ठंड और पाले से पौधों को नुकसान. पादप पारिस्थितिकी में, ठंड (कम सकारात्मक तापमान) और पाले (नकारात्मक तापमान) के प्रभाव के बीच अंतर करने की प्रथा है। ठंड का नकारात्मक प्रभाव तापमान में कमी की सीमा और उनके संपर्क की अवधि पर निर्भर करता है। यहां तक ​​कि गैर-अत्यधिक कम तापमान का भी पौधों पर प्रतिकूल प्रभाव पड़ता है, क्योंकि वे बुनियादी शारीरिक प्रक्रियाओं (प्रकाश संश्लेषण, वाष्पोत्सर्जन, जल विनिमय, आदि) को रोकते हैं, श्वसन की ऊर्जा दक्षता को कम करते हैं, झिल्लियों की कार्यात्मक गतिविधि को बदलते हैं और प्रबलता की ओर ले जाते हैं। चयापचय में हाइड्रोलाइटिक प्रतिक्रियाएं। बाह्य रूप से, ठंड से होने वाली क्षति के साथ पत्तियों में स्फीति की हानि और क्लोरोफिल के विनाश के कारण उनके रंग में परिवर्तन होता है। वृद्धि और विकास तेजी से धीमा हो जाता है। इस प्रकार, खीरे की पत्तियां (कुकुमिस सैटिवस) तीसरे दिन 3 डिग्री सेल्सियस पर अपना रंग खो देती हैं, पानी वितरण में बाधा के कारण पौधा सूख जाता है और मर जाता है। लेकिन जलवाष्प से संतृप्त वातावरण में भी, कम तापमान पौधों के चयापचय पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। कई प्रजातियों में, प्रोटीन का टूटना बढ़ जाता है और नाइट्रोजन के घुलनशील रूप जमा हो जाते हैं।
ऊष्मा-प्रेमी पौधों पर कम सकारात्मक तापमान के हानिकारक प्रभाव का मुख्य कारण संतृप्त के संक्रमण के कारण झिल्लियों की कार्यात्मक गतिविधि का विघटन है। वसायुक्त अम्लतरल क्रिस्टलीय अवस्था से जेल तक। परिणामस्वरूप, एक ओर, आयनों के लिए झिल्लियों की पारगम्यता बढ़ जाती है, और दूसरी ओर, झिल्लियों से जुड़े एंजाइमों की सक्रियण ऊर्जा बढ़ जाती है। चरण संक्रमण के बाद घुलनशील एंजाइमों से जुड़ी प्रतिक्रियाओं की दर की तुलना में झिल्ली एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं की दर अधिक तेजी से घट जाती है। यह सब चयापचय में प्रतिकूल परिवर्तन, अंतर्जात विषाक्त पदार्थों की मात्रा में तेज वृद्धि और लंबे समय तक कम तापमान के संपर्क में रहने से पौधे की मृत्यु हो जाती है (वी.वी. पोलेवॉय, 1989)। इस प्रकार, जब तापमान O°C से कई डिग्री ऊपर गिर जाता है, तो उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय मूल के कई पौधे मर जाते हैं। उनकी मृत्यु ठंड के दौरान की तुलना में अधिक धीरे-धीरे होती है, और यह जैव रासायनिक विकार का परिणाम है शारीरिक प्रक्रियाएंएक ऐसे जीव में जो स्वयं को एक असामान्य वातावरण में पाता है।
ऐसे कई कारकों की पहचान की गई है जो शून्य से कम तापमान पर पौधों पर हानिकारक प्रभाव डालते हैं: गर्मी की कमी, रक्त वाहिकाओं का टूटना, निर्जलीकरण, बर्फ का बनना, अम्लता में वृद्धिऔर कोशिका रस की सांद्रता, आदि। पाले से कोशिका मृत्यु आमतौर पर प्रोटीन चयापचय के अव्यवस्थित होने से जुड़ी होती है न्यूक्लिक एसिड, साथ ही झिल्ली पारगम्यता के समान रूप से महत्वपूर्ण उल्लंघन और आत्मसात के प्रवाह की समाप्ति के साथ। परिणामस्वरूप, क्षय प्रक्रियाएं संश्लेषण प्रक्रियाओं पर हावी होने लगती हैं, जहर जमा हो जाता है और साइटोप्लाज्म की संरचना बाधित हो जाती है।
कई पौधे, 0 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर क्षतिग्रस्त हुए बिना, उनके ऊतकों में बर्फ बनने से मर जाते हैं। जलयुक्त, बिना कठोर अंगों में, प्रोटोप्लास्ट, अंतरकोशिकीय स्थानों और कोशिका दीवारों में बर्फ बन सकती है। जी. ए. सैम्यगिन (1974) ने तीन प्रकार की कोशिका जमने की पहचान की, जो जीव की शारीरिक स्थिति और सर्दियों के लिए उसकी तैयारी पर निर्भर करती है। पहले मामले में, बर्फ के तेजी से बनने के बाद कोशिकाएं मर जाती हैं, पहले साइटोप्लाज्म में और फिर रिक्तिका में। दूसरे प्रकार की ठंड अंतरकोशिकीय बर्फ के निर्माण के दौरान कोशिका के निर्जलीकरण और विरूपण से जुड़ी होती है (चित्र 7.17)। तीसरे प्रकार की कोशिका मृत्यु अंतरकोशिकीय और अंतःकोशिकीय बर्फ निर्माण के संयोजन के साथ देखी जाती है।
जमने पर, साथ ही सूखे के परिणामस्वरूप, प्रोटोप्लास्ट पानी छोड़ देते हैं, सिकुड़ जाते हैं और उनमें घुले लवण और कार्बनिक अम्ल की मात्रा विषाक्त सांद्रता तक बढ़ जाती है। यह फॉस्फोराइलेशन और एटीपी संश्लेषण में शामिल एंजाइम सिस्टम को निष्क्रिय करने का कारण बनता है। पानी की गति और जमना तब तक जारी रहता है जब तक प्रोटोप्लास्ट की बर्फ और पानी के बीच चूषण बलों का संतुलन स्थापित नहीं हो जाता। और यह तापमान पर निर्भर करता है: -5 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, संतुलन 60 बार पर होता है, और -10 डिग्री सेल्सियस पर पहले से ही 120 बार (डब्ल्यू लार्चर, 1978) पर होता है।
लंबे समय तक ठंढ के संपर्क में रहने से, बर्फ के क्रिस्टल महत्वपूर्ण आकार में बढ़ जाते हैं और कोशिकाओं को संकुचित कर सकते हैं और प्लाज़्मालेम्मा को नुकसान पहुंचा सकते हैं। बर्फ बनने की प्रक्रिया तापमान में कमी की दर पर निर्भर करती है। यदि जमना धीरे-धीरे होता है, तो बर्फ जम जाएगी

चावल। 7.17. बाह्यकोशिकीय बर्फ के निर्माण और पिघलने के कारण कोशिका क्षति की योजना (जे.पी. पाल्ट, पी.एच. ली, 1983 के बाद)

