Влияние температуры на жизнь и развитие растений
Нередко температурным режимом мы начинаем интересоваться уже тогда, когда у растения возникают проблемы с декоративностью или развитием.
Чтобы избежать подобных ситуаций в будущем мы рассмотрим, какой должна быть оптимальная температура содержания растений в домашних условиях.
Так как существует огромное количество видов комнатных растений и цветов, которые нуждаются в индивидуальном подходе, мы дадим общие рекомендации и конкретные советы.
Температура воздуха будет рассмотрена, как важный фактор, влияющий на жизнь комнатных растений и цветов.
В жизни комнатных растений температура занимает особо важное место. У каждого растения есть минимальный и максимальный предел температуры
Переход за данную границу способствует развитию негативных процессов и в зависимости от длительности аномальный условиях приводит к гибели живого организма.
Повышение температуры увеличивает интенсивность фотосинтеза, которая достигает максимума при 15-20°C (растения умеренного пояса) и 25-30°C (тропические и субтропические виды).
ДЕЙСТВИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА РАСТЕНИЕ
Чрезмерно низкая температура замедляет протекание биохимических и физиологических процессов (дыхание, интенсивность фотосинтеза, выработка и транспортировка органических веществ).
Низкая температура для комнатных растений грозит сворачиванием, потемнением и отмиранием листьев, отсутствием цветения или ухудшением его качества. Более приспособлены к низкой температуре ночью суккуленты.
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
Чрезмерно высокая температура наоборот ускоряет биохимические процессы, что вызывает увядание и постепенное засыхание листьев, цветков. Особенно опасен горячий воздух для тропических растений зимой на фоне недостатка света и более прохладного дня, чем ночи.
Растение тратит больше питательных веществ ночью, чем накапливает за день, вследствие чего новые листья мельчают, а старые увядают и побеги не здорово удлиняются.
Максимальный риск для растения от влияния высокой температуры воздуха возникает летом (солнце) и зимой (отопление).
Оптимальная температура днем и ночью
Днём и ночью в растении происходят разные процессы, соответственно меняются и оптимальные температуры для растения. Транспортировка сахаров происходит в основном ночью и особенно в самые жаркие части растения. Листья остывают быстрее, чем плоды и цветы, и поэтому большая часть доступной энергии уходит на эти части растения, которым энергия нужна для роста и развития.
Оптимальные сочетания дневных и ночных температур изучались в первой в мире теплице с кондиционированием воздуха, фитотроне, в Калифорнийском технологическом институте в 1949 г. Эксперименты показали, что растения томатов вырастали более высокими при сочетании повышенной температуры в часы светового периода и более низкая температура в темное время суток, а не когда температура поддерживается постоянной. Эта способность растений различать колебания температуры между днем и ночью называется термопериодизмом и влияет на цветение, плодоношение и рост.
Количество сахара, транспортируемого в растущую ткань, где энергия необходима для обеспечения более высокого уровня дыхания, может быть ограничено при более высоких ночных температурах, и, следовательно, рост также может быть ограничен. Также было обнаружено, что удлинение стебля происходит при сочетании высоких дневных и низких ночных температур. Низкая ночная температура улучшает водный баланс растения, что является основной причиной большей вытянутости стебля. Таким образом, температуру можно использовать как инструмент регулирования роста растений, но низкие ночные температуры также могут экономить энергию. Термин термоморфогенез используется для описания последствий термопериода на морфологии растения.
Оптимальная температура воздуха зависит также от интенсивности света и количества углекислого газа в воздухе. Растения функционируют подобно хладнокровным животным, поскольку их метаболизм и скорость фотосинтеза увеличиваются в зависимости от температуры окружающего воздуха. При очень низких температурах (уровень зависит от сорта растения) фотосинтез почти не происходит, сколько бы света ни было. Скорость фотосинтеза увеличивается с повышением температуры воздуха. Когда свет и температура находятся в равновесии, определяющим фактором будет уровень CO2 в окружающей среде. Если достаточно СО2, скорость фотосинтеза увеличивается с повышением температуры, хотя другие факторы, такие как фермент RuBisCo, также вносят свой вклад.RuBisCo играет жизненно важную роль в фотосинтезе. В некоторых случаях происходит процесс, известный как фотодыхание — это происходит, когда RuBisCo связывается с кислородом, а не с углекислым газом, как это происходит при обычном фотосинтезе. Уровень CO2 и оптимальная температура будут ниже при низком уровне освещения, чем при высоком, а ферментативная активность также будет увеличиваться при более высоких температурах.
