
- •Предмет физиологии растений и основные направления исследований
- •Методы физиологии растений
- •Задачи физиологии растений
- •Краткая история физиологии растений
- •1. Природа и функции основных химических компонентов растительной клетки
- •Элементарный состав растений
- •Углеводы
- •Растительные пигменты
- •Фитогормоны
- •Фитонциды
- •Фитоалексины
- •2. Особенности структурной организации растительной клетки
- •Клеточная оболочка
- •Вакуоль
- •Пластиды
- •3. Органы, ткани и функциональные системы высших растений
- •1. Регуляция активности ферментов
- •2. Генетическая система регуляции
- •3. Мембранная регуляция
- •4. Трофическая регуляция
- •5. Электрофизиологическая регуляция
- •6. Гормональная система регуляции
- •Ауксины
- •Цитокинины
- •Гиббереллины
- •Абсцизины
- •Брассиностероиды
- •1. Термодинамические основы водного обмена растений
- •2. Водный баланс растений.
- •Поглощение и передвижение воды.
- •Транспирация.
- •Физиология устьичных движений
- •Пути снижения интенсивности транспирации
- •1. История фотосинтеза
- •2. Лист как орган фотосинтеза
- •3. Хлоропласты и фотосинтетические пигменты
- •Пигменты хлоропластов
- •Хлорофиллы
- •Каротиноиды
- •4. Световая фаза фотосинтеза
- •Организация и функционирование пигментных систем
- •5. Темновая фаза фотосинтеза
- •Фотодыхание
- •1. Сапротрофы
- •2. Паразиты
- •3. Насекомоядные растения
- •Гликолитическое расщепление глюкозы
- •Гликолиз
- •Цикл Кребса
- •Электрон-транспортная цепь
- •Окислительное фосфорилирование
- •Энергетический выход гликолитического дыхания
- •2. Пентозофосфатное расщепление глюкозы
- •4 Рибулозофосфат 2 рибулозофосфат
- •3. Промежуточные продукты дыхания
- •4. Жиры и белки как дыхательный субстрат
- •1. Элементы‚ необходимые для растительного организма
- •2. Признаки голодания растений
- •3. Антагонизм ионов
- •4. Поглощение минеральных веществ
- •5. Ионный транспорт в растении
- •Радиальное перемещение ионов в корне
- •Восходящий транспорт ионов в растении
- •Поглощение ионов клетками листа
- •Отток ионов из листьев
- •6. Азотное питание растений
- •Ассимиляция нитратного азота
- •Ассимиляция аммиака
- •Накопление нитратов в растениях
- •1. Клеточные основы роста и развития
- •2. Закон большого периода роста
- •3. Гормональная регуляция роста и развития растений
- •Влияние фитогормонов на рост и морфогенез растений
- •Использование фитогормонов и физиологически активных веществ
- •4. Физиология покоя семян
- •5. Процессы, протекающие при прорастании семян
- •6. Покой растений
- •7. Физиология старения растений
- •8.Осенняя окраска листьев и листопад
- •9. Влияние абиотических факторов на рост и развитие растений Температура
- •10. Влияние микроорганизмов на рост растений
- •11. Движения растений
- •Фототропизмы
- •Геотропизмы
- •Другие виды тропизмов
- •1. Холодостойкость растений
- •2. Морозоустойчивость растений
- •3. Зимостойкость растений
- •4. Влияние на растения избытка влаги в почве
- •5. Засухоустойчивость растений
- •Влияние на растения недостатка влаги
- •Физиологические особенности засухоустойчивости
- •6. Жароустойчивость растений
- •7. Солеустойчивость растений
- •1. Основные термины и понятия
- •2. Методы переноса генетической информации Трансформация растений Тi-плазмидой
- •Векторные системы на основе Тi-плазмид
- •Физические методы переноса генов в растительные клетки
- •Бомбардировка микрочастицами
- •3. Получение трансгенных растений
- •Выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, вирусам и гербицидам
- •Получение растений, противостоящих неблагоприятным воздействиям и старению
- •Изменение окраски цветков
- •Изменение пищевой ценности растений
- •Растения как биореакторы
Растения как биореакторы
Растения дают большое количество биомассы, а выращивание их не составляет труда, поэтому разумно было попытаться создать трансгенные растения, способные синтезировать коммерчески ценные белки и химикаты. В отличие от рекомбинантных бактерий, которых культивируют в больших биореакторах (при этом необходимы высококвалифицированный персонал и дорогостоящее оборудование), для выращивания сельскохозяйственных культур не нужно больших средств и квалифицированных рабочих. Основная проблема, которая может возникнуть при использовании растений в качестве биореакторов, будет связана с выделением продукта введенного гена из массы растительной ткани и сравнительной стоимостью производства нужного белка с помощью трансгенных растений и микроорганизмов. Уже созданы экспериментальные установки по получению с помощью растений моноклональных антител, функциональных фрагментов антител и полимера поли-β-гидроксибутирата‚ из которого можно изготавливать материал, подверженный биодеградации.