कोशिकाओं के बाहर विकसित होते हैं, और पिघलने पर वे जीवित रहते हैं। जब तापमान तेजी से गिरता है, तो पानी को कोशिका दीवार में घुसने का समय नहीं मिलता है और यह उसके और प्रोटोप्लास्ट के बीच जम जाता है। इससे साइटोप्लाज्म की परिधीय परतें नष्ट हो जाती हैं और फिर कोशिका को अपरिवर्तनीय क्षति होती है। तापमान में बहुत तेजी से गिरावट के साथ, पानी को प्रोटोप्लास्ट छोड़ने का समय नहीं मिलता है और बर्फ के क्रिस्टल तेजी से पूरी कोशिका में फैल जाते हैं। नतीजतन, अगर पानी को उनमें से निकलने का समय नहीं मिला तो कोशिकाएं जल्दी से जम जाती हैं। इसलिए, अंतरकोशिकीय स्थानों में इसका तेजी से परिवहन महत्वपूर्ण है, जो उनकी संरचना में असंतृप्त फैटी एसिड की उच्च सामग्री से जुड़ी उच्च झिल्ली पारगम्यता को बनाए रखने से सुगम होता है (वी.वी. पोलेवॉय, 1989)। शून्य से नीचे के तापमान पर कठोर पौधों में, झिल्लियाँ "जमती नहीं हैं", कार्यात्मक गतिविधि बनाए रखती हैं। यदि पानी साइटोप्लाज्म की संरचनाओं से मजबूती से बंधा हो तो कोशिका का ठंढ प्रतिरोध भी बढ़ जाता है।
पाला झिल्लियों की संरचना को गंभीर रूप से नुकसान पहुंचा सकता है। झिल्ली प्रोटीन निर्जलित और विकृत होते हैं, जो निष्क्रिय हो जाते हैं महत्वपूर्ण प्रणालियाँशर्करा और आयनों का सक्रिय परिवहन। पाले के प्रभाव में प्रोटीन का जमाव विशेष रूप से विशेषता है दक्षिणी पौधे, बर्फ बनने से पहले मरना। और झिल्लियों के लिपिड घटकों का ठंढा टूटना फॉस्फोलिपिड्स के हाइड्रोलिसिस और फॉस्फोरिक एसिड के निर्माण के साथ होता है। परिणामस्वरूप, क्षतिग्रस्त झिल्लियाँ अर्ध-पारगम्यता खो देती हैं, कोशिकाओं से पानी की कमी बढ़ जाती है, स्फीति कम हो जाती है, अंतरकोशिकीय स्थान पानी से भर जाते हैं, और आवश्यक आयन तीव्रता से कोशिकाओं से बाहर निकल जाते हैं।
पाला पौधों के रंगद्रव्य तंत्र को भी नुकसान पहुँचाता है। इसके अलावा, सर्दियों में तापमान के तनाव का प्रभाव अक्सर प्रकाश द्वारा आत्मसात करने वाले अंगों की क्षति के साथ जोड़ा जाता है। इस प्रकार, सुइयों के क्लोरोप्लास्ट में, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला क्षतिग्रस्त हो जाती है, लेकिन यह क्षति प्रतिवर्ती है। सर्दियों में पौधों में कैरोटीनॉयड की मात्रा बढ़ जाती है, जो क्लोरोफिल को प्रकाश से होने वाले नुकसान से बचाती है। पतझड़ में पौधों की स्थिरता के लिए, जब सुरक्षात्मक यौगिकों को कम सकारात्मक तापमान पर संश्लेषित किया जाता है, और पौधों की ओवरविन्टरिंग के लिए रंगद्रव्य और प्रकाश संश्लेषण का संरक्षण महत्वपूर्ण है। नकारात्मक तापमान पर, शीतकालीन अनाज प्रकाश संश्लेषण के कारण तनावपूर्ण परिस्थितियों में व्यवहार्यता बनाए रखने की लागत की आंशिक रूप से भरपाई करते हैं (एल. जी. कोसुलिना एट अल., 1993)।
पाला पौधों के जीवों को यांत्रिक क्षति भी पहुंचा सकता है। इस मामले में, पेड़ के तने और बड़ी शाखाएँ विशेष रूप से प्रभावित होती हैं। सर्दियों में, रात में तेज ठंडक के साथ, ट्रंक जल्दी से गर्मी खो देता है। लकड़ी की छाल और बाहरी परतें तने के अंदर की तुलना में तेजी से ठंडी होती हैं, इसलिए उनमें महत्वपूर्ण तनाव पैदा होता है, जिससे तेजी से तापमान में बदलाव के साथ पेड़ में ऊर्ध्वाधर दरारें पड़ जाती हैं।
इसके अलावा, कॉर्टेक्स की स्पर्शरेखीय दरारें और अलगाव संभव हैं। कैम्बियम सक्रिय होने पर फ्रॉस्ट दरारें बंद हो जाती हैं, लेकिन अगर लकड़ी की नई परतों को बनने का समय नहीं मिलता है, तो दरारें रेडियल रूप से ट्रंक में फैल जाती हैं। वे संक्रमित हो जाते हैं, जो पड़ोसी ऊतकों में घुसकर, चालन प्रणाली के कामकाज को बाधित करते हैं और पेड़ की मृत्यु का कारण बन सकते हैं।
पाले से क्षति दिन के समय भी होती है। लंबे समय तक ठंढ के दौरान, विशेष रूप से धूप वाले मौसम में, बर्फ से ऊपर उठने वाले पौधों के हिस्से ठंडी मिट्टी से वाष्पोत्सर्जन और पानी के अवशोषण के असंतुलन से सूख सकते हैं (निर्जलीकरण और बर्फ के निर्माण के दौरान कोशिकाओं का संपीड़न, कोशिका रस का जमना भी महत्वपूर्ण है)। यू लकड़ी वाले पौधेधूप वाली सर्दियों वाले क्षेत्रों में ( पूर्वी साइबेरिया, उत्तरी काकेशस, क्रीमिया, आदि) यहां सर्दी-वसंत में भी "जलन" होती है दक्षिण की ओरशाखाएँ और युवा असुरक्षित तने। साफ़ सर्दियों और वसंत के दिनों में, बिना ढके पौधों के हिस्सों की कोशिकाएँ गर्म हो जाती हैं, अपना ठंढ प्रतिरोध खो देती हैं और बाद के ठंढों का सामना नहीं कर पाती हैं। और वन-टुंड्रा में, गर्मियों में पाले के दौरान पाले से क्षति भी हो सकती है। युवा किशोर विशेष रूप से इनके प्रति संवेदनशील होते हैं। इसका कैम्बियम जल्दी ठंडा हो जाता है, क्योंकि पर्याप्त गर्मी-रोधक छाल परत अभी तक नहीं बनी है, और इसलिए पतली चड्डी की गर्मी क्षमता कम है। ये प्रभाव गर्मियों के मध्य में विशेष रूप से खतरनाक होते हैं, जब कैम्बियम की गतिविधि अधिकतम होती है (एम.ए. गुरसकाया, एस.जी. शियाटोव, 2002)।
जमी हुई मिट्टी के संघनन और टूटने से यांत्रिक क्षति होती है और जड़ें टूट जाती हैं। पौधों का ठंढा "उभार", जो असमान ठंड और मिट्टी की नमी के विस्तार के कारण होता है, भी कार्य कर सकता है। इस मामले में, ताकतें उत्पन्न होती हैं जो पौधे को मिट्टी से बाहर धकेल देती हैं। परिणामस्वरूप, टर्फ बाहर निकल जाते हैं, जड़ें उजागर हो जाती हैं और टूट जाती हैं, और पेड़ गिर जाते हैं। ठंड प्रतिरोध और ठंढ प्रतिरोध के अलावा, पौधों को सर्दियों में होने वाले नुकसान के आंकड़ों का सारांश, जो सहन करने की क्षमता को दर्शाता है प्रत्यक्ष कार्रवाई कम तामपान, पारिस्थितिकी में वे शीतकालीन कठोरता को भी अलग करते हैं - सभी प्रतिकूल चीजों को सहन करने की क्षमता सर्दी की स्थिति(जमना, भीगना, फूलना, आदि)। इसी समय, पौधों में विशेष रूपात्मक अनुकूलन नहीं होते हैं जो केवल ठंड से बचाते हैं, और ठंडे आवासों में प्रतिकूल परिस्थितियों (हवाओं, शुष्कता, ठंड, आदि) के पूरे परिसर से सुरक्षा की जाती है।
ठंड पौधे को न केवल सीधे (थर्मल गड़बड़ी के माध्यम से) प्रभावित करती है, बल्कि अप्रत्यक्ष रूप से शारीरिक "शीतकालीन सूखे" के माध्यम से भी प्रभावित करती है। सर्दियों की तीव्र रोशनी और गर्मी के साथ, हवा का तापमान मिट्टी के तापमान से अधिक हो सकता है। पौधों के ऊपरी हिस्से में वाष्पोत्सर्जन बढ़ जाता है और ठंडी मिट्टी से पानी का अवशोषण धीमा हो जाता है।
परिणामस्वरूप, पौधे में आसमाटिक दबाव बढ़ जाता है और पानी की कमी हो जाती है। लंबे समय तक ठंड और तीव्र सूर्यातप के साथ, इससे घातक क्षति भी हो सकती है। सर्दी का शुष्क प्रभाव सर्दियों की हवाओं के कारण बढ़ जाता है जो वाष्पोत्सर्जन को बढ़ा देती हैं। और सर्दियों में वाष्पोत्सर्जन सतह में कमी से शुष्कता कम हो जाती है, जो शरद ऋतु में पत्तियों के झड़ने के दौरान होती है। शीतकालीन-हरे पौधे सर्दियों में बहुत अधिक मात्रा में वाष्पोत्सर्जन करते हैं। आर. ट्रेन (1934) ने निर्धारित किया कि हीडलबर्ग के आसपास, ब्लूबेरी (वैक्सीनियम मायर्टिलस) के पत्ती रहित अंकुर स्प्रूस (पिका) और पाइन (पिनस) की सुइयों की तुलना में तीन गुना अधिक तीव्रता से वाष्पित होते हैं। हीदर (कैलुना वल्गरिस) का वाष्पोत्सर्जन 20 गुना अधिक तीव्र था। और घरों की दीवारों पर सर्दियों तक जीवित रहने वाले टॉडफ्लैक्स (लिनेरिया सिंबालारिया) और पेरिएटारिया रामिफ्लोरा के अंकुर 30-50 गुना अधिक तीव्रता से वाष्पित हो गए वृक्ष प्रजाति. कुछ आवासों में, सर्दियों के सूखे को काफी हद तक कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बर्फ के नीचे या दीवार की दरारों में स्थित पौधे वाष्पोत्सर्जन पर बहुत कम नमी खर्च करते हैं और पिघलना के दौरान वे पानी की कमी को पूरा कर सकते हैं।