ГОМЕОСТАЗ
19.3.3. Адаптации растений к высоким температурам
Во многих регионах мира высокие температуры воздуха сочетаются с дефицитом воды, и адаптации, наблюдаемые здесь у растений, часто бывают связаны, с одной стороны, со способностью переносить засуху, а с другой — с необходимостью испарять воду для охлаждения.
Растения не способны укрываться от зноя, перемещаясь, как животные, в тень, поэтому избегают перегрева с помощью структурных и физиологических адаптаций. Сильнее всего воздействию высокой температуры подвергаются наземные части растения, а наибольшей поверхностью обладают листья. Листья отличаются малой толщиной и большим отношением их площади поверхности к объему, что облегчает газообмен и поглощение света. Кроме того, такое строение лучше всего предотвращает повреждения от перегрева. Тонкий лист обладает относительно небольшой теплоемкостью и поэтому обычно принимает температуру окружающей среды. У растений жарких стран связанную с этим опасность перегрева уменьшает образование блестящей кутикулы, выделяемой эпидермисом и отражающей значительную часть падающих на нее солнечных лучей, что препятствует поглощению тепла. На большой площади поверхности листьев имеются многочисленные устьица, через которые осуществляется транспирация. В жаркую сухую погоду растение может терять за счет транспирации до 0,5 кг воды в 1 ч на 1 м2, что эквивалентно 350 Вт тепловой энергии на 1м2 и составляет примерно половину общего количества энергии, поглощаемой растением. Все эти механизмы позволяют растению до некоторой степени регулировать свою температуру.
19.1. Почему при температуре выше 30 °С и высокой влажности воздуха растениям грозит перегревание, а в сухих условиях риск его ниже?
В жаркие солнечные дни растения часто завядают. Происходит это потому, что потери воды за счет транспирации опережают ее поступление из почвы, и тургор паренхимных клеток снижается. Однако завядание может наблюдаться и у растений, растущих в теплицах, под действием слишком высокой температуры, которая создается в листьях, несмотря на достаточное снабжение водой. Не исключено, что в данном случае функционирует особый защитный механизм, уменьшающий нагревание листьев за счет их опускания, т. е. уменьшения поверхности, подверженной воздействию прямых солнечных лучей. Тем не менее увядание в любом случае означает недостаток воды для фотосинтеза и ведет к остановке роста. Когда температура снижается, даже казавшееся сильно завядшим растение очень быстро восстанавливает тургор своих тканей.
Растения, адаптированные к засушливым условиям, называются ксерофитами. Они обладают множеством разнообразных структурных адаптаций, позволяющих им выживать (разд. 20.10). В большинстве случаев эти адаптации призваны снизить потери воды, однако характерные узкие листья одновременно сводят к минимуму нагревание солнечными лучами. Тем не менее механизмы устойчивости к высоким температурам имеют в основном физиологическую природу. Один из физиологических механизмов, используемых растениями (не только ксерофитами) в засушливых условиях чтобы избежать завядания, — синтез большого количества абсцизовой кислоты. Абсцизовая кислота вызывает закрывание устьиц и опадение листьев, что препятствует увяданию и гибели организма в целом.
ПредыдущаяСледующая
Естественные колебания температуры дома
В природе наблюдается ритмическая смена температуры: ночью она понижается, а днем – повышается. Такие же изменения происходят на протяжении всего года, когда времена года плавно сменяется одно за другим.
Растения, в естественной среде приспосабливаются к таким переменам. Комнатные цветы, которые в природных условиях произрастают в умеренных широтах, хорошо переносят изменения количества тепла, тогда как для гостей из тропиков такие колебания температур более болезненны.
Поэтому в холодное время года у тропических растений наступает ярко выраженный период покоя. Для них он очень важен, поскольку положительно влияет на дальнейший рост и развитие.
