1.2 Астық дақылдарының вегетативті органдары және оның көбеюі мен өсіп өркендеуі

Өсімдіктің органдары әр түрлі тканьдардың бірлесіп орналасуына байланысты пайда болады. Оған тамыр, сабақ, жапырақ сияқты өсімдіктің тұқым қалдыру қызметін атқаратын генератив органдары жатады.

Өсімдіктің тамыры жердің қыртысынан су және минералды заттарды тартып алатын орган және онымен қатар өсімдікті жерге біріктіріп ұстау қызметін атқарады.

Тамыр ұрықтан жаралған негізгі тамыр және онан өсіп шығатын бұтақша тамырлар болып екіге бөлінеді. Тамыр өскенде оның бұтақтары негізгі тамырдан да, оның бұтақшаларынан және өсімдіктің сабақтарынан да өсіп шығуы мүмкін. Өсімдік сабағынан шыққан тамырлары қосымша тамырлар деп аталады. Мұндай тамырлар жүгері сияқты биік өсетін өсімдіктерде көп болады. Кейде ол тамырларды ауа тамырлар деп те атайды.

Дәнді дақылдардың тамыры көп шашақты тамыр деп аталады. Ол шашақтар мен қосымша бағыныңқы тамырлардан тұрады.

Тамырлар тек қана өзінің ұштары арқылы өсіп ұзарады. Сол ұштарында сүйір келіп өсетін орны берік қалған затты чехлик орналасқан. Мұның астындағы клеткалар тез өсіп, өсу зонасына айналады, ал оның алдында ұзарту зонасы жатады. Олар әр түрлі тамыр тканьдарына айналады, ал оның алдында сору зонасы болады. ол көптеген ұсақ тамыр шашақтарынан тұрады. Міне осылар ғана су мен ондағы еріп жүрген минералды заттарды жерден сорып ала алады да, оларды өсімдіктің сабағы арқылы жапыраққа жеткізеді. Жапырақта олар фотосинтезге (фото-жапырақ, синтез-пайда болу) қатысады, ал одан қалған су буланып ауаға шығады. Тамырдың ұзындығы жер қыртысындағы ылғалдың және қоректік заттардың көптігіне байланысты болады. Өсімдік тамыры жердің ылғалды, құнарлы бөліктерін іздеп таба біледі.

Өсімдік сабақтары ең маңызды органдарға жатады. Онда қоректік заттарды өткізіп тұратын механикалық тканьдар, гүл шоқтары, масақтар, бұтақтар және басқа өсімдік өміріне керекті органдар мен тканьдар орналасқан. Ол өсімдіктің тік және оралып өсетін қасиеттерін атқарады, органикалық заттарды жапырақтан төмен қарай, ал су мен минералды заттарды жоғары қарай өткізеді де, ең негізгі масақ және басқа генеративтік органдарды шығарып, оған жетілуге керекті, кейін қорғау айналатын қоректік заттарды жеткізіп тұрады.

Негізгі сабақтарға бұтақтар орналасады. олар өзара бірінші, екінші ж.б. қатар бұтақшаларға бөлінеді, кейбір бұтақшалар өскіннің өсуін тоқтатып бүршікке айналады. Бүршіктер жапырақ қойныныда немесе бұтақшаның басында болады да, кейін келе гүл шоқтарына айналады.

Дәнді дақылдардың жаздық және күздік түрлерінің сабағы бір жылдық болады, жеміс беріп болған соң қурап қалады. Олар тік өседі, тек қана бұршақ тұқымдастардың сабағы шырмауық тәрізді өрмелеп өседі. Дәнді дақылдардың сабағы сабан деп аталады. Ол сабақтардың іші қуыс, көп буындарға бөлінеді. Буындардан жапырақ өсіп шығады.