द्वारा पूर्ण: गैलीमोवा ए.आर.

अत्यधिक तापमान का पौधों पर प्रभाव

विकास के दौरान, पौधों ने निम्न और उच्च तापमान के प्रभावों को अच्छी तरह से अनुकूलित कर लिया है। हालाँकि, ये अनुकूलन इतने उत्तम नहीं हैं, इसलिए अत्यधिक तापमान से पौधे को कुछ नुकसान हो सकता है और यहाँ तक कि उसकी मृत्यु भी हो सकती है। प्रकृति में पौधों को प्रभावित करने वाले तापमान की सीमा काफी विस्तृत है: -77ºС से + 55°С तक, यानी। 132°C है. अधिकांश स्थलीय जीवों के जीवन के लिए सबसे अनुकूल तापमान +15 - +30°C है।

उच्च तापमान

गर्मी-सहिष्णु - मुख्य रूप से निचले पौधे, उदाहरण के लिए, थर्मोफिलिक बैक्टीरिया और नीले-हरे शैवाल।

जीवों का यह समूह 75-90°C तक तापमान में वृद्धि का सामना करने में सक्षम है;

कम तापमान के प्रति पौधों के प्रतिरोध को इसमें विभाजित किया गया है:

शीत प्रतिरोध;

ठंढ प्रतिरोध।

पौधों का शीत प्रतिरोध

ताप-प्रेमी पौधों की कम सकारात्मक तापमान सहन करने की क्षमता। गर्मी-पसंद पौधों को सकारात्मक परिस्थितियों में बहुत नुकसान होता है। कम तामपान. पौधे की पीड़ा के बाहरी लक्षणों में पत्तियों का मुरझाना और नेक्रोटिक धब्बों का दिखना शामिल है।

ठंढ प्रतिरोध

पौधों की नकारात्मक तापमान सहन करने की क्षमता। द्विवार्षिक और सदाबहारसमशीतोष्ण क्षेत्रों में उगने वाले, समय-समय पर कम नकारात्मक तापमान के संपर्क में आते हैं। विभिन्न पौधेइस प्रभाव के प्रति अलग-अलग प्रतिरोध हैं।

पाला-प्रतिरोधी पौधे

पौधों पर कम तापमान का प्रभाव

तापमान में तेजी से कमी के साथ, कोशिका के अंदर बर्फ का निर्माण होता है। तापमान में धीरे-धीरे कमी के साथ, बर्फ के क्रिस्टल मुख्य रूप से अंतरकोशिकीय स्थानों में बनते हैं। एक कोशिका और संपूर्ण जीव की मृत्यु इस तथ्य के परिणामस्वरूप हो सकती है कि अंतरकोशिकीय स्थानों में बने बर्फ के क्रिस्टल, कोशिका से पानी खींचते हैं, इसके निर्जलीकरण का कारण बनते हैं और साथ ही साइटोप्लाज्म पर यांत्रिक दबाव डालते हैं, जिससे नुकसान होता है। सेलुलर संरचनाएँ. इसके कई परिणाम होते हैं - स्फीति का नुकसान, सेल सैप की सांद्रता में वृद्धि, सेल की मात्रा में तेज कमी, और पीएच मान में प्रतिकूल दिशा में बदलाव।