Важно знать, что на комнатные растения благотворно повлияет, когда температура в дневное время будет на несколько градусов выше, чем в ночное
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.
Естественные колебания температуры дома
В природе наблюдается ритмическая смена температуры: ночью она понижается, а днем – повышается. Такие же изменения происходят на протяжении всего года, когда времена года плавно сменяется одно за другим.
Растения, в естественной среде приспосабливаются к таким переменам
. Комнатные цветы, которые в природных условиях произрастают в умеренных широтах, хорошо переносят изменения количества тепла, тогда как для гостей из тропиков такие колебания температур более болезненны.
Поэтому в холодное время года у тропических растений наступает ярко выраженный период покоя. Для них он очень важен, поскольку положительно влияет на дальнейший рост и развитие.
Важно знать, что на комнатные растения благотворно повлияет, когда температура в дневное время будет на несколько градусов выше, чем в ночное
Падение температуры и интегрирование (DIF)
Концепция DIF касается взаимосвязи между дневными и ночными температурами. Влияние чередующихся дневных температур на рост длины стебля растений зависит от разницы (DIF) между дневными и ночными температурами (которая рассчитывается путем вычитания ночных температур из дневных температур), а не от отдельных и независимых реакций на дневные и ночные температуры. Другими словами, эта разница температур имеет решающее значение, как и то, что выше: ночная температура или дневная температура.
DIF сильно влияет не на рост листвы, а на рост секций стебля (расстояние между междоузлиями). Растения, выращенные с положительным DIF выше, чем растения выращенные с нулевым DIF, в то время как растения, выращенные с нулевым DIF, выше и имеют более длинные междоузлия, чем растения, выращенные с отрицательным DIF. Другие важные морфогенетические ответы на отрицательный DIF (т.е. когда дневная температура ниже ночной) включают цветочные стебли, цветоносы, листья и более короткие черешки.
Различия в удлинении междоузлий и расширении листа являются результатом различий в процессе удлинения и/или деления клеток. Когда DIF отрицателен, оба этих процесса ингибируются, и это может быть результатом снижения активности гиббереллина в субапикальной меристеме (ткань растения, ответственная за рост).
Гиббереллин — растительный гормон, стимулирующий рост растений.
DIF больше влияет на удлинение стебля в период быстрого роста, поэтому сеянцы более чувствительны, чем взрослые растения, к перепадам дневных и ночных температур. Следовательно, отрицательный DIF на ранней стадии удлинения стебля важен для ограничения высоты растения.Удлинение стебля также может быть вызвано кратковременным понижением температуры (около двух часов) в течение суточного 24-часового цикла выращивания, обычно при первых лучах солнца или незадолго до него, но в темное время суток. Реактивность на изменение температуры проявляется сильнее в первые часы света у растений длинного, короткого и нейтрального дня; поэтому падение температуры в течение последних двух часов ночи влияет на высоту растения. Обычно это легко сделать в теплицах осенью в холодном климате из-за естественно низких ночных температур.
Изменение чувствительности удлинения стебля к температуре днем и ночью может контролироваться эндогенной скоростью роста. В 1994 году у Chrysanthemum была выявлена циркадная скорость роста (длительностью около 24 часов). Удлинение стебля растения не является постоянным в течение 24-часового цикла света и темноты. Как длиннодневные, так и короткодневные растения, выращенные в условиях искусственного света, ночью вытягиваются быстрее, чем днем. Для цветения орхидеям нужен период низких ночных температур.
Температурная интеграция — это стратегия, используемая производителями. Определяются минимальная и максимальная температура для урожая, и температура может варьироваться, пока средняя температура поддерживается в течение более длительного периода. Эта стратегия максимально использует природное тепло.
Температура воздуха является основным фактором окружающей среды, влияющим на скорость развития и роста растения. Однако температура воздуха никогда не является изолированным фактором. Каждый фактор роста растения связан со всеми остальными факторами, и задача состоит в том, чтобы найти слабое звено в этой цепи. В этой статье проанализированы многие из факторов, но есть и другие важные факторы, такие как водный баланс и, следовательно, косвенно транспирация. Все, что происходит или будет происходить в оранжереях, происходит при первой точке контроля температуры воздуха; достижение этого является первым шагом на долгом пути к получению превосходных урожаев.