Өсімдік жапырақтары негізгі органдардың ішіндегі ең негізгісі. Егер астық дәнінде қоректік заттардың қоры жиналатын болса, олардың өзі тек жапырақтарда ғана пайда болады және сонымен қатар тыныс алу процесінде көміртегін жұтып, оттегі бөліп шығарады. Сондықтан қоректік заттар (соның ішінде ет, сүт, май, жүн т.б.), құрылысминералдары, киім, отын (ағаш, тас, көмір, мұнай, газ) түгелдей жапырақта жүретін фотосинтез процесінің жемісі. Адамзаттың және басқа тірі жәндіктердің өмір сүруі осы жапырақтарда жүретін процестерге байланысты. Көпшілік өсімдіктерде жапырақ өзінің пластикасы (алақан) мен сабағынан тұрады, ал дәнді дақылдарда сабақтың орнына сабанды қаптап тұратын қынап болады. жапырақ алақанының үстіңгі және астыңғы жағында көптеген устьица деп аталатын ұсақ тетікшелер бар. Оларда хорофилл дәндері көп болады. Осы тетікшелер арқылы өсімдік тыныс алады және ол жасыл түсті болғандықтан күн сәулесін байлап, көмір қышқылы мен судың буынан көмірсутектерді (қант, крахмал т.б.) синтездейді. Жапырақтың үстіңгі жағында май тәріздес кутикула қабыршағы бар. Ол жапырақты үстіне түскен зиянды нәрселерден қорғайды.

Тесікшелер күндіз ашық түнде жабық болады. Өсімдік тыныс алғанда ауамен бірге көмірқышқыл кіреді де, ол сумен қосылып көмірсутектерге (6СО₂ + 12Н₂О =(С₂Н₁₂О₆ + 6Н₂О + 3О₂) айналады да, газдар қайтадан сыртқа шығады. Бұл процесс күн жарығы мен хлорофилдің қатысуы арқылы жүреді. Синтезделген қант (С₆Н₁₂О₆ + n Н₂О = (С₆Н₁₀О₆)n крахмалға айналады да, тамақ және энергия қоры ретінде дәнге құйылып, сақталады. Хлорофил жасыл түсті болғандықтан ол күн жарығының ультрақызыл сәулесін өзіне сіңіріп алады. Бұл құбылыстың қалай жүретінімен биохимия пәнінде танысамыз. Осы сәуле арқылы көмір қышқылы сумен қосыла алады, ал сәуленің өзі көзге көрінбейтін электрон ретінде астықтың энергия қорына айналады. бұлардан басқа да жер қыртысынан көптеген минералды заттар өсімдік құрамындағы органикалық заттарға қосылып, оның қоректік қорына айналады.

Жазда бидайдың бір га егістігі 40 центнер өнім береді деп есептесе, осы мерзім ішінде 10 тоннаға жақын биомасса пайда болады. бұл синтезге 150кг азотты, 500кг басқа да минералды заттарды жерден сіңіріп, ал ауадан 20-25 тонна көмір қышқылын байлап, 14 тоннаға жақын оттегін бөліп шығарады. Міне осы 1 га жердегі жасыл өсімдіктер 4,5 млрд ккал күннің энергиясын сіңіреді, оның 2,2 млрд ккал өсімдік құрамына кіреді де энергия қорына айналып, жылулыққа, судың буға айналуына пайдаланылады. Бір грамм молекула қант синтезіне 674 ккал (2821,9 Джоуль) күн энергиясы жұмсалады.

Бұл былай жүреді:

2Н₂О 4Н + О₂

СО₂ +4Н СН₂О + Н₂О

Міне осы заттар кейін қантқа, крахмалға, майға, белоктарға, ферменттерге, витаминдерге айналады.

Фотосинтез ауаның температурасы 25-30⁰ С болғанда жақсы жүреді. Соның өзінде күн сәулесінің 1-2 процентін ғана сіңіре алады. Ол энергия 1м² жапырақ ауданында бір сағатта тек 80-100 кг органикалық заттарды ғана байлай алады.