Производство антител и их фрагментов с помощью трансгенных растений имеет ряд преимуществ перед их синтезом в клетках рекомбинантных микроорганизмов. Трансформация растений носит стабильный характер, чужеродная ДНК практически необратимо встраивается в растительный геном, в то время как большинство микроорганизмов трансформируются плазмидами, которые могут утрачиваться в ходе длительной или крупномасштабной ферментации. Кроме того, процессинг и укладка чужеродных белков в растениях аналогичны таковым в животных клетках, в то время как в бактериях процессинг, укладка и посттрансляционные модификации эукариотических белков затруднены. Можно создать условия, при которых чужеродные белки будут синтезироваться в семенах, где их целостность не нарушится длительное время.
Таким образом‚ вводя в геном растений чужеродные гены и обеспечивая их экспрессию, можно относительно быстро создавать новые сорта растений. Уже получены трансгенные растения, устойчивые к неблагоприятным условиям окружающей среды, к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам, окислительному и соленому стрессам. Выведены культуры с необычной окраской цветков, растения, имеющие более высокую пищевую ценность, растения с измененным вкусом плодов и т. д. Некоторые растения удалось модифицировать так, что они стали своеобразными фабриками по крупномасштабному синтезу ценных белков, например антител. Многочисленные трансгенные растения с измененными свойствами и повышенной пищевой ценностью прошли успешную проверку в лабораторных, а некоторые из них — в полевых условиях. К настоящему времени на рынок поступило лишь небольшое число генетически модифицированных растений, однако можно с уверенностью сказать, что в будущем они займут на нем достойное место.
ЛИТЕРАТУРА
Артамонов В.И. Занимательная физиология растений. М.: Агропромиздат‚ 1991.
Батурицкая Н.В.‚ Фенчук Т.Д. Удивительные опыты с растениями. Минск: Народная асвета‚ 1991.
Ботаника: Морфология и анатомия растений. М.: Просвещение‚ 1988.
Вайнар Р. Движения у растений. М.: Знание‚ 1987.
Гавриленко В.Ф.‚ Гусев М.В.‚ Никитина К.А.‚ Хоффман П. Главы физиологии растений. М.: Изд-во МГУ‚ 1986.
Геннис Р. Биомембраны: Молекулярная структура и функции. М.: Мир‚ 1997.
Глик Б.‚ Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир‚ 2002.
Грин Н.‚ Стаут У.‚ Тейлор Д. Биология. М.: Мир‚ 1990. Т. I-III.
Гудвин Т.‚ Мерсер Э. Введение в биохимию растений. М.: Мир‚ 1986. Т. I-II.
Дерфлинг К. Гормоны растений. Системный подход. М.: Мир‚ 1985.
Детари Л.‚ Карцаги В. Биоритмы. М.: Мир‚ 1984.
Климачев Д.А. Особенности химической и структурной оранизации растительного организма. М.: Изд-во МГОУ‚ 2003.
Красильникова Л.А., Авксентьева О.А., Жмурко В.В., Садовниченко Ю.А. Биохимия растений. Ростов н/Д: «Феникс», Харьков: Торсинг, 2004.
Михайловская И.С. Строение растений в связи с условиями жизни. М.: Просвещение‚ 1977.
Морозова Е.В.‚ Магидова Е.В.‚ Елагина Е.М. Особенности физиологии и экологии растений различных жизненных форм. Ч. 1. Смоленск: Изд-во СГПИ‚ 1997.
Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа‚ 1989.
Полевой В.В. Фитогормоны. Л.: Изд-во ЛГУ‚ 1982.