पौधों पर कम तापमान का प्रभाव

प्लाज़्मालेम्मा अर्धपारगम्यता खो देता है। क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया की झिल्लियों पर स्थानीयकृत एंजाइमों का काम और ऑक्सीडेटिव और प्रकाश संश्लेषक फॉस्फोराइलेशन की संबंधित प्रक्रियाएं बाधित हो जाती हैं। प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता कम हो जाती है, और आत्मसात का बहिर्वाह कम हो जाता है। यह झिल्ली गुणों में परिवर्तन है जो कोशिका क्षति का पहला कारण है। कुछ मामलों में, पिघलने के दौरान झिल्ली क्षति होती है। इस प्रकार, यदि कोशिका सख्त होने की प्रक्रिया से नहीं गुजरी है, तो अंतरकोशिकीय स्थानों में बने बर्फ के क्रिस्टल के निर्जलीकरण और यांत्रिक दबाव के संयुक्त प्रभाव के कारण साइटोप्लाज्म जम जाता है।

पौधों का नकारात्मक तापमान के प्रति अनुकूलन

नकारात्मक तापमान के लिए अनुकूलन दो प्रकार के होते हैं:

किसी कारक के हानिकारक प्रभाव से बचना (निष्क्रिय अनुकूलन)

बढ़ी हुई उत्तरजीविता (सक्रिय अनुकूलन)।

तापमान फसल की खेती की संभावनाओं और समय का निर्धारण करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक है।

मिट्टी में होने वाले पोषक तत्वों के परिवर्तन की जैविक और रासायनिक प्रक्रियाएँ सीधे तौर पर निर्भर होती हैं तापमान व्यवस्था. फसलों को गर्मी की आपूर्ति बढ़ते मौसम के दौरान 10 डिग्री सेल्सियस से ऊपर औसत दैनिक हवा के तापमान की विशेषता है। उच्च और निम्न दोनों तापमान कोशिकाओं में जैव रासायनिक प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम को बाधित करते हैं, और इस प्रकार उनमें अपरिवर्तनीय परिवर्तन हो सकते हैं, जिससे पौधों की वृद्धि और मृत्यु रुक जाती है। तापमान में 25-28 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि से प्रकाश संश्लेषण की गतिविधि बढ़ जाती है, और इसके आगे बढ़ने के साथ, श्वसन प्रकाश संश्लेषण पर स्पष्ट रूप से हावी होने लगता है, जिससे पौधों के वजन में कमी आती है। इसलिए, एक नियम के रूप में, 30 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर अधिकांश कृषि फसलें, श्वसन पर कार्बोहाइड्रेट बर्बाद कर देती हैं, जिससे उपज में वृद्धि नहीं होती है। तापमान में कमी पर्यावरण 25 से 10°C तक प्रकाश संश्लेषण और पौधों की वृद्धि की तीव्रता 4-5 गुना कम हो जाती है। वह तापमान जिस पर प्रकाश संश्लेषक उत्पादों का निर्माण श्वसन के लिए उनकी खपत के बराबर होता है, क्षतिपूर्ति बिंदु कहलाता है।

अधिकांश उच्च तीव्रतासमशीतोष्ण जलवायु के पौधों में प्रकाश संश्लेषण 24-26°C के बीच देखा जाता है। अधिकांश खेतों की फसलों के लिए, दिन के दौरान इष्टतम तापमान 25°C, रात में - 16-18°C होता है। जब तापमान 35-40 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ जाता है, तो जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में व्यवधान और अत्यधिक वाष्पोत्सर्जन के परिणामस्वरूप प्रकाश संश्लेषण बंद हो जाता है (कुज़नेत्सोव, दिमित्रीवा, 2006)। इष्टतम से तापमान का एक महत्वपूर्ण विचलन, या तो ऊपर या नीचे, पौधों की कोशिकाओं में एंजाइमेटिक गतिविधि, प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता और पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति को कम कर देता है।

जड़ वृद्धि पर तापमान का बड़ा प्रभाव पड़ता है। कम (< 5°С) и высокие (>30°C) मिट्टी का तापमान जड़ों के सतही स्थान में योगदान देता है, जिससे उनकी वृद्धि और गतिविधि काफी कम हो जाती है। अधिकांश पौधों में सबसे शक्तिशाली शाखाएँ होती हैं मूल प्रक्रिया 20-25°C के मिट्टी के तापमान पर बनता है।

उर्वरक लगाने का समय निर्धारित करते समय, पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति पर मिट्टी के तापमान के महत्वपूर्ण प्रभाव को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। यह स्थापित किया गया है कि 12 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, पौधों द्वारा मिट्टी और उर्वरकों से फास्फोरस, पोटेशियम और सूक्ष्म तत्वों का उपयोग काफी कम हो जाता है, और 8 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर, खनिज नाइट्रोजन की खपत भी काफी कम हो जाती है। अधिकांश कृषि फसलों के लिए, पौधों को बुनियादी पोषक तत्वों की आपूर्ति के लिए 5-6 डिग्री सेल्सियस का तापमान महत्वपूर्ण है।

बढ़ते मौसम की ताप आपूर्ति काफी हद तक बोए गए क्षेत्रों की संरचना और अधिक उत्पादक देर से पकने वाली फसलों को उगाने की संभावना से निर्धारित होती है जिनका उपयोग लंबे समय तक किया जा सकता है। सौर ऊर्जाफसल तैयार करना या जल्दी काटी गई फसल के बाद बार-बार बुआई करना।

रूस के गैर-चेर्नोज़ेम क्षेत्र की स्थितियों में, तापमान के योग पर कृषि फसलों की उत्पादकता की प्रत्यक्ष निर्भरता होती है। वन-स्टेपी में और स्टेपी जोनसिंचित परिस्थितियों में, सकारात्मक तापमान की संख्या और कृषि उपज के बीच कोई विश्वसनीय संबंध स्थापित नहीं किया गया है। देश के मध्य और दक्षिणी क्षेत्रों में, तापमान में 2-3 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि या कमी का पौधों की उत्पादकता पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है।

तापमान का मिट्टी के माइक्रोफ्लोरा की महत्वपूर्ण गतिविधि पर भी बहुत प्रभाव पड़ता है, जो पौधों के खनिज पोषण को निर्धारित करता है। यह स्थापित किया गया है कि सूक्ष्मजीवों के प्रभाव में मिट्टी में कार्बनिक अवशेषों के अमोनीकरण की सबसे बड़ी तीव्रता 26-30 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 70-80% एचबी की मिट्टी की नमी पर होती है। इष्टतम मूल्यों से तापमान या आर्द्रता का विचलन मिट्टी में सूक्ष्मजीवविज्ञानी प्रक्रियाओं की तीव्रता को काफी कम कर देता है।

पौधों की नमी आपूर्ति का प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता और उर्वरकों की प्रभावशीलता पर बहुत प्रभाव पड़ता है। रंध्रों के खुलने की डिग्री, पत्तियों में CO2 के प्रवेश की दर और O2 के निकलने की दर पौधों की स्फीति अवस्था पर निर्भर करती है। सूखे और अत्यधिक आर्द्रता की स्थिति में, रंध्र आमतौर पर बंद हो जाते हैं और कार्बन डाइऑक्साइड (प्रकाश संश्लेषण) का अवशोषण बंद हो जाता है। प्रकाश संश्लेषण की उच्चतम तीव्रता पत्ती में थोड़ी सी पानी की कमी (पूर्ण संतृप्ति का 10-15%) के साथ देखी जाती है, जब रंध्र अधिकतम खुले होते हैं। केवल इष्टतम जल व्यवस्था की स्थितियों में ही पौधों की जड़ प्रणाली सबसे अधिक प्रदर्शित होती है उच्च गतिविधिमिट्टी के घोल से पोषक तत्वों की खपत। मिट्टी में नमी की कमी से जाइलम के माध्यम से पत्तियों तक पानी और पोषक तत्वों की गति में कमी आती है, प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता और पौधों के बायोमास में कमी आती है।