Для каких комнатных растений опасны колебания температуры?
В течение суток и года происходят естественные ритмические колебания температуры. Растения к изменению количества тепла адаптировались по-разному: в умеренных широтах они довольно хорошо переносят колебания температур, а тропические виды тяжело переносят резкую смену температур.
Большие колебания температур (лето/зима, день/ночь) отлично переносят: алоэ, аспидистра, кливия, сансивьера, фикус и другие. Главное, чтобы ночью было прохладней, чем днем на 2-3°С.
Чем опасно резкое нарушение температурного режима?
Большинство комнатных растений очень негативно переносят резкое снижение температуры. При внезапном похолодании на 6-8°С начинается пожелтение и отмирание листьев, прекращается рост
Осторожно проветривайте комнату зимой, убирайте растения с подоконника
При этом практически все растения способны переносить снижение температуры воздуха, но только с сухой почвенной смесью и медленной скоростью похолодания (не более 0,5-0,7°С в час).
Влажный субстрат усиливает влияние низкой температуры на растение и ему тяжелее ее переносить.
Тепловой режим для комнатных растений
Как температура влияет на растения?
Температурный режим измеряется количеством тепла и продолжительностью воздействия определённой температуры. Для комнатных растений существуют минимальные и максимальные границы температур, в пределах которых происходит их нормальное развитие (т.н. температурный диапазон).
Холодный воздух приводит к замедлению физиологических и биохимических процессов — уменьшению интенсивности фотосинтеза, дыхания, выработки и распределения органических веществ. С повышением температуры эти процессы активизируются.
Естественные колебания температуры
Ритмические изменения количества тепла происходят как в течение суток (смена дня и ночи), так и в течение года (смена времён года). Растения приспособились к подобным колебаниям, которые существуют в местах их естественного произрастания. Так, обитатели тропиков отрицательно реагируют на резкие смены температур, а жители умеренных широт могут переносить их значительные колебания. Более того, в холодный период у них наступает период покоя, который необходим для их дальнейшего активного развития.
При большой разнице летних и зимних, дневных и ночных температур (широком температурном диапазоне) лучше всего выращивать фикусы, алое, кливию, сансевьеру и аспидистру.
Общее правило: ночью должно быть прохладнее, чем днём на 2-3°С.
Оптимальная температура
Для нормального роста тропических красивоцветущих и декоративно-лиственных растений необходима температура в пределах 20-25°С (для всех ароидных, бегониевых, бромелиевых, тутовых и др.). Растения рода пеперомия, колеус, санхеция и др. лучше всего развиваются при 18-20°С. Жителям субтропиков (зебрина, фатсия, плющ, аукуба, тетрастигма и др.) будет комфортно при 15-18°С.
Самыми требовательными к теплу являются тропические пёстролистные растения — кордилина, кодиэум, каладиум и др.
Зимние температуры и период покоя
Зимой некоторым растениям нужна прохлада, т.к. у них замедляют процесс роста или они находятся в состоянии покоя. Например, для эвкалиптов и рододендронов зимой желательна температура 5-8°С, для гортензии, примулы, цикламена и пеларгонии — около 10-15°С.
Другой пример. Чтобы заставить такие растения, как антуриум Шерцера, аспарагус Шпренгера и спатифилюм Валлиса цвети ещё более интенсивно, осенью во время периода покоя, температуру воздуха снижают до 15-18°С, а в январе повышают до 20-22°С.
Частой причиной отсутствия цветения является несоблюдение естественного ритма жизни растений — их периода покоя.
Например, кактусы, которые зимой при умеренной температуре и регулярных поливах дают уродливые приросты и перестают цвести. Гиппеаструмы перестают закладывать бутоны, и ничем не могут порадовать, кроме как зелёными листьями.
Важна ли температура грунта?