Полянский И.И. Сезонные явления в природе. Л.; Учпедгиз‚ 1956.
Прусакова Л.Д.‚ Чижова С.И. Роль брассиностероидов в росте‚ устойчивости и продуктивности растений // Агрохимия. №11‚ 1996. С. 137-148.
Регуляция роста и питание растений. Вильнюс: "Мокслас"‚ 1980.
Рейвн П.‚ Эверт Р.‚ Айкхорн С. Современная ботаника. М.: Мир‚ 1990. Т. I-II.
Рис Э.‚ Стернберг М. Введение в молекулярную биологию: От клеток к атомам. М.: Мир‚ 2002.
Роль минеральных элементов в обмене веществ и продуктивности растений. М.: Наука‚ 1964.
Саламатова Т.С. Физиология растительной клетки. Л.: Изд-во ЛГУ‚ 1983.
Справочник по биологии. Под ред. К.М. Сытника. Киев: Наукова думка‚ 1985.
Тарчевский И.А. Сигнальные системы клеток растений. М.: Наука‚ 2002.
Тимирязев К.А. Солнце‚ жизнь и хлорофилл. М.: госуд. изд-во с/х литературы‚ 1956.
Трапезников В.К.‚ Иванов И.И.‚ Тальвинская Н.Г. Локальное питание растений. Уфа: изд-во "Гилем"‚ 1999.
Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. Под ред. Н.Н. Третьякова. М.: Колос‚ 1998.
Флиндт Р. Биология в цифрах. М.: Мир‚ 1992.
Холл Д.‚ Рао К. Фотосинтез. М.: Мир‚ 1983.
Хрипач В.А.‚ Лахвич Ф.А.‚ Жабинский В.Н. Брассиностероиды. Минск: Наука и техника‚ 1993.
Шевелуха В.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. М.: Колос‚ 1995.
Шиголев А.А.‚ Шиманюк А.П. Изучение сезонных явлений. М.: Учпедгиз‚ 1962.
Шиголев А.А.‚ Шиманюк А.П. Сезонное развитие природы. М.: Госуд. изд-во географ. литературы‚ 1949.
Шнелле Ф. Фенология растений. Л.: Гидрометеорол. изд-во‚ 1961.
Шульц Г.Э. Общая фенология. Л.: Наука‚ 1981.
Эткинс П. Молекулы. М.: Мир‚ 1991.
Юсуфов А.Г. Лекции по эволюционной физиологии растений. М.: Высшая школа‚ 1996.
Юсуфов А.Г.‚ Магомедова М.А. История и методология биологии. М.: Высшая школа‚ 2003.
Ягодин Б.А. Питание растений. М.: МСА‚ 1980.
Якушкина Н.И. Физиология растений. М.: Просвещение‚ 1993.
Якушкина Н.И.‚ Денисова Г.М. Физиология роста и развития растений. М.: Изд-во МОПИ‚ 1985.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА
Таблица 1. Химический состав зерна‚ %
Злаки
|
Вода |
Белки |
Жиры |
Углеводы |
Минеральные вещества
|
Пшеница |
13‚2 |
12‚4 |
2‚0 |
66‚7 |
1‚8 |
Рожь |
13‚7 |
9‚2 |
1‚8 |
70‚2 |
1‚8 |
Овес |
13‚0 |
13‚0 |
7‚0 |
61‚3 |
2‚3 |
Рис |
13‚1 |
7‚4 |
0‚4 |
75‚6 |
0‚8 |
Ячмень |
11‚7 |
7‚5 |
1‚2 |
73‚6 |
1‚3 |
Кукуруза |
12‚5 |
11‚0 |
4‚4 |
67‚2 |
1‚5 |
Просо
|
12‚1 |
11‚5 |
3‚9 |
68‚1 |
1‚7 |
Таблица 2. Содержание белка в семенах и плодах
Растение
|
% |
Рис |
6‚9 |
Кукуруза |
9‚6 |
Ячмень |
9‚7 |
Овес |
10‚7 |
Просо |
12‚7 |
Лен |
22‚5 |
Горох |
23‚5 |
Бобы конские |
25‚3 |
Вика |
25‚9 |
Люпин желтый
|