न केवल वर्षा की मात्रा महत्वपूर्ण है, बल्कि व्यक्तिगत फसलों के संबंध में बढ़ते मौसम के दौरान इसके वितरण की गतिशीलता भी महत्वपूर्ण है। कृषि फसलों की उत्पादकता काफी हद तक पौधों की वृद्धि और विकास के सबसे महत्वपूर्ण चरणों के दौरान नमी की उपलब्धता से निर्धारित होती है।

गैर-चेर्नोज़ेम क्षेत्र के लिए, अनाज की फसलों के लिए मई के अंत में - जून की शुरुआत में, आलू, मक्का, जड़ वाली फसलों के लिए जुलाई - अगस्त में उपज और वर्षा के बीच एक गहरा संबंध स्थापित किया गया है। सब्जी की फसलें. इन अवधियों के दौरान नमी की कमी से पौधों की उपज और उर्वरकों की प्रभावशीलता काफी कम हो जाती है।

नाइट्रोजन का प्रयोग एवं फास्फोरस-पोटेशियम उर्वरकनमी की कमी काफी हद तक बढ़ जाती है, क्योंकि जमीन के ऊपर के द्रव्यमान की उपज में वृद्धि के अनुपात में पानी की खपत भी बढ़ जाती है। यह स्थापित किया गया है कि उर्वरित खेतों में मिट्टी पर पौधों के सूखने का प्रभाव असंक्रमित क्षेत्रों की तुलना में पहले और अधिक गहराई तक प्रकट होना शुरू हो जाता है। इसलिए, जब नमी की कमी होती है, तो उर्वरित खेतों को जितनी जल्दी हो सके बोया जाता है, ताकि जब तक सूखा आए और मिट्टी की ऊपरी परत सूख जाए, जड़ें निचले, अधिक नम क्षितिज तक पहुंच जाएं। स्टेपी क्षेत्रों में नमी संचय के लिए सबसे महत्वपूर्ण उपाय बर्फ बनाए रखना, नमी को रोकने के लिए जल्दी हैरोइंग करना और जल्दी बुआई करना है।

वन-स्टेप और ड्राई-स्टेप ज़ोन में, नमी की उपलब्धता इनमें से एक है सबसे महत्वपूर्ण कारककृषि फसलों की उत्पादकता.

पर्याप्त और अत्यधिक नमी वाले क्षेत्रों में, लीचिंग जल व्यवस्था का पौधों को पोषक तत्वों की आपूर्ति पर बहुत प्रभाव पड़ता है, क्योंकि नाइट्रोजन, कैल्शियम, मैग्नीशियम और घुलनशील ह्यूमिक पदार्थों की एक महत्वपूर्ण मात्रा नीचे की ओर प्रवाह के साथ मिट्टी की जड़ परत से हटा दी जाती है। पानी डा। यह व्यवस्था, एक नियम के रूप में, शरद ऋतु और शुरुआती वसंत में बनाई जाती है।

फसल की पैदावार, उर्वरक दक्षता, लाइनों और कृषि पद्धतियों पर बहुत प्रभाव क्षेत्र कार्यखेतों के एक्सपोज़र और राहत पर प्रभाव पड़ता है, क्योंकि अलग-अलग एक्सपोज़र और ढलान की ढलानें मिट्टी में ह्यूमस और पोषक तत्वों की सामग्री, तापीय और जल व्यवस्था और उर्वरकों के प्रति कृषि पौधों की प्रतिक्रिया में काफी भिन्न होती हैं। उत्तरी और उत्तरपूर्वी ढलानों की मिट्टी, एक नियम के रूप में, अधिक नम होती है, नमी के साथ बेहतर प्रदान की जाती है, अधिक बर्फ का आवरण होता है, दक्षिणी ढलानों की तुलना में देर से पिघलती है और, एक नियम के रूप में, भारी ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना होती है। दक्षिणी और दक्षिण-पश्चिमी ढलानों की मिट्टी उत्तरी ढलानों की तुलना में अधिक गर्म होती है, पहले पिघलती है, पिघले और तूफानी पानी के तीव्र बाढ़ अपवाह की विशेषता होती है, इसलिए, एक नियम के रूप में, वे अधिक नष्ट हो जाती हैं और कम गाद कण होते हैं। दक्षिणी ढलानों की मिट्टी में, ठूंठ-जड़ अवशेषों का खनिजकरण और जैविक खादअधिक तीव्रता से बहती है, इसलिए वे कम नम होती हैं। बर्फ का आवरण जितना अधिक होगा, मिट्टी के जमने की गहराई जितनी कम होगी, वह वसंत को उतना ही बेहतर ढंग से अवशोषित करेगी पिघला हुआ पानीऔर बाढ़ से मिट्टी कम नष्ट होती है।

फ़ील्ड कार्य के समय की योजना बनाते समय और उर्वरक लगाने के लिए उपकरणों की आवश्यकता की योजना बनाते समय विभिन्न एक्सपोज़र की मिट्टी की विशेषताओं को ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है, क्योंकि दक्षिणी ढलानों पर फ़ील्ड कार्य पूरा होने के बाद इसका उपयोग उत्तरी एक्सपोज़र वाले क्षेत्रों में किया जाता है।

नमी और गर्मी की आपूर्ति पर पौधों की वृद्धि और विकास की अत्यधिक निर्भरता के बावजूद, गैर-ब्लैक अर्थ क्षेत्र और कई अन्य क्षेत्रों में कृषि उपज के निर्माण में निर्णायक भूमिका मिट्टी की उर्वरता और उर्वरकों के उपयोग की है।

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हवा के तापमान का प्रभाव

प्रत्येक पौधे की प्रजाति की जीवन प्रक्रियाएँ एक निश्चित समय पर होती हैं थर्मल मोड, जो गर्मी की गुणवत्ता और उसके संपर्क की अवधि पर निर्भर करता है।

विभिन्न पौधों की जरूरत है अलग-अलग मात्रागर्मी और इष्टतम से तापमान के विचलन (नीचे और ऊपर दोनों) को सहन करने की अलग-अलग क्षमता होती है।

इष्टतम तापमान- विकास के एक निश्चित चरण में एक निश्चित प्रकार के पौधे के लिए सबसे अनुकूल तापमान।

अधिकतम और न्यूनतम तापमान जो पौधों के सामान्य विकास को बाधित नहीं करते हैं, उचित परिस्थितियों में उनकी खेती के लिए अनुमेय तापमान सीमा निर्धारित करते हैं। तापमान में कमी से सभी प्रक्रियाओं में मंदी आती है, साथ ही प्रकाश संश्लेषण कमजोर हो जाता है और गठन में रुकावट आती है कार्बनिक पदार्थ, श्वसन, वाष्पोत्सर्जन। तापमान में वृद्धि इन प्रक्रियाओं को सक्रिय करती है।

