Почему один фактор важнее другого?
Растения нуждаются в питательных веществах, воде, тепле и свете для нормального роста и развития. Однако вопрос о том, что важнее для растений — тепло или свет, остается открытым.
Важность тепла и света для роста растений зависит от многих факторов, включая вид растения, время года, длительность дня, условия внешней среды и т.д. В некоторых случаях, тепло может быть более важным фактором, а в других — свет
Например, для растений, которые произрастают в холодных климатических условиях, тепло может быть необходимо для того, чтобы закрепиться в почве и выжить зиму. Однако для большинства растений, свет — наиболее важный фактор, который определяет их рост, развитие и цветение.
Свет является источником энергии, необходимой для фотосинтеза, который является ключевым процессом для роста и развития растений. Если растение не получает достаточно света, оно может начать вытягиваться, что может привести к его слабости и болезням. Кроме того, недостаток света может нарушить циклы цветения и плодоношения.
В целом, важность тепла и света для растений зависит от условий, в которых они развиваются. Однако в большинстве случаев, свет является более важным фактором, который определяет рост и развитие растений
Тепло
Тепло необходимо растениям во все периоды их роста и развития. Требования к теплу у различных культур неодинаковы и зависят от происхождения, вида, биологии, фазы развития и возраста растения.
Теплолюбивые культуры
Семена теплолюбивых культур прорастают при температуре выше +10°C. Такие растения, не только не переносят заморозков, но и длительного похолодания, особенно в дождливую погоду.
При температуре ниже 10—12°C рост и развитие теплолюбивых растений приостанавливаются, они ослабевают и быстрее поражаются грибными и бактериальными болезнями. При более низкой температуре они погибают. Наиболее благоприятная температура для роста, развития и плодоношения теплолюбивых культур выше +20°С.
Практическое значение в некотором повышении холодостойкости теплолюбивых культур имеют приемы по закалке семян и рассады низкими и переменными температурами, также повышенные дозы калия при подкормках.
Холодостойкие культуры
Семена холодостойких культур прорастают при температуре ниже +10°C. Температура +17 — 20°C наиболее благоприятна для развития и плодоношения растений этой группы.
При понижении температуры рост холодостойких культур продолжается, однако, если всходы подвергаются длительному воздействию низких температур (2—0°С), многие растения преждевременно выбрасывают цветоносный побег, не образуя ни полноценного урожая, ни семян.
Особенно резко это проявляется у растений свеклы и сельдерея. Капуста после высадки ее в грунт может переносить не только продолжительные низкие температуры, но и кратковременные заморозки, которые не отражаются на дальнейшем росте и развитии. Осенью же, перед уборкой, заморозки в 4—5°С не сказываются отрицательно на качестве продукции в том случае, если кочаны перед срезкой оттают на корню.
Зимостойкие культуры хорошо зимуют в грунте под снежным покровом при морозах в -30°С и более, а весной начинают расти вслед за стаиванием снега.
Молодым растениям, приспосабливающимся к условиям внешней среды и к самостоятельному корневому питанию, необходима температура, как днем, так и ночью ниже, чем семенам при прорастании. Это необходимо и для равномерного развития надземных органов и корневой системы, от чего зависит нормальный рост и развитие растений.
С развитием листьев и стеблей, когда начинается воздушное питание растений, температура должна быть выше
В этот период особенно важно правильное соотношение между температурой и освещением
В солнечную погоду повышение температуры не сказывается отрицательно на развитии растений, при пасмурной же погоде температуру по возможности необходимо снижать. Необходимость в понижении температуры возрастает в ночное время, так как при высокой температуре без света растения вытягиваются, ослабевают, что не только задерживает сроки поступления урожая, но и отрицательно сказывается на его величине.
В период бутонизации, цветения и плодоношения необходима повышенная температура для всех растений как днем, так и ночью, особенно для культур, выращиваемых в теплицах и парниках, у которых нарастание плодов происходит в основном ночью.
Задание 3 / 4
Прочитайте текст «Тепло и холод в жизни растений» и рассмотрите рисунки, расположенные справа. Для ответа на вопрос отметьте нужный вариант ответа.