38‚3 |
Таблица 3. Содержание сахара в нектаре растений
Растение
|
Содержание сахара‚ г/100 см3 нектара
|
Образование сахара на цветок‚ мг/24 ч |
Вишня |
15 |
1‚2 |
Горчица белая |
9‚3-17‚6 |
|
Груша |
16 |
0‚3 |
Донник белый |
36 |
0‚04 |
Ежевика |
15‚4-45 |
|
Жасмин |
33 |
0‚3 |
Каштан конский |
69 |
1‚1 |
Кипрей |
18‚4-41 |
|
Клевер луговой |
8‚3-30 |
|
Клевер ползучий |
25-39 |
|
Лаванда |
24-32 |
|
Липа |
21-42 |
|
Львиный зев |
45 |
1‚5 |
Люцерна |
33 |
0‚1 |
Малина |
46 |
7‚6 |
Настурция |
46 |
1‚7 |
Огурец |
30 |
1‚0 |
Огуречная трава |
22-29 |
|
Плющ |
10-11‚5 |
|
Подсолнечник |
38 |
0‚3 |
Рапс |
47 |
0‚5 |
Акация белая |
55 |
1‚0 |
Черешня |
21 |
0‚5 |
Яблоня |
75 |
0‚8 |
Яснотка белая
|
46 |
1‚7 |
Таблица 4. Содержание энергии в растительном материале‚
ккал/г сухой массы
Листья |
4‚2 (17‚6 кДж) |
Стебли и стволы |
4‚3 (18‚0 кДж) |
Корни |
4‚7 (19‚7 кДж) |
Семена |
5‚1 (18‚0 кДж) |
Солома |
4‚3 (18‚0 кДж) |
Таблица 5. Характеристика растительных масел
Культура |
Содержание жирных кислот‚ %
|
Йодное число |
||||||
пальмитиновая
|
стеариновая |
олеиновая |
линолевая |
линоленовая |
эруковая |
рицинолевая |
||
Подсолнечник |
4-6 |
2-4 |
15-25 |
60-80 |
- |
- |
- |
120-140 |
Соя |
5-8 |
3-6 |
25-30 |
50-60 |
3-5 |
- |
- |
120-130 |
Конопля |
4-8 |
1-3 |
10-16 |
50-70 |
15-25 |
- |
- |
140-150 |
Лен |
4-6 |
2-5 |
5-15 |
25-40 |
40-50 |
- |
- |
150-180 |
Клещевина |
1 |
1-3 |
4-8 |
2-6 |
- |
- |
75-85 |
80-90 |
Горчица |
1 |
1-2 |
20-30 |
10-20 |
1-3 |
35-55 |
- |
100-110 |
Арахис
|
5-15 |
3-6 |
50-70 |
15-25 |
- |
- |
- |
90-100 |
Таблица 6. Содержание ДНК в клеточных ядрах с диплоидным
набором хромосом
Растение
|
Содержание ДНК в клеточном ядре‚ пг
|
Сосна |
93‚8 |
Ель |
100‚0 |
Пшеница |
36‚2 |
Рожь |
17‚7-18‚9 |
Кукуруза |
6‚6-15‚4 |
Ячмень |
12‚8 |
Мятлик |
7‚0 |
Лук репчатый |
33‚5 |
Традесканция |
116‚0 |
Чистяк весенний |
19‚6 |
Табак |
13‚0 |
Горох |
9‚1 |
Пастушья сумка |
1‚7 |
Подсолнечник
|
9‚8 |
Таблица 7. Размеры растительных клеток
|
Длина
|
Диаметр |
Эпидермис дуба |
28 мкм |
|
Сердцевинная ткань бузины |
|
200 мкм |
Эпидермис лука |
|
400 мкм |
Клетка волокна льна |
40-65 мм |
|
Клетка волокна крапивы
|
50-75 мм |
|
Таблица 8. Размеры хлоропластов
Растение
|
Диаметр хлоропластов‚ мкм |
Гинкго |
3-5 |
Звездчатка лесная |
7-10 |
Земляника |
4-5 |
Клен |
6 |
Копытень |
4-5 |
Кувшинка |
4-5 |
Ландыш |
5 |
Маргаритка |
5 |
Настурция |
5 |
Ольха |
5 |
Одуванчик |
5-6 |
Орех грецкий |
5 |
Пастушья сумка |
3-4 |
Свекла кормовая |
7-10 |
Сосна |
5 |
Табак‚ тисс‚ традесканция |
3-5 |
Тыква‚ тюльпан
|
5 |
Таблица 9. Размеры крахмальных зерен
Растение