यह देखा गया है कि बढ़ते तापमान के साथ प्रकाश संश्लेषण की तीव्रता बढ़ जाती है और समशीतोष्ण अक्षांशों के पौधों के लिए 15-20 ℃ और उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय पौधों के लिए 25-30 ℃ के क्षेत्र में अधिकतम तक पहुंच जाती है। शरद ऋतु के अंदरूनी हिस्सों में दैनिक तापमान लगभग कभी भी 13℃ से नीचे नहीं जाता है। सर्दियों में यह 15-21℃ के बीच होता है। वसंत ऋतु में तापमान में उतार-चढ़ाव बढ़ जाता है। यह 18-25℃ तक पहुँच जाता है। में गर्मी का समयपूरे दिन तापमान अपेक्षाकृत अधिक रहता है और 22-28℃ रहता है। जैसा कि आप देख सकते हैं, घर के अंदर हवा का तापमान लगभग पूरे वर्ष होने वाली प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया के लिए आवश्यक तापमान सीमा के भीतर है। इसलिए तापमान इतना सीमित कारक नहीं है कमरे की स्थिति, प्रकाश की तीव्रता के रूप में।

में शीत कालइनडोर पालतू जानवर कम तापमान पर सामान्य महसूस करते हैं, क्योंकि... उनमें से कई आराम की स्थिति में हैं, जबकि अन्य में विकास प्रक्रिया धीमी हो जाती है या अस्थायी रूप से रुक जाती है। इसलिए, गर्मी की तुलना में गर्मी की आवश्यकता कम हो जाती है।

पौधों की वृद्धि पर प्रकाश का प्रभाव - फोटोमोर्फोजेनेसिस। पौधों की वृद्धि पर लाल और दूर-लाल प्रकाश का प्रभाव

फोटोमोर्फोजेनेसिस- ये विभिन्न वर्णक्रमीय संरचना और तीव्रता के प्रकाश के प्रभाव में एक पौधे में होने वाली प्रक्रियाएं हैं। उनमें, प्रकाश ऊर्जा के प्राथमिक स्रोत के रूप में नहीं, बल्कि कार्य करता है संकेतमतलब, विनियमनपौधों की वृद्धि और विकास की प्रक्रियाएँ। आप सड़क के साथ कुछ सादृश्य बना सकते हैं ट्रैफिक - लाइट, स्वचालित रूप से विनियमित ट्रैफ़िक. केवल नियंत्रण के लिए, प्रकृति ने "लाल - पीला - हरा" नहीं, बल्कि रंगों का एक अलग सेट चुना: "नीला - लाल - सुदूर लाल"।

और फोटोमोर्फोजेनेसिस की पहली अभिव्यक्ति बीज के अंकुरण के समय होती है।
मैंने पहले ही लेख में बीज की संरचना और अंकुरण की विशेषताओं के बारे में बात की है अंकुर. लेकिन इससे संबंधित विवरण संकेतआइए प्रकाश की क्रिया द्वारा इस अंतर को भरें।

तो, बीज शीतनिद्रा से जाग गया और मिट्टी की एक परत के नीचे रहते हुए, यानी अंदर, अंकुरित होना शुरू हो गया। अंधेरा. मुझे तुरंत ध्यान देना चाहिए कि छोटे बीज, सतही रूप से बोए गए और किसी भी चीज के साथ छिड़के नहीं, भी अंकुरित होते हैं अंधेरारात में।
वैसे, मेरी टिप्पणियों के अनुसार, सामान्य तौर पर, सभी रसाडा एक उज्ज्वल स्थान पर खड़े होकर अंकुरित होते हैं रात मेंऔर आप सुबह बड़े पैमाने पर गोलीबारी देख सकते हैं।
लेकिन आइए हम अपने दुर्भाग्यपूर्ण जन्मे बीज की ओर लौटें। समस्या यह है कि मिट्टी की सतह पर प्रकट होने के बाद भी, अंकुर को इसके बारे में पता नहीं चलता है और वह सक्रिय रूप से बढ़ता रहता है, प्रकाश की तलाश में, जीवन की तलाश में, जब तक कि उसे एक विशेष प्राप्त न हो जाए। संकेत: रुकना, आपको और अधिक भागदौड़ करने की आवश्यकता नहीं है, आप पहले से ही स्वतंत्र हैं और जीवित रहेंगे। (मुझे ऐसा लगता है कि लोगों ने स्वयं ड्राइवरों के लिए लाल ब्रेक लाइट का आविष्कार नहीं किया, बल्कि इसे प्रकृति से चुराया...:-)।
और यह ऐसा संकेत हवा से नहीं, नमी से नहीं, यांत्रिक क्रिया से नहीं, बल्कि अल्पकालिक प्रकाश विकिरण से प्राप्त करता है लालस्पेक्ट्रम का हिस्सा.
और ऐसा संकेत प्राप्त करने से पहले, अंकुर तथाकथित में है नष्ट हो गयास्थिति। जिसमें उसका रंग पीला और झुकी हुई आकृति है। हुक एक खुला एपिकोटाइल या हाइपोकोटिल है, जो कांटों के माध्यम से तारों की ओर धकेलते समय कली (विकास बिंदु) की रक्षा के लिए आवश्यक है, और यह तब भी बना रहेगा जब विकास अंधेरे में जारी रहेगा और पौधा इस लुप्त अवस्था में रहेगा।

अंकुरण

पौधों के विकास में प्रकाश अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। प्रकाश विकिरण के प्रभाव में पौधों की आकृति विज्ञान में होने वाले परिवर्तनों को फोटोमोर्फोजेनेसिस कहा जाता है। बीज के मिट्टी में अंकुरित होने के बाद, सूरज की पहली किरणें नए पौधे में आमूल-चूल परिवर्तन लाती हैं।

यह ज्ञात है कि लाल प्रकाश के प्रभाव में बीज अंकुरण की प्रक्रिया सक्रिय हो जाती है, और सुदूर लाल प्रकाश के प्रभाव में यह दब जाती है। नीली रोशनी भी अंकुरण को रोकती है। यह प्रतिक्रिया छोटे बीजों वाली प्रजातियों के लिए विशिष्ट है, क्योंकि छोटे बीजों की पर्याप्त आपूर्ति नहीं होती है पोषक तत्वपृथ्वी की मोटाई से गुजरते हुए अंधेरे में विकास सुनिश्चित करना। छोटे बीज संचारित लाल प्रकाश के संपर्क में आने पर ही अंकुरित होते हैं पतली परतपृथ्वी, जबकि केवल अल्पकालिक विकिरण ही पर्याप्त है - प्रति दिन 5-10 मिनट। मिट्टी की परत की मोटाई में वृद्धि से दूर-लाल रोशनी के साथ स्पेक्ट्रम का संवर्धन होता है, जो बीज के अंकुरण को दबा देता है। पोषक तत्वों की पर्याप्त आपूर्ति वाले बड़े बीजों वाली पौधों की प्रजातियों में अंकुरण को प्रेरित करने के लिए प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है।

सामान्यतः बीज से पहले जड़ निकलती है और फिर अंकुर निकलता है। इसके बाद, जैसे-जैसे अंकुर बढ़ता है (आमतौर पर प्रकाश के प्रभाव में), द्वितीयक जड़ें और अंकुर विकसित होते हैं। यह समन्वित प्रगति युग्मित वृद्धि की घटना की प्रारंभिक अभिव्यक्ति है, जहां जड़ विकास प्ररोह वृद्धि को प्रभावित करता है और इसके विपरीत। काफी हद तक, ये प्रक्रियाएँ हार्मोन द्वारा नियंत्रित होती हैं।