Настя узнала, что для роста и развития растению нужна определённая температура почвы, а регулировать температуру почвы можно с помощью мульчирования – приёма, позволяющего как накапливать тепло в почве, так и сократить его поступление. В жарких регионах летом почву мульчируют, то есть покрывают белой непрозрачной пленкой, чтобы верхний слой почвы не перегревался и сохранял оптимальную температуру для развития растений. В Интернете Настя прочитала, что светлые предметы большую часть солнечных лучей отражают, а тёмные наоборот поглощают.
Почему в жарких регионах летом покрывают почву белой непрозрачной пленкой?
Отметьте один верный вариант ответа.
- Белая непрозрачная пленка поглощает лучи солнца
- Белая непрозрачная пленка нейтральна к лучам солнца
- Белая непрозрачная пленка отражает лучи солнца
- Белая непрозрачная пленка усиливает испарение воды под лучами солнца
Влияние тепла на растения
Чрезмерное тепло так же вредно для растений, как и чрезмерный холод. Эволюция организмов развила влияние температуры на растения как устойчивость к тепловому стрессу, хотя изменения не столь заметны, как устойчивость к холодовому стрессу. Различные части растений приобретают разную степень термостойкости, но картина меняется между видами. У некоторых видов самые верхние листья кроны часто являются наиболее термостойкими; у других видов это средние листья или листья у основания растения. Температура около 44ºC обычно вредна для вечнозеленых растений и кустарников из холодных зимних регионов.
Деревья умеренной зоны повреждаются при температуре 45–50ºC, тропические деревья-при температуре 50–55ºC. Повреждения, полученные при температуре ниже 50 °C, обычно могут быть восстановлены ростом; повреждения, полученные при температуре выше этой температуры, чаще всего необратимы. Время воздействия чрезмерного тепла является критическим фактором выживания растений, в то время как воздействие заморозков переживают легче. Про деревья много интересных фактов.
Можно ли сажать цветы в мае
Май — отличное время для посадки цветов в открытый грунт. В это время температура воздуха повышается, и земля начинает прогреваться на достаточную глубину. В мае можно сажать теплолюбивые одно- и многолетние цветы. Среди многолетних культур популярны такие цветы как ландыш, георгина, хризантема, перстач и другие. Среди однолетних цветов наиболее подходят астильба, космея, мята, альпиния, мыльница и другие
Важно помнить, что сажать цветы нужно в хорошо подготовленное земельное поле, соблюдая определенный уход за саженцами — регулярный полив и подкормку, удаление сорняков и засушенных листьев. Правильная посадка цветов в мае позволит добиться красивого и ухоженного сада, который будет радовать глаза на протяжении всего летнего сезона
Различия между температурой окружающей среды и температурой растения
Большинство биологических процессов ускоряются при более высоких температурах, и это может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Например, более быстрый рост или плодоношение в большинстве случаев имеет преимущества. Однако возникающее в результате чрезмерное дыхание от повышенной температуры имеет негативные последствия, поскольку это означает, что для развития плода остается меньше энергии, и плоды будут меньше по размеру. Последствия бывают краткосрочные и долгосрочные. Сбалансированное усваивание элементов питания растением, например, определяется температурой и имеет немедленный эффект. С другой стороны, индукция цветения определяется климатом в течение гораздо более длительного периода.
Мы можем вспомнить метафору дорожного движения. Устьица — это выходы, которые позволяют транспорту выезжать с шоссе. Когда на выездах много машин, выезжающим приходится притормаживать и возникают очереди. Когда машин меньше, поток транспорта может ускориться. То же самое происходит с молекулами в воздухе и с молекулами водяного пара в воздухе. Если концентрация вокруг устьиц (выходов) выше, молекулы могут выходить из устьиц менее быстро, создавая скопления. Это то, что происходит, когда дефицит давления пара высок. Это означает, что растению тяжело остывать, и это приводит к стрессу.
Температура растения и температура воздуха не совпадают, потому что растения способны охлаждаться за счет испарения и согреваться за счет излучения. Растения стремятся достичь своей оптимальной температуры, и в этом процессе важен баланс между температурой воздуха, относительной влажностью и светом. Если уровень освещенности высокий, растение будет перегреваться, что приведет к разнице между температурой растения и температурой воздуха. Чтобы охладиться, скорость транспирации растения должна увеличиться. Как и в случае с температурой, скорость транспирации зависит от условий окружающей среды, таких как освещенность, уровень атмосферного CO2 и относительная влажность, а также от видов растений.