|
Диаметр крахмальных зерен‚ мкм |
Картофель |
70-100 |
Кукуруза |
10-35 |
Пшеница |
30-45 |
Рис |
2-10 |
Рожь |
30-60 |
Фасоль |
до 60 |
Чечевица |
до 40 |
Ячмень
|
20-40 |
Таблица 10. Максимумы поглощения растительных пигментов
Пигмент
|
Максимумы поглощения‚ нм |
Растворитель |
Фикоэритрин |
576 |
кислый CHCI3 |
Фикоцианин |
630 |
кислый CHCI3 |
β-каротин |
497‚ 446 |
хлороформ |
Ксантофилл |
487‚ 456‚ 428 |
хлороформ |
Флавон |
298‚ 250 |
этанол |
Хлорофилл а |
660‚ 617‚ 575‚ 430‚ 410 |
эфир |
Хлорофилл b |
640‚ 595‚ 535‚ 455 |
эфир |
Хлорофилл с |
627‚ 597‚5‚ 545‚ 446 |
эфир |
Хлорофилл d
|
686‚ 645‚ 595‚ 545‚ 445‚ 390 |
эфир |
Таблица 11. Скорость течения цитоплазмы в различных органах растений
Растение |
Клетка |
Скорость течения цитоплазмы‚ мкм/с
|
Белена |
волосок |
12 |
Валлиснерия |
лист |
12-26 |
Водокрас |
корневой волосок |
9‚5 |
Крапива |
волосок |
6 |
Лук |
эпидермис чешуи луковицы |
7-8 |
Стрелолист |
лист |
2‚9 |
Традесканция |
волосок тычинки |
10‚8-13‚8 |
Тыква |
волосок |
8‚3-10 |
Элодея
|
лист |
15‚4 |
Таблица 12. рН выжатого сока фруктов и овощей
Растение
|
рН сока |
Ананас |
4‚4 |
Апельсин (неспелый) |
2‚9 |
Апельсин (спелый) |
3‚8 |
Брусника |
2‚4 |
Брюква |
5‚8 |
Грейпфрут |
3‚0 |
Ежевика |
2‚7 |
Картофель |
5‚6 |
Лимон |
2‚4 |
Лук |
4‚3 |
Ревень |
3‚2 |
Сельдерей |
5‚2 |
Томат |
4‚4 |
Яблоко
|
5‚4 |
Таблица 13. Хромосомные наборы растений
Растение
|
Число хромосом |
Банан |
22‚ 33‚ 44 |
Башмачок настоящий |
20 |
Безвременник осенний |
38 |
Береза |
84 |
Бересклет |
64 |
Бирючница |
46 |
Бук лесной (европейский) |
24 |
Валериана |
18 |
Василек голубой (посевной) |
24 |
Венерина мухоловка |
30 |
Вереск |
16 |
Взморник |
12 |
Вишня обыкновенная |
32 |
Гвоздика картузианская |
30 |
Гинкго двулопастный |
24 |
Горечавка весенняя |
28 |
Горох |
14 |
Горошек заборный |
14 |
Горчица |
24 |
Груша |
34‚ 51‚ 68‚ 85 |
Девичий виноград |
38‚ 57‚ 76 |
Цикламен |
48‚ 84 |
Дуб черешчатый |
24 |
Ель |
24 |
Земляника лесная |
14 |
Земляника садовая (ананасная) |
14‚ 28‚ 42‚ 56 |
Ива |
38 |
Калужница болотная |
32‚ 48‚ 56 |
Картофель |
48 |
Клевер луговой |
14 |
Клен полевой |
26‚ 78 |
Кокосовая пальма |
32 |
Колокольчик |
34 |
Конский каштан |
40 |
Кукуруза |
20 |
Кульбаба |
24 |
Липа мелколистная |
72 |
Лиственница |
24 |
Лопух |
36 |
Лук |
16 |
Мак самосейка |
14 |
Мак снотворный |
22 |
Мать-и-мачеха |
60 |
Миндаль |
16 |
Можжевельник обыкновенный |
22 |
Молочай кипарисовый |
20 |
Морковь посевная |
18 |
Морозник черный |
32 |
Мята перечная |
68‚ 72 |
Незабудка |
22 |
Нивяник |
36 |
Овес |
42 |
Огурец |
30 |
Ольха |
28 |
Омела |
20 |
Орляк обыкновенный |