प्रकाश की अनुपस्थिति में, अंकुर तथाकथित विकृत अवस्था में रहता है, और उसका रंग पीला और झुके हुए आकार का होता है। हुक एक खुला एपिकोटिल या हाइपोकोटिल है जो मिट्टी के माध्यम से अंकुरण के दौरान विकास बिंदु की रक्षा के लिए आवश्यक है, और यदि अंधेरे में विकास जारी रहता है तो यह बना रहेगा।

लाल बत्ती

ऐसा क्यों होता है - थोड़ा और सिद्धांत। यह पता चला है कि, क्लोरोफिल के अलावा, किसी भी पौधे में एक और अद्भुत रंगद्रव्य होता है, जिसका एक नाम है - फाइटोक्रोम. (वर्णक एक प्रोटीन है जिसमें श्वेत प्रकाश स्पेक्ट्रम के एक निश्चित भाग के प्रति चयनात्मक संवेदनशीलता होती है।)
विशिष्टता फाइटोक्रोमक्या यह ले सकता है दो रूपसाथ विभिन्न गुणप्रभाव में लालप्रकाश (660 एनएम) और दूरस्थलाल बत्ती (730 एनएम), यानी। उसके पास क्षमता है फोटोपरिवर्तन. इसके अलावा, एक या दूसरे लाल बत्ती के साथ अल्पकालिक रोशनी को वैकल्पिक करना "ऑन-ऑफ" स्थिति वाले किसी भी स्विच में हेरफेर करने के समान है, अर्थात। अंतिम प्रभाव का परिणाम हमेशा सुरक्षित रहता है।
फाइटोक्रोम का यह गुण दिन के समय (सुबह-शाम) की निगरानी, ​​नियंत्रण सुनिश्चित करता है आवृत्तिपौधे की जीवन गतिविधि। इसके अतिरिक्त, प्रकाश का प्यारया छाया सहनशीलताकिसी विशेष पौधे की गुणवत्ता उसमें मौजूद फाइटोक्रोम की विशेषताओं पर भी निर्भर करती है। और अंत में, सबसे महत्वपूर्ण बात - कुसुमितपौधों को भी नियंत्रित किया जाता है... फाइटोक्रोम! लेकिन अगली बार उस पर और अधिक।

इस बीच, आइए अपने अंकुर की ओर लौटते हैं (यह इतना अशुभ क्यों है...) फाइटोक्रोम, क्लोरोफिल के विपरीत, न केवल पत्तियों में पाया जाता है, बल्कि इसमें भी पाया जाता है। बीज. बीज अंकुरण की प्रक्रिया में फाइटोक्रोम की भागीदारी कुछपौधों की प्रजातियाँ हैं: सरलता से लालरोशनी उत्तेजित करता हैबीज अंकुरण प्रक्रियाएं, और सुदूर लाल - दबाबीज अंकुरण। (संभव है कि इसी कारण बीज रात में अंकुरित होते हैं)। हालाँकि यह कोई पैटर्न नहीं है सब लोगपौधे। लेकिन किसी भी मामले में, लाल स्पेक्ट्रम सुदूर लाल स्पेक्ट्रम की तुलना में अधिक उपयोगी (यह उत्तेजित करता है) है, जो जीवन प्रक्रियाओं की गतिविधि को दबा देता है।

लेकिन चलिए मान लेते हैं कि हमारा बीज भाग्यशाली था और वह अंकुरित हो गया और सतह पर विक्षत रूप में दिखाई देने लगा। अब बहुत हो गया लघु अवधिप्रक्रिया शुरू करने के लिए अंकुर को जलाना डीटियोलेशन: तने की वृद्धि दर कम हो जाती है, हुक सीधा हो जाता है, क्लोरोफिल संश्लेषण शुरू हो जाता है, बीजपत्र हरे होने लगते हैं।
और यह सब, धन्यवाद लालदुनिया के लिए सौर दिन के उजाले में सुदूर लाल किरणों की तुलना में अधिक सामान्य लाल किरणें होती हैं, इसलिए पौधा दिन के दौरान अत्यधिक सक्रिय होता है, और रात में यह निष्क्रिय हो जाता है।

कृत्रिम प्रकाश के स्रोत के लिए कोई व्यक्ति "आंख से" स्पेक्ट्रम के इन दो करीबी हिस्सों के बीच अंतर कैसे कर सकता है? अगर हमें याद है कि लाल क्षेत्र की सीमा इन्फ्रारेड पर होती है, यानी। थर्मलविकिरण, तो हम यह मान सकते हैं कि विकिरण "स्पर्श करने पर जितना गर्म महसूस होता है", उसमें उतनी ही अधिक अवरक्त किरणें होती हैं, और इसलिए सुदूर लालस्वेता। अपना हाथ एक नियमित तापदीप्त प्रकाश बल्ब या फ्लोरोसेंट फ्लोरोसेंट लैंप के नीचे रखें - और आप अंतर महसूस करेंगे।

पौधों के शीत प्रतिरोध का निर्धारण

कम तापमान वाले तनाव (कोल्ड शेक) की अवधारणा में ठंड या ठंढ के प्रभाव के लिए पौधों की प्रतिक्रियाओं का पूरा सेट और पौधे के जीनोटाइप के अनुरूप प्रतिक्रियाएं शामिल हैं और आणविक से जीव तक पौधे जीव के संगठन के विभिन्न स्तरों पर प्रकट होती हैं।

शीत सहनशीलता गर्मी-प्रेमी पौधों की कम सकारात्मक तापमान के प्रभाव को सहन करने की क्षमता है। शीत-प्रतिरोधी पौधे वे होते हैं जो क्षतिग्रस्त नहीं होते हैं और 0 से +10 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर उनकी उत्पादकता कम नहीं होती है।

अधिकांश फसलों के लिए, कम सकारात्मक तापमान लगभग हानिरहित होता है। गर्मी पसंद पौधों के अलग-अलग अंगों में ठंड के प्रति अलग-अलग प्रतिरोध होता है। मकई और अनाज में, तने सबसे जल्दी नष्ट हो जाते हैं, चावल में पत्तियां कम प्रतिरोधी होती हैं, सोयाबीन में पहले डंठल क्षतिग्रस्त होते हैं और फिर पत्ती के ब्लेड, और मूंगफली में जड़ प्रणाली ठंड के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होती है।

ठंड के संपर्क में आने पर, पत्तियों के परिवहन अंगों तक पानी पहुंचाने में व्यवधान के कारण पत्तियां अपना स्फीति खो देती हैं, जिससे इंट्रासेल्युलर पानी की मात्रा में कमी आ जाती है। हाइड्रोलाइटिक प्रक्रियाएं तेज हो जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैर-प्रोटीन नाइट्रोजन (प्रोलाइन और अन्य नाइट्रोजनयुक्त यौगिक) और मोनोसेकेराइड का संचय होता है। प्रोटीन की विविधता और मात्रा, विशेष रूप से कम आणविक भार (26, 32 केडीए), बढ़ जाती है।