Растения состоят из разных частей, которые по-разному реагируют на температуру. Температура плодов тесно связана с температурой воздуха; при повышении температуры воздуха повышается и температура плодов, и наоборот. Однако температура фруктов колеблется меньше, чем температура воздуха, а также требуется больше времени (обычно на пару часов) для повышения или понижения по сравнению с температурой воздуха. С другой стороны, температура цветов выше температуры воздуха или температуры листьев, а лепестки испаряются с гораздо меньшей скоростью, чем листья. Температура растения в верхней части полога испытывает большие колебания, чем в нижней части полога.
Кстати
Как уже говорилось, температура земли в горшке на 1-2°С ниже, чем окружающего воздуха. Поэтому для некоторых растений (эухарис, гардения, фикусы и др., это те растения, про которые пишут, что они любят держать ноги в тепле), возможно, зимой потребуется утеплять горшок.
Укутывать кашпо шерстяной тканью, или поместить его в другой, еще больший горшок, а пустоты между их стенками засыпать сухими опилками. Еще вариант — обернуть горшок полосой поролона.
Кроме того, с понижением температуры зимой, сокращается полив, при низких температурах земля просыхает значительно дольше, и необходимость поливать возникает значительно реже, чем когда тепло.
Так, при температуре 24-26°С почва может высохнуть в горшке за 2 дня полностью, при температуре 20-24°С в этом же горшке, она будет сохнуть 4-5 дней, при 16-18°С — больше недели, при 12-14 около месяца.
Все это условно, так как помимо температуры на скорость просыхания грунта влияет еще и пористость грунта — чем она выше, тем быстрее сохнет почва, и от влажности воздуха и от наполненности горшка корнями растения, интенсивности его обмена веществ.
Тепло для растений
Упрощая все классификации, для обычного цветовода мы делим (условно) все растения по температурному режиму на: комнатные растения теплых и растения прохладных помещений. В теплых помещениях температура колеблется в пределах зимой 16-20°С (летом обычная комнатная), в прохладных — в среднем в пределах 12-14°С (нижний предел зависит от конкретного вида, например, для миртовых, некоторых пальм может быть 6-8°С). В более теплых помещениях содержат растения тропических стран. Растения субтропических стран и выносливые растения тропических стран хорошо растут и развиваются в более прохладных помещениях.
Есть растения, не требовательные к температуре помещения (алоэ, аспидистра, драцена, монстера, фикусы), т.е. они могут хорошо расти как в теплых, так и в прохладных помещениях, если при этом соблюсти баланс света и полива. Т.е. освещение всегда одинаково хорошее, а полив при понижении температуры сокращается, причем, чем холоднее, тем суше, вплоть до полной просушки земли в горшке. Все потому, что всасывание воды корнями растений, затруднено при низкой температуре (а также при большой сухости почвы, засолении или сильной кислотности). И если растение поливать сверх того, что оно может впитать, всосать и израсходовать, корни попросту сгнивают.
Некоторые растения очень болезненно относятся к очень резким суточным перепадам температур, когда отличие составляет 10-15°С. Но это только если растение во влажной земле. Следует помнить, что зимой температура около окна на 1-2°С ниже, чем в комнате, а на подоконнике, ниже на 3-4°С (разница может достигать 5-8°С). Кроме того, земля в горшке (вокруг корней) также ниже, чем температура окружающего воздуха примерно на 1-2°С. Если растение стоит на подоконнике, на котором 16°С, то в корнях после полива температура может составлять только 13°С. А это уже на грани, для некоторых растений. Поэтому, чтобы не гадать на кофейной гуще, ориентируйтесь на термометр, расположенный на подоконнике. Однако если корни растения находятся в лишь слегка увлажненной почве (т.е. влага даже не ощущается руками, она где-то в самой глубине горшка, земля не сырая) или практически в сухой земле, то даже значительные колебания температур ему не страшны. Не страшен даже небольшой сквознячок, если он не вызывает охлаждения земли в горшке.
Экологические группы растений по отношению к влажности
Существует множество видов растений, каждый из них имеет собственные, закрепленные в генотипе потребности, возникающие в процессе эволюции. Виды растений в своей совокупности представляют экологические группы, которые различаются по определенному фактору внешней среды, влияющему на растение
Важно отметить, что некоторые растения могут входить в несколько экологических групп. Воздействующие факторы могут относиться к живой (воздействие сторонних организмов) и неживой природе (свет, влага, температура, химический состав)
Более подробно рассмотрим классификации растений в зависимости от факторов неживой природы.
