalara (həm aşağı, həm də yuxarıya) dözmək üçün müxtəlif qabiliyyətlərə malikdir.

Optimal temperatur- müəyyən bir inkişaf mərhələsində müəyyən bir bitki növü üçün ən əlverişli temperatur.

Bitkilərin normal inkişafını pozmayan maksimum və minimum temperatur onların müvafiq şəraitdə becərilməsi üçün icazə verilən temperatur hədlərini müəyyən edir. Temperaturun azalması fotosintezin zəifləməsi və formalaşmanın inhibisyonu ilə müşayiət olunan bütün proseslərin yavaşlamasına səbəb olur. üzvi maddələr, tənəffüs, transpirasiya. Temperaturun artması bu prosesləri aktivləşdirir.

Qeyd olunur ki, fotosintezin intensivliyi temperaturun artması ilə artır və mülayim enliklərdəki bitkilər üçün 15-20°C, tropik və subtropik bitkilər üçün 25-30°C bölgəsində maksimuma çatır. Payız interyerlərində gündəlik temperatur demək olar ki, heç vaxt 13 ° C-dən aşağı düşmür. Qışda 15-21°C arasında olur. Yazda temperatur dalğalanmaları artır. 18-25°-ə çatır. IN yay vaxtı temperatur gün ərzində nisbətən yüksək olaraq qalır və 22-28°-dir. Gördüyünüz kimi, qapalı havanın temperaturu demək olar ki, il boyu fotosintez prosesinin baş verməsi üçün tələb olunan temperatur intervalındadır. Buna görə də temperatur o qədər də məhdudlaşdırıcı amil deyil otaq şəraiti, işıqlandırma intensivliyi kimi.

IN qış dövrü Ev heyvanları aşağı temperaturda özlərini normal hiss edirlər, çünki... onların bir çoxu istirahətdədir, digərlərində isə böyümə prosesləri yavaşlayır və ya müvəqqəti olaraq dayanır. Buna görə də yayla müqayisədə istiliyə ehtiyac azalır.

İşığın bitki böyüməsinə təsiri - fotomorfogenez. Qırmızı və uzaq qırmızı işığın bitki böyüməsinə təsiri

Fotomorfogenez- bunlar müxtəlif spektral tərkibə və intensivliyə malik işığın təsiri altında bitkidə baş verən proseslərdir. Onlarda işıq əsas enerji mənbəyi kimi deyil, kimi çıxış edir siqnal deməkdir, tənzimləyən bitkilərin böyüməsi və inkişafı prosesləri. Küçə ilə bəzi bənzətmələr çəkə bilərsiniz işıqfor, avtomatik tənzimləyir trafik. Yalnız nəzarət üçün təbiət "qırmızı - sarı - yaşıl" deyil, fərqli rənglər dəstini seçdi: "mavi - qırmızı - uzaq qırmızı".

Fotomorfogenezin ilk təzahürü toxumun cücərmə anında baş verir.
Toxumun quruluşu və cücərmə xüsusiyyətləri haqqında məqalədə artıq danışdım şitillər. Ancaq detallarla əlaqəli siqnal işığın hərəkəti ilə.Gəlin bu boşluğu dolduraq.

Beləliklə, toxum qış yuxusundan oyandı və torpaq qatının altında olarkən cücərməyə başladı, yəni. qaranlıq. Dərhal qeyd edim ki, səthi səpilən və heç bir şeyə səpilməmiş kiçik toxumlar da cücərir. qaranlıq gecə.
Yeri gəlmişkən, müşahidələrimə görə, ümumiyyətlə, işıqlı yerdə duran bütün raasadalar cücərir. gecə və səhərlər kütləvi tumurcuqları görə bilərsiniz.
Ancaq talesiz yumurtadan çıxan toxumumuza qayıdaq. Problem ondadır ki, hətta torpağın səthində görünsə də, cücərti bu barədə bilmir və xüsusi bir şey alana qədər işığa, həyat üçün uzanaraq fəal şəkildə böyüməyə davam edir. siqnal: dayan, daha çox tələsmək lazım deyil, siz artıq azadsınız və yaşayacaqsınız. (Mənə elə gəlir ki, insanlar özləri sürücülər üçün qırmızı əyləc işığı icad etməyiblər, təbiətdən oğurlayıblar...:-).
Və belə bir siqnalı havadan, nəmdən deyil, mexaniki təsirdən deyil, qısa müddətli işıq şüalarından alır. qırmızı spektrinin bir hissəsidir.
Və belə bir siqnal almadan əvvəl, fidan sözdə olur etiolated vəziyyət. Hansı ki, solğun bir görünüşə və qarmaqlı, əyilmiş bir forma malikdir. Qarmaq açıq epikotil və ya hipokotildir, tikanları ulduzlara itələyərkən qönçəni (böyümə nöqtəsini) qorumaq üçün lazımdır və böyümə qaranlıqda davam edərsə və bitki bu etiollaşdırılmış vəziyyətdə qalsa, qalacaq.