झिल्लियों की पारगम्यता बढ़ जाती है। यह प्रतिक्रिया ठंड के संपर्क के प्राथमिक तंत्रों में से एक है। कम तापमान पर झिल्लियों की स्थिति में परिवर्तन काफी हद तक कैल्शियम आयनों के नुकसान से जुड़ा होता है। सर्दियों के गेहूं में, यदि प्रभाव बहुत मजबूत नहीं है, तो कोशिका झिल्ली कैल्शियम आयन खो देती है, पारगम्यता बढ़ जाती है; विभिन्न आयन, मुख्य रूप से पोटेशियम, साथ ही साइटोप्लाज्म से कार्बनिक अम्ल और शर्करा कोशिका दीवार या अंतरकोशिकीय स्थानों में प्रवेश करते हैं। कैल्शियम आयन भी कोशिका भित्ति में प्रवेश करते हैं, लेकिन साइटोप्लाज्म में उनकी सांद्रता भी बढ़ जाती है, और H+-ATPase सक्रिय हो जाता है। सक्रिय प्रोटॉन परिवहन द्वितीयक सक्रिय परिवहन को ट्रिगर करता है, और पोटेशियम आयन कोशिका में लौट आते हैं। परिणामस्वरूप, पानी और उन पदार्थों का अवशोषण बढ़ जाता है जो कोशिका छोड़ देते हैं, अर्थात। बाह्यकोशिकीय स्थान से कोशिका रस इसमें प्रवेश करता है, जिससे क्षति के बाद इसकी स्थिति बहाल हो जाती है (चित्र 24ए)।

कम तापमान के संपर्क में आने पर, झिल्लियों द्वारा कैल्शियम आयनों की हानि बहुत अधिक होती है। मजबूत जोखिम के परिणामस्वरूप, साइटोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की मात्रा बढ़ जाती है, और झिल्ली संरचनाएं बाधित हो जाती हैं, साथ ही झिल्ली से बंधे एंजाइमों के कार्य भी बाधित हो जाते हैं। H+-ATPase निष्क्रिय है, और इसके विपरीत, फॉस्फोलिपिड सक्रिय होते हैं, जो आयन रिसाव का कारण बनता है और झिल्ली लिपिड के क्षरण को उत्तेजित करता है। इस मामले में, क्षति अपरिवर्तनीय हो जाती है।

झिल्ली पारगम्यता में परिवर्तन फैटी एसिड घटकों में बदलाव के साथ भी जुड़ा हुआ है: संतृप्त फैटी एसिड असंतृप्त फैटी एसिड की तुलना में पहले तरल क्रिस्टलीय अवस्था से जेल अवस्था में चले जाते हैं। इसलिए, झिल्ली में जितना अधिक संतृप्त फैटी एसिड होता है, वह उतना ही सख्त होता है, अर्थात। कम प्रयोगशाला. असंतृप्त वसीय अम्लों के स्तर को बढ़ाकर, कम तापमान के प्रति संवेदनशीलता को कम करना संभव था।

झिल्ली विघटन भी मुक्त कणों की सामग्री में वृद्धि से सुगम होता है, जो बढ़े हुए लिपिड पेरोक्सीडेशन (एलपीओ) का संकेत देता है। उदाहरण के लिए, 2ºC पर चावल में, ऊतकों में एंटीऑक्सीडेंट एंजाइम एसओडी की गतिविधि कम हो गई और एलपीओ के अंतिम उत्पाद मैलोनडायलडिहाइड (एमडीए) की सामग्री बढ़ गई। जब टोकोफ़ेरॉल से उपचार किया गया, तो एमडीए की मात्रा कम हो गई।

झिल्लियों की अखंडता के उल्लंघन से सेलुलर संरचनाओं का विघटन होता है: माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट सूज जाते हैं, उनमें क्राइस्टे और थायलाकोइड्स की संख्या कम हो जाती है, रिक्तिकाएं दिखाई देती हैं, ईआर संकेंद्रित वृत्त बनाता है, जिसमें रिक्तिका के अंदर टोनोप्लास्ट भी शामिल होता है। ये निरर्थक परिवर्तन हैं.

क्लोरोप्लास्ट के थायलाकोइड झिल्ली के विघटन के कारण, प्रकाश संश्लेषण बाधित होता है, जो ईटीसी और केल्विन चक्र के एंजाइम दोनों पर लागू होता है।

ठंड के संपर्क में आने से श्वसन प्रक्रिया को होने वाली क्षति में भी कमी देखी गई है ऊर्जा दक्षताके साथ जुड़े अतिरिक्त लागतचयापचय को बनाए रखने के लिए. वैकल्पिक श्वास मार्ग की सक्रियता बढ़ जाती है। कुछ मामलों में, उदाहरण के लिए एरोइड्स में, इस मार्ग की तीव्रता ठंड के मौसम में फूलों के तापमान में वृद्धि में योगदान करती है, जो वाष्पीकरण के लिए आवश्यक है ईथर के तेलजो कीड़ों को आकर्षित करते हैं. श्वसन मार्गों का अनुपात भी पेंटोस फॉस्फेट मार्ग के पक्ष में बदलता है।

गर्मी-पसंद पौधों में, प्रकाश संश्लेषण का पूर्ण निषेध 0°C पर होता है, क्योंकि क्लोरोप्लास्ट झिल्ली बाधित हो जाती है और इलेक्ट्रॉन परिवहन और प्रकाश संश्लेषक फॉस्फोराइलेशन अयुग्मित हो जाते हैं। गैर-ठंड-प्रतिरोधी मकई किस्मों में, +30C के तापमान के संपर्क में आने के 20 घंटे बाद क्लोरोप्लास्ट विघटित हो जाते हैं और रंगद्रव्य नष्ट हो जाते हैं। मकई जैसे ठंड प्रतिरोधी संकरों में, +3°C का तापमान पिगमेंट की संरचना और क्लोरोप्लास्ट की संरचना को प्रभावित नहीं करता है।

प्रकाश संश्लेषण पर तापमान का प्रभाव प्रकाश के संपर्क पर निर्भर करता है। सख्त तापमान (+15°C) पर खीरे की पत्तियों में क्लोरोफिल का निर्माण कम रोशनी के स्तर पर कम बाधित होता है। विकास अवरुद्ध हो जाता है, फाइटोहोर्मोन का संतुलन बदल जाता है - एबीए सामग्री बढ़ जाती है (मुख्य रूप से)। प्रतिरोधी किस्मेंऔर प्रजातियाँ), और ऑक्सिन कम हो जाता है। तापमान में कमी से परिवहन प्रक्रियाओं में भी बदलाव आता है: NO3 का अवशोषण कमजोर हो जाता है, और NH4 बढ़ जाता है, खासकर अनुकूलित पौधों में। जड़ों से पत्तियों तक NO3 का परिवहन कम तापमान के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होता है।

लंबे समय तक कम तापमान के संपर्क में रहने से पौधे की मृत्यु हो जाती है। पौधों की मृत्यु का मुख्य कारण झिल्ली पारगम्यता में अपरिवर्तनीय वृद्धि, कोशिका चयापचय को नुकसान और विषाक्त पदार्थों का संचय है।