Влияние внешних факторов на воздушное питание растений.

Зависимость дыхания от внешних факторов:

1. Температура (Т°)

Интенсивность дыхания возрастает с повышением Т°, если она не достигает предела, при котором прекращается жизнедеятельность организма растения (дыхание растений подчиняется закону Ван-Гоффа: Скорость обычных химических реакций при повышении Т° на 10°С возрастает в 2 – 2,5 раза.

Высокие Т° пагубно влияют на дыхание (происходит коагуляция ферментативных белков)

2. Влажность.

Интенсивность дыхания возрастает с повышение влажности (это связано с усилением газообмена в клетках). На пример: Интенсивность дыхания зерна пшеницы с влажностью 18% как при набухании, так и при созревании заметно увеличивается.

3. Свет.

Условия освещения влияют как на интенсивность дыхания так и на окислительно-восстановительный режим. Фотосинтетическая деятельность растений зависит от условия освещения (интенсивность, спектральный состав света), доступность и концентрация углекислого газа, температура сре­ды, водоснабжение и минеральное питание.

4. Концетрация газов

С повышением концентрации О₂ дыхание возрастает, а с повышением концентрации СО₂ – уменьшается. При недостатке О₂ преобладают анаэробные процессы обмена веществ.

5. Минеральное питание.

Удобрения существенно влияют на процесс дыхания. При нитратном питании снижается интенсивность дыхания, чем при аммиачном. Недостаточное минеральное питание может привести к нарушению структуры митохондрий и вызвать нарушение окислительного фосфолирирования. Фосфор оказывает влияние на транспорт сахаров (сахара транспортируются в виде фосфорных эфиров сахарозы).

Зависимость фотосинтеза от внешних факторов:

Свет. Освещенность растений и поглощение ими минеральных эле­ментов, как и другие факторы жизни, находятся в непосредственной связи. Растение обитает в двух средах — почве и воздухе, характеризующихся постоянным колебанием усло­вий: сменой дня и ночи, изменением влажности, температуры, со­держания усвояемых форм элементов, интенсивности освещения.

Целесообразность реакций, выработанная растениями в про­цессе эволюции, позволяет им реагировать на изменяющиеся ус­ловия внешней среды и, как известно, нормально расти и разви­ваться. В процессе фотосинтеза растения усваивают энергию све­та, и таким образом начинается цикл энергетического обмена между растениями и внешней средой.

Растения усиленно поглощают элементы минерального пита­ния при первых лучах солнца. В случае затенения снижается не только интенсивность фотосинтеза, но и поглощение питатель­ных веществ и корнями. Выдерживание растений в течение дли­тельного времени в темноте приводит к полному прекращению поступления элементов минерального питания. Это объясняется тем, что в процессе фотосинтеза накапливаются органические ве­щества, используемые при дыхании. При затенении растений ды­хание постепенно затухает. Таким образом, влияние света на по­глощение элементов питания выражается в том, что в процессе фотосинтеза растение создает вещества, необходимые для даль­нейших метаболических реакций поглощенных ионов, и запас энергетического материала.

Тепло и питание растении. Все проявления жизнедеятельности растений возможны только в известных пределах температуры. Оптимальная температура среды для прорастания семян ячменя 20 °С, овса, пшеницы, ржи 25 °С, табака 28 °С, кукурузы и сорго 32—35 "С, огурца и тыквы 33—35 "С. Для большинства растений при достаточном освещении и удовлетворительном обеспечении водой благоприятна температура воздуха от 15 до 30 °С. В боль­шинстве случаев оптимальная температура для поступления азота и фосфора в зерновые хлеба составляет 23—25 °С. Однако содер­жание белка в зерне пшеницы может заметно возрастать при по­вышении температуры до 35 °С. По-видимому, в условиях благо­приятной влажности (60 % НВ) повышение температуры почвы усиливает мобилизацию азота, что отражается на его потреблении растениями и содержании белковых веществ.

Давно отмечено более высокое содержание белка в пшенице на юго-востоке нашей страны в сравнении с северо-западом. Это коррелирует с засушливым климатом и повышенными температу­рами во время вегетации растений в юго-восточных районах. Кле­щевина, соя, фасоль и другие южные культуры лучше поглощают питательные вещества при 30—35 "С.

Известно, что для хорошего роста корней температура почвы должна быть несколько ниже, чем температура воздуха для роста надземной части растения. Однако разрыв не должен быть боль­шим. Для конопли при появлении всходов минимальная темпера­тура почвы составляет 2—3 °С, для яровых зерновых и гороха 4— 5 °С. Для формирования вегетативных органов достаточны такие же минимальные температуры.

Формирование репродуктивных органов происходит при сле­дующих минимальных температурах: у конопли, яровых зерно­вых, гороха 10—12 "С, у гречихи, подсолнечника, кукурузы, проса

12—15 °С, у риса, хлопчатника 13—20 °С. Во время плодоношения для большинства культур достаточна температура 10—12°С, а для риса и хлопчатника 15—20 °С.

Температура существенно влияет не только на прорастание се­мян и развитие всходов, но и на поступление в растительный организм элементов питания. Установлено, что для усвоения ам­монийного азота приемлема более низкая температура, чем для нитратного азота.

У проростков пшеницы почти не снижалось поступление ка­лия, но сильно сокращалось поглощение корнями азота, фосфора, кальция и серы при понижении температуры до 5—7 "С.

Для каждого вида и даже сорта растений можно отметить тем­пературы, соответствующие наиболее интенсивному поглощению тех или иных элементов минерального питания (рис. 17).

При пониженных температурах (10— 11 °С) использование рас­тениями фосфора затрудняется. Поступление азота нитратов ухуд­шается при температуре ниже 5—6 °С. Понижение температуры также оказывает отрицательное действие на поступление калия в растения.

В условиях оптимального минерального питания температура около 5—6 °С является критической для поступления основных элементов минерального питания в растения.

Низкие температуры тормозят вовлечение минеральных соеди­нений азота в синтетические процессы. Считается, что температу­ра ниже 10 "С отрицательно влияет на поступление всех минераль­ных элементов в корни.

ных элементов в корни.

Скорость поглощения элементов минерального питания возрастает с повышением температуры до опреде­ленного предела, неодинакового для разных растений.

Уменьшение поглощения солей при температуре 40—50 °С вызывает­ся, по-видимому, инактивацией фер­ментных систем, принимающих учас­тие в усвоении ионов. При низких температурах поступление элементов минерального питания снижается до минимума вследствие изменения скорости химических реакций и дей­ствия таких температур на поглоща­ющий аппарат