Cücərmə

İşıq bitkilərin inkişafında son dərəcə mühüm rol oynayır. İşıq şüalarının təsiri altında bitkilərin morfologiyasında baş verən dəyişikliklərə fotomorfogenez deyilir. Toxum torpaqda cücərdikdən sonra günəşin ilk şüaları yeni bitkidə köklü dəyişikliklərə səbəb olur.

Məlumdur ki, qırmızı işığın təsiri altında toxumun cücərmə prosesi aktivləşir, uzaq qırmızı işığın təsiri ilə isə yatırılır. Mavi işıq da cücərməyə mane olur. Bu reaksiya kiçik toxumları olan növlər üçün xarakterikdir, çünki kiçik toxumların kifayət qədər ehtiyatı yoxdur qida maddələri yerin qalınlığından keçərkən qaranlıqda böyüməsini təmin etmək. Kiçik toxumlar yalnız ötürülən qırmızı işığa məruz qaldıqda cücərir nazik təbəqə yer, yalnız qısa müddətli şüalanma kifayətdir - gündə 5-10 dəqiqə. Torpaq təbəqəsinin qalınlığının artması, toxumun cücərməsini maneə törədən uzaq qırmızı işıqla spektrin zənginləşməsinə səbəb olur. Kifayət qədər qida ehtiyatı olan böyük toxumları olan bitki növlərində cücərməni stimullaşdırmaq üçün işıq tələb olunmur.

Normalda toxumdan əvvəlcə kök cücərir, sonra tumurcuq görünür. Bundan sonra, tumurcuq böyüdükcə (adətən işığın təsiri altında) ikincil köklər və tumurcuqlar inkişaf edir. Bu əlaqələndirilmiş irəliləyiş, kök inkişafının tumurcuqların böyüməsinə və əksinə təsir etdiyi birləşmiş böyümə fenomeninin erkən təzahürüdür. Daha çox bu proseslər hormonlar tərəfindən idarə olunur.

İşıq olmadıqda, cücərti etiolasiya adlanan vəziyyətdə qalır və solğun bir görünüşə və qarmaqlı bir forma malikdir. Qarmaq, torpaq vasitəsilə cücərmə zamanı böyümə nöqtəsini qorumaq üçün lazım olan açıq epikotil və ya hipokotildir və böyümə qaranlıqda davam edərsə, qalacaq.

Qırmızı işıq

Niyə bu baş verir - bir az daha nəzəriyyə. Məlum oldu ki, xlorofildən əlavə, hər hansı bir bitkidə adı olan başqa bir gözəl piqment var - fitoxrom. (Bir piqment ağ işıq spektrinin müəyyən hissəsinə selektiv həssaslığa malik olan zülaldır.)
Özəllik fitoxrom götürə bilməsidir iki forma ilə müxtəlif xassələri təsiri altında qırmızı yüngül (660 nm) və uzaq qırmızı işıq (730 nm), yəni. qabiliyyətinə malikdir fototransformasiya. Üstəlik, qısa müddətli işıqlandırmanın bu və ya digər qırmızı işıqla dəyişdirilməsi "ON-OFF" mövqeyinə malik olan hər hansı açarın manipulyasiyasına bənzəyir, yəni. Son təsirin nəticəsi həmişə saxlanılır.
Fitoxromun bu xüsusiyyəti günün vaxtına (səhər-axşam) nəzarəti, nəzarəti təmin edir tezlik bitkinin həyat fəaliyyəti. Üstəlik, işıq sevgisi və ya kölgə tolerantlığı müəyyən bir bitkinin tərkibi də onun tərkibindəki fitoxromların xüsusiyyətlərindən asılıdır. Və nəhayət, ən vacib şey - çiçəkləmə bitkilərə də nəzarət edilir... fitoxrom! Ancaq növbəti dəfə bu barədə daha çox.