Вода обеспечивает хорошее протекание всех процессов в клетках живых существ, ее важность неоспорима. В этой классификации выделяют пять экологических групп, каждое растение которых отличается своей особенностью регулировать содержание влаги в тканях
Растения гидатофиты
Обычно к ним относят травы, обитающие исключительно в водной среде, полностью погружены. Особенностью этих растений является тонкая поверхность листьев, через которую осуществляется процесс питания растения. Среди них наиболее известны: рдесты, водяные лютики и ещё некоторые цветковые. Без воды развитие этих растений невозможно, почти сразу погибают.
Растения гидрофиты
Это растения, находящиеся в воде не полностью, часто растут в затопленных местах, на берегу воды и других сырых местах (луга в затоплении, болота), в условиях недостатка света и постоянной температуры воздуха. Проводящие процессы в тканях у этих растений хорошо развиты, чаще всего они плавают или погружены в воду всей поверхностью больших листьев, стебли же у них длинные, но тонкие. Корни не развиты, либо отсутствуют (роголистники). К гидрофитам относятся: тростник, калужница, вахта. Для роста и развития такие растения поглощают большое количество воды вместе с входящими в ее состав полезными веществами.
Растения гигрофиты
Это растения, произрастающие в местностях, где наблюдается влажность воздуха выше среднего уровня или избыточная. Корневая система у них обычно плохо развита, листья тонкие и слабые. Они между собой также различаются в зависимости от световых особенностей. Есть гигрофиты теневые, которые обитают в лесах с влажной почвой, в нижних ярусах, в корнях (недотрога, бодяк и ряд тропических видов). Среди световых гигрофитов различают папирус, рис, росянка и другие растения, обитающие во влажных условиях, но на открытых пространствах.
Растения мезофиты
Это большая и разнообразная группа, растения в ней совершенно не однородны. Они могут хорошо расти в умеренно влажной почве, со средней температурой воздуха. Еще одним важным фактором быстрого роста является наличие обильного минерализированного питания. Из наиболее известных среди людей растений к мезофитам относятся: ландыш, яблоня, дуб. В целом в эту группу входят растения тропических, субтропических лесов (то есть вечнозеленые растения), саванн, дубрав (то есть летнезеленые, растущие в местах с теплым летом), влажных лугов. Также сюда относят растения сельского хозяйства и сорные.
Растения ксерофиты
Это растения, которые приспособились к регулированию обмена воды в тканях и к произрастанию в засушливых местах, с сухим климатом и горячим ветром. Их особенностью является умение запасать воду в клетках и доставать ее глубоко из почвы при необходимости, а также сокращать собственное водное испарение. Ксерофиты могут быть как травами, так и древесными.
Также различают сухие растения (склерофиты), растущие в режиме постоянной нехватки воды и ее экономии, многолетние, твердые, покров листьев почти отсутствует, содержание воды в тканях обычно не превышает 25 процентов (ковыль, колючка), и сочные (суккуленты) являются многолетними, отличаются толстыми сочными листьями и стеблями (алое, опунция), слабой корневой системой, они накапливают воду в листьях и могут расходовать ее достаточно экономично. Особенностью является большой и развитый корень (бывает временным) и маленькие листья (возможно скрученные).
Климатические изменения и их влияние на растения
Изменение климата может оказать сильное воздействие на растительный мир. Некоторые из последствий изменения климата для растений:
- Изменение растительности. Изменение климата может привести к зарастанию лесов и лугов более адаптированными к жаре растениями, что приведет к уменьшению биоразнообразия.
- Исчезновение редких видов. Появление новых растений может оттеснить местных обитателей и привести к исчезновению редких и уникальных видов.
- Увеличение распространения инвазивных видов. Инвазивные виды растений могут показывать более высокую адаптивность к изменениям климата, что может привести к глобальному распространению этих видов и вытеснению местных видов.
Влияние тепла на рост и развитие растений
Тепло является одним из важнейших факторов, влияющих на рост и развитие растений. Растения, как и люди, нуждаются в определенной температуре для нормального функционирования своих клеток и процессов.
Когда температура окружающей среды слишком низкая, растения могут замедлить свой рост и развитие. Некоторые растения могут даже замерзнуть при низких температурах. С другой стороны, когда температура слишком высокая, растения могут испытывать стресс и высыхать из-за быстрой потери влаги.