Жазда фотосинтезбен қатар өсімдік жапырақтары арқылы тыныс алу процесі жүреді және су буланады. Судың булануынан өсімдік салқындайды да, өсімдіктің тамыры арқылы насос сияқты суды соруды қамтамасыз етеді және су буының фотосинтезге қатынасуына мүмкіндік туғызады. Өсімдік көп суды буға айналдырады, бидай егістігінің 1 гектарында жаз бойы 2 млн кг су буға айналдырады. Сонымен 1 грамм органикалық заттар синтезіне 125-1000г су кетеді. Судың ең аз жұмсайтын бидай 1г органикалық заттың синтезіне 300-400г су жұмсайды.

Өсімдіктің тыныс алуы. Өсімдіктің барлық органдары мен клеткаларында тыныс алу процесі тоқтамай жүріп тұрады. Күндіз тыныс алу мен фотосинтез қатар жүреді де, түнде тек тыныс алу процесі ғана жүреді. Фотосинтезде көмір қышқылы қабылданып, оттегі бөлініп шығатын болса, тыныс алу процесінде керісінше оттегі қабылданып, көмір қышқылы бөлініп шығады және әр грамм – молекула тыныс алуға кеткен затқа 674 ккал (2821,9 Джоул) энергия жұмсалады.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6СО₂ + 6Н₂О + 674 ккал

Тыныс алған кезде органикалық заттар тотығады. Мұнда да энергия бөлініп отырады. Бөлініп шыққан энергия басқа биохимиялық реакциялардың жүруіне протоплазманың және оның ішіндегі заттардың қозғалуына пайдаланылады.

Тыныс алу от болып жануға ұқсас, яғни бұл процес жүрген кезде жылу бөлініп шығады. Бірақ, фотосинтез бен тыныс алу процестерінің арасында әжептеуір айырмашылықтар бар. өсімдіктің тыныс алу процесі тек қана ферменттердің (НАД, НАДФ) қатысуымен ақырын жүреді. Тыныс алудың қарқыны өсімдіктің әр түрлі органдарында әртүрлі болады. жас органдарында, тұқым енгенде ол өте жоғары қарқында жүреді де, кәрі органдарда олардың қарқыны өте төмендейді, жоқтың қасы болады. тыныс алудың астық сақтауда маңызы зор. Құрғақ дәннің салқын ауада тыныс алуы жоқтың қасы, ал оның ылғалдылығы мен температурасы көтерілген кезде тыныс алудың қарқыны да күшейе түседі. 1 кг құрғақ дән тәулігіне 0,3 – 0,4мг көмір қышқылын бөледі, ал оның ылғалдылығы көбейсе, бөлінетін көмір қышқылының 2000 мг – ға дейін жетеді, демек оның қарқыны бірнеше мың есе өседі. Тыныс алу процесіне дәннің қоректік заттары пайдаланылып, астықтың салмағы келмейді. Сондықтанда фотосинтез қоректік затардың қорын көбейтсе, тыныс алу азайтады. Бірақ ол тірі организмге өте керекті процес, онсыз өмір болмайды. Сондықтан бұл екі процес өмірдің екі саласы болып есептеледі. Өсімдіктің көбеюі немесе ұрпақ қалдыру қабілеті көбінесе жыныстық көбеюге жатады. Дәнді дақылдар өзімен - өзі немесе айқас тозаңданатын қол үйлі өсімдіктерге жатады. Олардың бәрі гүл шоқтарының ұрықтануы арқылы көбейеді.

Өсімдіктің гүлі жыныс мүшелдері арқылы тозаңданып көбеюге арналған жас бүршік (қысқа бұтақшалар), гүл тозаңданған соң тұқымға айналады.