104 |
Осока коротковолосистая |
112 |
Пастушья сумка |
16‚ 32 |
Первоцвет‚ примула |
22 |
Персик |
16 |
Петрушка |
23 |
Пихта |
24 |
Плаун-баранец |
68 |
Подмаренник луговой |
22 |
Подснежник |
24 |
Подсолнечник |
34 |
Прострел |
32 |
Пшеница: |
|
мягкая |
42 |
твердая |
28 |
Рапс |
38 |
Редька полевая (дикая) |
18 |
Росянка |
20 |
Рябина обыкновенная |
34 |
Сирень |
46-48 |
Слива домашняя |
48 |
Сосна |
24 |
Спаржа |
20 |
Табак |
48 |
Тисс ягодный (европейский) |
24 |
Тмин |
20 |
Томат |
24 |
Тополь |
38 |
Тыква |
40 |
Тысячелистник |
36‚ 54 |
Ужовник |
480 |
Фасоль обыкновенная |
22 |
Фиалка |
20 |
Фиалка трехцветная‚ анютины глазки |
26 |
Хвощ |
216 |
Чемерица |
32 |
Черешня‚ вишня птичья |
16‚ 24‚ 32‚ 64‚ 144 |
Черника |
24 |
Шалфей луговой |
18 |
Шпинат |
12 |
Щавель кислый (обыкновенный): |
|
мужское растение |
14 |
женское растение |
15 |
Щитовник |
164 |
Элодея |
24 |
Яблоня |
32‚ 51‚ 68 |
Ясень обыкновенный |
46 |
Ячмень
|
14 |
Таблица 14. Потенциал покоя растительных клеток и концентрация
ионов калия на плазмалемме
Вид
|
Потенциал покоя‚ мВ |
Концентрация ионов К+‚ моль
|
|
Chara corallina |
-140 |
снаружи
0‚2 |
внутри
120 |
Enteromorpha intestinalis |
-42 |
11 |
450 |
Nitella translucens |
-138 |
0‚1 |
119 |
Valonia ventricosa |
-71 |
11 |
434 |
Hydrodyction africanum
|
-116 |
0‚1 |
93 |
Таблица 15. Скорость проведения возбуждения у растений
Растение
|
Скорость проведения возбуждения‚ см/с
|
Нителла (клетки междоузлия) |
2‚3 |
Мимоза (черешок листа) |
0‚4-3 максимально 10 |
Венерина мухоловка (лист) |
6-20 |
Альдрованда (лист) |
6-20 |
|
|
ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ
Таблица 16. Осмотическое давление клеточного сока в листьях растений
Растение
|
Осмотическое давление‚ атм |
Акация |
18-35 |
Береза |
12-23 |
Виноград |
9‚3-23‚1 |
Граб |
17‚7-24‚3 |
Дуб скальный |
9‚8-20‚1 |
Ежовник |
15‚5-19‚5 |
Инжир |
14‚6 |
Картофель |
5‚2-9‚3 |
Копытень |
9‚0 |
Кукуруза |
5‚7-16‚2 |
Лиственница |
13‚3-21‚3 |
Лук |
9‚2-11‚6 |
Люцерна |
16‚3-24‚1 |
Морковь |
13‚2-16‚7 |
Морозник |
23‚8 |
Овес |
9‚4-15‚8 |
Омела |
25-30 |
Персик |
25-35 |
Пихта |
17‚1-22‚3 |
Плющ |
12-23 |
Подсолнечник |
8‚6-16‚2 |
Пшеница |
9‚6-28‚0 |
Рогоз |
18‚1-20‚8 |
Свекла кормовая |
11‚3 |
Сосна |
16‚1 |
Табак |
7‚7-19‚0 |
Томат |
9‚5-14‚4 |
Тополь |
17‚8 |
Тыква |
7‚5-9‚8 |
Фикус |
7‚9-9‚9 |
Элодея |
6‚7 |
Яблоня |
24-27 |
Ясень |
15-22‚5 |
Ячмень
|
7‚2 |
Таблица 17. Осмотическое давление в растениях
Растение
|
Осмотическое давление‚ атм |
Водные растения |
1-3 |
Суккуленты |
5-7 |
Картофель (клубни) |
7 |
Томат (плоды) |
9 |
Болотные растения |
9-14 |