Оптимальная температура для роста и развития растений зависит от их вида. Некоторые растения предпочитают более прохладные условия, в то время как другие предпочитают более теплые. Например, большинство овощных культур, таких как помидоры и баклажаны, лучше всего растут при температуре около 20-25 градусов Цельсия.
Тепло также влияет на процессы фотосинтеза, которые являются основой питания растений. При низких температурах фотосинтез замедляется, что может привести к недостатку питательных веществ и замедлению роста растений. При высоких температурах, с другой стороны, фотосинтез может быть нарушен из-за повреждения ферментов, что также может привести к проблемам с ростом и развитием растений.
Кроме того, тепло также влияет на водный баланс растений. При высоких температурах растения испаряют больше влаги, что может привести к дефициту воды и засухе
Поэтому важно обеспечить растения достаточным количеством воды в жаркую погоду
В целом, тепло играет важную роль в росте и развитии растений. Поддержание оптимальной температуры является ключевым фактором для успешного выращивания растений и достижения хороших урожаев.
Толерантность к холоду
Существует несколько категорий толерантности к холоду.
Температура ниже 10ºC повреждает чувствительные к охлаждению тропические растения. Другие устойчивые к охлаждению (чувствительные к заморозкам) растения могут выживать при температуре ниже 10° C, но повреждаются, когда в их тканях образуется лед. Морозостойкие растения имеют физиологические изменения что позволяет им выдерживать температуру до –15ºC. Морозостойкие растения выживают, отводя воду из своих клеток, тем самым предотвращая образование льда. Отвод воды также увеличивает концентрацию в соке и протоплазме, которая действует как своего рода антифриз, и снижает температуру замерзания. Таким образом они могут переносить примерно до –40ºC.
Лишайники могут фотосинтезировать при температуре –30ºC, при условии, что они не покрыты снегом. Красноватая снежная водоросль обитает на льду и снежных полях в полярной и гористой зонах, давая пейзаж с розовым оттенком в летние месяцы.
Лишайники
Холодостойкие растения, которые, в основном, имеют игольчатые листья, могут выдержать практически любую минусовую температуру.
У некоторых видов устойчивость к холоду сильно варьируется в разное время года. Веточки ивы собранные зимой, могут выдерживать морозы ниже –35ºC; температура –5ºC убивает те же веточки летом. Точно так же кизил красно-осиновый как выносливый кустарник из Северной Америки, может пережить лабораторный тест при температуре –56ºC к середине зимы. Тем не менее, кизил, произрастающий в прибрежных районах с мягким климатом, часто повреждается ранними осенними морозами.
Температура от –5ºC до –7ºC убивает растения в период вегетации. Зимой большинство тех же растений выдерживают заморозки до –30ºC, а ива янаги-баба, мхи и лишайники выдерживают температуру –70ºC.
Эти различия объясняются акклиматизацией или холодным закаливанием. Многие цветущие растения особенно чувствительны к низким температурам в период между прорастанием и ростом рассады. Сколько живут растения зависит от приспособленности к тем или иным климатическим факторам.
Зима необходима для некоторых растений
Время важно для устойчивости к холоду, но абсолютная восприимчивость может быть изменена. Многие растения во время коротких осенних дней приспосабливаются к суровой зиме
Короткие дни вызывают метаболические изменения, которые останавливают рост растений и вырабатывают устойчивость к холоду.
Многие виды растений, особенно лиственные в умеренных регионах, нуждаются в охлаждении зимой, если они хотят хорошо расти следующим летом. Требования к охлаждению специфичны для конкретных видов. Они часто необходимы для того, чтобы почки вышли из состояния покоя, что называется процессом яровизации.
Многие растения нуждаются в определенном количестве «тепла» в течение года. Общее «тепло» зависит от продолжительности вегетационного периода и температуры вегетационного периода. Эти факторы объединяются в виде итоговых значений по дням.
Итоговые значения дневных градусов представляют собой произведение продолжительности вегетационного периода и средней температуры за этот период.
- Исландский портулак, однолетник тундры, нуждается всего в 700 дневных градусах, чтобы развиться от прорастающего семени до зрелого организма, производящего собственные семена.
- Мелколистная липа, лиственное дерево, нуждается в 2000 дневных градусах, чтобы завершить свое репродуктивное развитие.
- Деревьям в тропических лесах может потребоваться до 10 000 дневных градусов, чтобы завершить свое репродуктивное развитие.