Осы жас бұтақшалар шоғырланып шашақ, сіңсі бас, күрделі масақ, собық, корзинка (себет) т.б. түрлі гүл шоғырларына айналды. Гүл шоғырлары гүлдерден тұрады. Дәнді дақылдардың гүлі ішкі және сыртқы екі қабыршақпен қапталған. Осы екеуінің арасында аналық және аталық мүшелері бар. Екі қабыршақтың төменгі аумағында екі ладикуле пленкалары орналасқан. Олар гүлдеген кезде ісініп гүлдің аузын ашады да, аталық ұрықтың енуіне мүмкіндік жасайды.

Өсімдіктің аналық ұрығы. Өсімдіктің аналық клеткасының төменгі шетінде ұрықтық түйін орналасқан. Одан жоғары қарай діңгекше кетеді. Оның басында аналық аузы бар. Түйіннің ішінде ұрық бұтақшасы орналасқан. Олар ұрықтанғаннан кейін дән пайда болады. Аналықтың ішінде аналық ұрықтың ядросы бар. Ядрода аналық ұрық қабы, оның ішінде орталық клетка, ал оның ішінде екінші ядро, ал жоғарғы шетіне жақын аналық ұрық ядросы орналасқан. Ол тозаңдану түтікшесімен жалғасады.

Өсімдіктің аталық ұрығы аталық жіпшегі мен тозаңдықтан тұрады. тозаңдықта аталық тозаң пайда болады. тозаң екі қабықшамен қоршалған, ішінде үлкен вегетативтік және кіші генеративтік клеткалар орналасқан. Тозаңдықтар пісіп жетілген соң, ол жарылып, тозаң төгіліп, желмен, немесе шыбын – шіркейдің көмегімен тарап кетеді де, аналық ұрыққа қонады. Аналық ұрық аузында олар өніп, түтікшелер арқылы ұрық бұтақшасына жетеді де, соның ішіндегі ядросымен қосылады. Аталық үлкен ядро аналық үлкен ядромен қосылып келешекте эндоспермге айналады, ал екі кіші (аталық және аналық) ядролар қосылып ұрықтың бірінші клеткасының негізін салады.

Өсімдіктің гүлдері қос жынысты немесе бір жынысты болады. Бидай, қара бидай, арпа, сұлы, тары және күріш екі жынысты, яғни аталық және аналық клетклары бірге орналасқан, ал жүгері бір жынысты, яғни аналық және аталық ұрықтары бөлек орналасқан. Аталық ұрықтары сабақтың басында шашақ түрінде, ал аналық ұрықтары жапырақ қойнында собық түрінде орналасқан.

Өсімдіктер бір үйлі немесе екі үйлі болуы мүмкін. Екі үйлілерге сора жатады, ал басқа ауыл шаруашылық сімдіктердің бәрі бір үйлі, яғни аналық және аталық клеткалары бір өсімдікте болады. Тұқымды тек аналық өсімдік қана береді, ал посконь аналық өсімдіктер тозаңданып болғаннан кейін өзінің өмір циклін аяқтайды.

Жылу. Өсімдік өсу үшін белгілі орташа тәуліктік жылу керек. О⁰С және одан төмен температурада өсімдік өспейді. Өсімдіктің өсіп өркендеуіне белгілі жалпы температураның да жиынтығы керек. ол вегетация уақытының ұзақтығы мен орташа тәуліктік температура 25-30⁰С шамасында. Кейбір өсімдіктер қысқа мерзімді үсікке шыдайды, ал екінші біреулері (күздік дақылдар) аязға да шығады. Мұны шынықтыру арқылы жеткізуге болады. Бұл жағдайда өсімдік клеткаларында қант көбейіп, клетка сөлі қоюланып, төзімділігі өседі.

Өсімдіктің тұқым сепкеннен кейін өнуі де белгілі температурада өтеді. Суыққа төзімді өсімдіктердің тұқымы 1-5⁰ – та өне бастайды, ал жылулық сүйгіш өсімдіктер 8-12⁰ – та өседі. Одан кейін 20-25⁰ – та өскені жөн.