Картофель (побеги) |
10 |
Зерновые злаки |
10-17 |
Рдест |
11 |
Спирогира |
11‚1-12‚4 |
Элодея |
11‚5 |
Лимон |
14 |
Свекла сахарная (корень) |
14-21 |
Хвойные деревья (хвоя) |
16-22 |
Яблоня (плоды) |
18-23 |
Пустынные ксерофиты |
20-40 |
Сирень (верхний эпидермис) |
23‚4 |
Виноград (плоды) |
38 |
Саргассум |
39-42 |
Ламинария |
50-55 |
Лапчатка пирамидоцветковая |
73‚8 |
Дубровник обыкновенный |
83 |
Галофиты
|
более 100 |
Таблица 18. Годичное испарение воды
Растение
|
Годичное испарение‚ л |
1 растение томата |
125 |
1 растение картофеля |
95 |
1 растение пшеницы |
95 |
1 растение кукурузы |
100-180 |
Злаки (1 га) |
1‚5-2‚5 млн |
Буковый лес (1 га) |
3‚6 млн |
Еловый лес (1 га) |
3‚2-3‚9 млн |
Сосновый лес (1 га)
|
1‚6-2‚7 млн |
Таблица 19. Показатели транспирации растений
(Т - температура‚ ВП – влажность почвы‚
ОВВ – относительная влажность воздуха)
Растение
|
Общая транспирация‚ мг/100 см2/ч
|
Внешние условия |
Ананас |
140 |
Т= 25оС |
Банан |
1100 |
Т= 25оС‚ ОВВ=32% |
Виноград |
473 |
Т= 20оС |
Овес |
1542 |
ВП=15% |
Подсолнечник |
576 |
Т= 30оС‚ ОВВ=15% |
Просо |
42 |
Т= 30оС |
Пшеница |
84 |
Т= 30оС |
Фасоль |
450 |
Т= 30оС‚ ОВВ=35% |
Ячмень
|
958 |
ВП=15% |
Таблица 20. Кутикулярная транспирация растений
Растение
|
Кутикулярная транспирация‚ мг/ч/г сырой массы
|
Недотрога обыкновенная |
130 |
Медуница |
71 |
Калужница болотная |
56‚5 |
Звездчатка |
55 |
Лещина |
47 |
Чистец |
33‚5 |
Вязель пестрый |
33 |
Вьюнок полевой |
25 |
Береза бородавчатая |
25 |
Бук европейский |
25 |
Дуб |
24‚5 |
Копытень |
24 |
Рододендрон |
7‚25 |
Заячья капуста |
5‚1 |
Толокнянка |
5‚0 |
Плющ |
3‚1 |
Ель |
1‚58 |
Сосна |
1‚53 |
Опунция
|
0‚12 |
Таблица 21. Расход воды при образовании 1 кг сухой массы
(коэффициент транспирации)
Растение
|
Расход воды‚ л |
Бук |
400 |
Горчица полевая |
910 |
Ель |
300 |
Картофель |
300-600 |
Клевер луговой |
700-800 |
Кукуруза |
300-400 |
Лен |
780 |
Люцерна |
900 |
Овес |
400-600 |
Овощи‚ зелень |
800 |
Подсолнечник |
570 |
Пшеница |
450-600 |
Рожь |
400-700 |
Свекла сахарная |
400-440 |
Сосна |
160 |
Фасоль |
625 |
Ячмень
|
530 |
Таблица 22. Скорость проведения воды
Растение
|
м/ч |
Хвойные деревья |
1‚50 |
Каштан конский |
0‚80 |
Бук европейский |
1‚07 |
Граб |
1‚25 |
Береза |
1‚60 |
Ольха |
2‚00 |
Клен |
2‚40 |
Маслина |
2‚40 |
Ива |
3‚00 |
Липа |
3‚43 |
Орех |
4‚12 |
Вяз |
6‚00 |
Ясень |
25‚70 |
Акация белая |
28‚80 |
Дуб |
43‚60 |
Лианы
|
150‚00 |
Таблица 23. Количество устьиц на 1 мм2
Растение
|
Верхний эпидермис |
Нижний эпидермис |
Барбарис |
0 |
229 |
Сосна Веймутова |
140 |
0 |
Ветреница дубравная |
0 |
67 |
Вишня |
0 |
250 |
Герань |