Bu arada qayıdaq fidanımıza (niyə bu qədər bəxtsizdir...) Fitoxrom xlorofildən fərqli olaraq təkcə yarpaqlarda deyil, həm də toxum. Üçün toxumların cücərmə prosesində fitoxromun iştirakı bəziləri bitki növləri aşağıdakılardır: sadəcə qırmızı işıq stimullaşdırır toxumların cücərmə prosesləri və uzaq qırmızı - basdırır toxum cücərməsi. (Ola bilsin ki, bu səbəbdən toxumlar gecə cücərir). Baxmayaraq ki, bu bir nümunə deyil hər kəs bitkilər. Ancaq hər halda, qırmızı spektr həyat proseslərinin fəaliyyətini boğan uzaq qırmızı spektrdən daha faydalıdır (o, stimullaşdırır).

Ancaq tutaq ki, toxumumuz şanslı idi və cücərdi, səthdə etiollaşdırılmış formada göründü. İndi bu kifayətdir qısa müddət prosesə başlamaq üçün fidanı işıqlandırmaq deetiolasiya: gövdənin böyümə sürəti azalır, qarmaq düzlənir, xlorofil sintezi başlayır, kotiledonlar yaşıllaşmağa başlayır.
Və bütün bunlar, təşəkkürlər qırmızı dünyaya Günəş işığında uzaq qırmızı şüalardan daha çox adi qırmızı şüalar var, buna görə də bitki gün ərzində çox aktivdir, gecə isə qeyri-aktiv olur.

Süni işıqlandırma mənbəyi üçün spektrin bu iki yaxın hissəsini "gözlə" necə ayırd etmək olar? Qırmızı sahənin infraqırmızı ilə həmsərhəd olduğunu xatırlasaq, yəni. istilik radiasiya, onda güman edə bilərik ki, radiasiya nə qədər isti "toxunma hiss edirsə", tərkibində daha çox infraqırmızı şüalar var və buna görə də uzaq qırmızı Sveta. Əlinizi adi közərmə lampasının və ya flüoresan lampanın altına qoyun - və siz fərqi hiss edəcəksiniz.

Bitkilərin soyuğa davamlılığının təyini

Aşağı temperaturlu stress (soyuq sarsıntı) anlayışı soyuq və ya şaxtanın təsirinə bitki reaksiyalarının bütün kompleksini və bitki genotipinə uyğun gələn və bitki orqanizminin molekulyardan orqanizmə qədər müxtəlif təşkil səviyyələrində özünü göstərən reaksiyaları əhatə edir.

Soyuq tolerantlıq istiliksevər bitkilərin aşağı müsbət temperaturun təsirinə dözmək qabiliyyətidir. Soyuğa davamlı bitkilər 0-dan +10°C-dək olan temperaturda zədələnməmiş və məhsuldarlığını aşağı salmayan bitkilərdir.

Əksər bitkilər üçün aşağı müsbət temperatur demək olar ki, zərərsizdir. İstisevər bitkilərin ayrı-ayrı orqanları soyuğa fərqli müqavimət göstərir. Qarğıdalı və qarabaşaq yarmasının gövdəsi ən tez ölür, düyüdə yarpaqlar daha az dayanıqlıdır, soyada ilk növbədə yarpaq yarpaqları zədələnir, yerfıstığında kök sistemi soyuğa daha çox həssas olur.

Soyuğa məruz qaldıqda, yarpaqlar suyun nəqliyyat orqanlarına çatdırılmasının pozulması səbəbindən turgorunu itirir, bu da hüceyrədaxili suyun miqdarının azalmasına səbəb olur. Hidrolitik proseslər güclənir, nəticədə zülal olmayan azot (prolin və digər azotlu birləşmələr) və monosaxaridlər toplanır. Zülalın heterojenliyi və miqdarı, xüsusilə aşağı molekulyar çəki (26, 32 kDa) artır.

Membranların keçiriciliyi artır. Bu reaksiya soyuq təsirin əsas mexanizmlərindən biridir. Aşağı temperaturda membranların vəziyyətinin dəyişməsi əsasən kalsium ionlarının itirilməsi ilə bağlıdır. Payız buğdasında təsir çox güclü deyilsə, hüceyrə membranları kalsium ionlarını itirir, keçiricilik artır; sitoplazmadan müxtəlif ionlar, ilk növbədə kalium, həmçinin üzvi turşular və şəkərlər hüceyrə divarına və ya hüceyrələrarası boşluğa daxil olur. Kalsium ionları da hüceyrə divarına daxil olur, lakin sitoplazmada onların konsentrasiyası da artır və H+-ATPaza aktivləşir. Aktiv proton daşınması ikincil aktiv nəqli tetikler və kalium ionları hüceyrəyə qayıdır. Nəticədə suyun və hüceyrəni tərk edən maddələrin udulması artır, yəni. hüceyrədənkənar boşluqdan hüceyrə şirəsi ona daxil olur ki, bu da zədələndikdən sonra vəziyyətinin bərpasına gətirib çıxarır (Şəkil 24a).