Обычно температура земли в горшке на 1-2°С меньше, чем окружающего воздуха. Зимой необходимо следить, чтобы горшки с растениями не переохлаждались и не ставить их близко к оконному стеклу. При переохлаждении грунта, корни начинают плохо усваивать воду, что приводит к их гниению и гибели растения. Лучшим решением будет пробковый коврик, деревянная, пенопластовая или картонная подставка под горшками.
Например, для такого растения, как диффенбахия, температура субстрата должна быть в пределах 24-27°С. А таким, как гардения, фикусы, эухарис, которые любят тёплый грунт, можно наливать тёплую воду в поддоны.
Свет
Основной источник света — солнце. Только на свету растения создают из воды и углекислого газа воздуха сложные органические соединения. Продолжительность освещения сильно влияет на рост и развитие растений. Требования к условиям освещения у растений не одинаковы. Для южных растений длина светового дня должна быть менее 12 часов (это растения короткого дня); для северных — более 12 часов (это растения длинного дня).
Растения короткого дня:
- Баклажаны
- Перец
- Помидоры (большинство сортов)
- Кукуруза
- Фасоль
- Кабачки
- Патиссоны
- Тыква
- Огурцы (сорта огурцов, выращиваемые в открытом грунте).
Растения длинного дня:
- Корнеплоды
- Капуста
- Зеленные культуры
- Лук репчатый
- Чеснок
Огурец (тепличные сорта, изменившие свою биологическую природу в результате длительного выращивания зимой в теплицах).
Искусственно укорачивая или удлиняя световой день, можно повысить урожай и значительно улучшить его качество. В естественных условиях в открытом грунте этого достигают ранневесенними и позднелетними посевами.
Наибольшее практическое значение свет приобретает при выращивании рассады и овощей в теплицах зимой. В это время растения испытывают наибольший недостаток света, так как, во-первых, это самое темное время года и, во-вторых, значительная часть светового потока поглощается, проходя через остекленную поверхность теплицы, и затеняется решетками.
Искусственное освещение
Для усиления освещенности используют различные электролампы и осветительные установки. Освещенность растений на стеллажах и под парниковыми рамами зависит также от правильного их размещения. Чрезмерная густота посадки растений отрицательно сказывается на их качестве.
В открытом грунте для равномерного освещения растений необходимы своевременные прополки и прореживания. Однако и среди овощных растений есть теневыносливые культуры, что позволяет выращивать их в междурядьях плодовых деревьев или в несколько затененных местах (лук репчатый на перо, лук многоярусный, лук-порей, щавель, ревень, спаржа).
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.
Несоблюдение теплового режима
Скачки температуры
Очень вредны внезапные понижения температуры, особенно более чем на 6°С. Например, при снижении температуры до 10°С у диффенбахии пятнистой начинают желтеть и отмирать листья; при 15°С сциндапсус золотистый перестаёт расти.
Как правило, резкие скачки температуры вызывают быстрое пожелтение и опадание листьев. Поэтому, если вы проветриваете комнату в зимнее время, постарайтесь убрать с подоконника все комнатные растения.
Слишком низкая температура
При слишком низкой температуре растения долго не цветут или образуют недоразвитые цветки, листья сворачиваются, приобретают тёмный цвет и отмирают. Исключения могут составить лишь суккуленты, в том числе кактусы, которые приспособлены к высокой дневной и низкой ночной температуре.
Стоит учитывать то, что в холодное время года температура на подоконнике может быть меньше на 1-5°С.
Слишком высокая температура
Жаркий воздух зимой при недостатке света также отрицательно влияет на тропические растения. Особенно, если ночная температура выше дневной. В этом случае во время дыхания в ночное время происходит перерасход питательных веществ, накопленных во время фотосинтеза днём. Растение истощается, побеги становятся неестественно длинными, новые листья мельчают, старые засыхают и опадают.
При уходе за комнатными растениями важно соблюдать подходящий для них температурный режим. Ведь в дикой природе каждое из них произрастает в определенном климатическом поясе и приспособлено к этим условиям существования
В домашних условиях создать для них климат тропиков, субтропиков или полупустынь практически невозможно, однако нужно стараться соблюдать похожий температурный режим, иначе растение может потерять свою декоративность, и даже погибнуть.
В статье мы рассмотрим влияние температуры на рост растений и их развитие.