Ауа. Ауа өсімдіктің өніп, өсуіне өте қажет. Ауаның құрамындағы оттегі, азот, көмір қышқылы, судың буы өсімдік өсуіне керекті заттар ретінде пайдаланылады. Жер қыртысындағы ауаны өсімдіктің тамыры тыныс алу қажетіне пайдаланылады, ал жер қыртысындағы микроорганизмдер де ауасыз өмір сүре алмайды. Ол организмдер жер қыртысындағы минералды заттарды өсімдік пайдалана алатын, суға еритін формаға келтіреді, ал кейбіреулері ауадағы азотты өзіне сіңіріп алып, өсімдіктердің қоректенуіне жұмсайды. Ал өсімдіктің өзі оттегін тыныс алуға, көмір қышқылын фотосинтезге пайдаланады, судың буы болса өсімдіктегі қоректік заттардың жылжуына пайдасы зор.

Су ең алдымен тұқымның өсуіне, өсіп алған соң жер астындағы қоректік заттарды сорып алуына керек. су болмаса ферменттер де жұмыс істей алмайды. Тұқым өну үшін ол өз массасының жартысындай суды сіңіріп бөртеді және ылғалды жер тамырдың өсуіне де себеп. Дәннің өзінде піскеннен кейін 7-30 процентке дейін су қалады, ал бұршақ тұтықдас өсімдіктер болса олардың тұқымы өсіп шығуы үшін 100 процентке дейін су керек. Су фотосинтез кезінде көмір сутектерге айналады. Дәнді дақылдар жақсы өсіп шығуы үшін оларға жазда 300 мм-ге жуық қардың, жаңбырдың суы керек.

Қоректік минералды заттар. Өсімдік өсіп өнгенде көптеген қоректік минералды заттарды пайдаланады. Мысалы, бір га жердегі бидай егісі 16 центнер дән, 24 центнер сабан береді деп есептесек, ол жаз бойы 46 кг азот 22 кг фосфор қышқылын, 28 кг калий, 7-8 кг кальций пайдаланады, ал қара бидай, соған сәйкес 37,22 ,34,10 кг минералды заттар жұмсайды, ал бұршақ оларды көбірек жұмсайды, түсімі 12 центнер дәнге сабаны 24 центнер болса, яғни – 73,22,43,47 кг минералды заттар жұмсайды. Жер қыртысында бұлардың қоры көп, бірақ олардың бәрі өсімдіктің қоректенуіне жарай бермейді, көпшілігі суға ерімейтін болады. Ең аз дегенде 1 га жерде 3000 – нан 15000 кг азот, 1200-50000 кг фосфор қышқылы бар. Өсімдіктің тамыры бұл заттарды 0,01-0,05 проценттік су ерітіндісі ретінде болса ғана өзіне сіңіре алады.

Өсімдіктер өскенде өз айналасындағы табиғатпен тығыз байланысты. Олардың өсіп өркендеуіне адамның да себебі тиеді.

Өсу мен өркендеуді былай түсінуге болады.

Өсу - өсімдіктің массасының көбеюі, яғни бойының өсуі, көлемінің ұлғаюы т.б. Олар клеткалардың бөлінуі арқасында іске асады.

Өркендеу – бұл өсімдік тіршілігінде кездесетін сапалық кезең. Мысалы, тұқымның өнуі, өсімдіктің бұтақтануы, гүлдеуі, тозаңдануы, масақтанып, масақтың өсуі, дәннің өсіп жетілуі және т.б. Бұлар клеткада белгілі уақытта, белгілі жағдайда ғана болатын кезеңдер. Бұлар табиғаттың құбылмалы жағдайларымен тығыз байланысты. Күздік, жаздық, бір жылдық, көп жылдық т.б. өсімдіктердің өмірі осы белестерден тұрады.Ол өзгерістер өсімдіктің өсу сатысында туады.