Daha aşağı temperaturlara məruz qaldıqda, membranlar tərəfindən kalsium ionlarının itkisi çox yüksəkdir. Güclü təsir nəticəsində sitoplazmada kalsium ionlarının miqdarı artır və membran strukturları, həmçinin membrana bağlanmış fermentlərin funksiyaları pozulur. H+-ATPase təsirsiz hala gəlir, fosfolipidlər isə əksinə aktivləşir ki, bu da ion sızmasına səbəb olur və membran lipidlərinin parçalanmasını stimullaşdırır. Bu vəziyyətdə zərər geri dönməz olur.

Membran keçiriciliyinin dəyişməsi həm də yağ turşusu komponentlərinin yerdəyişməsi ilə əlaqədardır: doymuş yağ turşuları doymamış yağ turşularından daha tez maye kristal vəziyyətindən gel vəziyyətinə keçir. Buna görə də, membranda daha çox doymuş yağ turşuları, daha sərtdir, yəni. az labildir. Doymamış yağ turşularının səviyyəsini artırmaqla aşağı temperaturlara həssaslığı azaltmaq mümkün olmuşdur.

Membran parçalanması həmçinin lipid peroksidləşməsinin (LPO) artdığını göstərən sərbəst radikalların miqdarının artması ilə də asanlaşdırılır. Məsələn, düyüdə 2ºC temperaturda antioksidant SOD fermentinin toxumalarda aktivliyi azaldı və LPO-nun son məhsulu olan malondialdehidin (MDA) tərkibi artdı. Tokoferol ilə müalicə edildikdə, MDA miqdarı azaldı.

Membranların bütövlüyünün pozulması hüceyrə strukturlarının parçalanmasına səbəb olur: mitoxondriya və xloroplastlar şişir, onlarda krista və tilakoidlərin sayı azalır, vakuollar görünür, ER konsentrik dairələr, o cümlədən vakuolun içərisində tonoplastlar əmələ gətirir. Bunlar qeyri-spesifik dəyişikliklərdir.

Xloroplastların tilakoid membranlarının parçalanması səbəbindən fotosintez pozulur, bu həm ETC, həm də Kalvin dövrünün fermentlərinə aiddir.

Soyuq məruz qalma ilə tənəffüs prosesinin zədələnməsi də müşahidə olunur, azalır enerji səmərəliliyiəlaqəlidir əlavə xərclər maddələr mübadiləsini saxlamaq üçün. Alternativ tənəffüs yolunun fəaliyyəti artır. Bəzi hallarda, məsələn, aroidlərdə, bu yolun intensivləşməsi soyuq havalarda buxarlanma üçün zəruri olan çiçəklərin temperaturunun artmasına kömək edir. efir yağları həşəratları cəlb edən. Tənəffüs yollarının nisbəti də pentoza fosfat yolunun xeyrinə dəyişir.

İstisevər bitkilərdə fotosintezin tam inhibəsi 0°C-də baş verir, çünki xloroplast membranları pozulur və elektron daşınması və fotosintetik fosforlaşma pozulur. Soyuğa davamlı olmayan qarğıdalı sortlarında +30C temperatura məruz qaldıqdan 20 saat sonra xloroplastlar parçalanır və piqmentlər məhv olur. Qarğıdalı kimi soyuğa davamlı hibridlərdə +3°C temperatur piqmentlərin tərkibinə və xloroplastların strukturuna təsir göstərmir.

Temperaturun fotosintezə təsiri işığın təsirindən asılıdır. Sərtləşmə temperaturunda (+15°C) xiyar yarpaqlarında xlorofilin əmələ gəlməsi aşağı işıq səviyyələrində daha az maneə törədir. Böyümə maneə törədir, fitohormonların balansı dəyişir - ABA tərkibi artır (əsasən davamlı növlər və növlər), auksin isə azalır. Temperaturun azalması nəqliyyat proseslərində də dəyişikliklərə səbəb olur: NO3-ün udulması zəifləyir və xüsusilə uyğunlaşdırılmış bitkilərdə NH4 artır. NO3-in köklərdən yarpaqlara daşınması aşağı temperaturlara ən həssasdır.

Aşağı temperatura uzun müddət məruz qalma bitkinin ölümünə səbəb olur. Bitki ölümünün əsas səbəbləri membran keçiriciliyinin geri dönməz artması, hüceyrə mübadiləsinin pozulması və zəhərli maddələrin toplanmasıdır.