170 |
140 |
Горох |
100 |
200 |
Гусиный лук |
27 |
27 |
Дуб черешчатый |
0 |
450 |
Ежовник |
0 |
170 |
Ива |
78 |
134 |
Ирис |
65 |
58 |
Калужница |
78 |
78 |
Капуста |
140 |
230 |
Картофель |
50 |
160 |
Кислица |
0 |
35 |
Кувшинка |
490 |
0 |
Кукуруза |
52 |
68 |
Лилия |
0 |
330 |
Люцерна |
170 |
140 |
Маслина |
0 |
545 |
Молочай кипарисовый |
0 |
259 |
Овес |
25 |
23 |
Омела |
71 |
75 |
Очиток |
35 |
70 |
Паслен |
60 |
263 |
Персик |
0 |
225 |
Печеночница |
15 |
74 |
Подснежник |
30 |
45 |
Подсолнечник |
175 |
325 |
Пролеска |
0 |
65 |
Пшеница |
33 |
14 |
Сирень |
0 |
330 |
Томат |
12 |
130 |
Тополь |
20 |
115 |
Традесканция |
7 |
28 |
Фасоль |
40 |
280 |
Шлемник |
0 |
29 |
Элодея |
0 |
0 |
Яблоня
|
0 |
290 |
Таблица 24. Длина устьичной щели
Растение
|
Длина щели‚ мкм |
Арника горная |
21 |
Безколенок |
10 |
Вереск болотный |
3 |
Ветреница дубравная |
38 |
Гречиха |
12 |
Дуб |
5 |
Земляника |
10 |
Кактус |
26 |
Калужница |
28 |
Колокольчик |
19 |
Крестовник |
21 |
Кислица |
13 |
Кипрей |
9 |
Кукуруза |
19 |
Овес |
38 |
Пеларгония |
19 |
Подсолнечник |
22 |
Примула |
30 |
Пушица |
15 |
Пшеница |
38 |
Сныть |
15 |
Фасоль турецкая |
7 |
Фиалка |
19 |
Ястребинка
|
12 |
Таблица 25. Антитранспиранты метаболического действия
Соединение
|
Растение |
Абсцизовая кислота |
ячмень‚ фасоль‚ цитрусовые‚ огурец‚ перец‚ томат |
Алахлор |
кукуруза |
Алкенилянтарная кислота |
табак |
Хлормекват |
подсолнечник‚ томат |
8-Оксихинолин |
томат‚ земляника |
Индолилуксусная кислота |
томат |
Хлорфлюренол‚ метиловый эфир |
хлопчатник |
Фенилмеркурацетат
|
хлопчатник‚ табак‚ томат |
Таблица 26. Критические значения концентрации клеточного сока (ККС) для установления сроков полива
Культура
|
Индикаторный орган
|
Время определения‚ ч |
Фаза вегетации или месяц |
ККС‚ % |
Хлопчатник |
3-4-й лист сверху |
13-14 |
бутонизация – цветение – плодоношение |
12-14 |
Сахарная свекла |
средняя часть жилки листьев 7-го яруса |
10-11 |
формирование листьев |
7 |
Кукуруза |
основание жилки листьев 10-го яруса |
10-11 |
до цветения после цветения |
6-7 6-10 |
Картофель и томат |
листья у первой цветочной кисти |
10-11 |
весь период вегетации |
8‚5-10 |
Морковь и свекла столовая |
листья среднего яруса |
10-11 |
то же |
10 |
Яблоня
|
листья кольчаток |
11-15 |
июль-август |
23-24 |
ФОТОСИНТЕЗ
Таблица 27. Образование сахара и крахмала в процессе фотосинтеза
Растение
|
Продуктивность фотосинтеза‚ г/м2/ч
|
|
сахар
|
крахмал |
|
Аронник |
1‚004 |
|
Безвременник осенний |
1‚217 |
|
Кувшинка |
|
2‚273 |
Лук-порей |
1‚193 |
|
Подсолнечник |
|
1‚823 |
Табак |
|
1‚378 |
Тюльпан |
1‚267 |
|
Щавель
|
|
2‚215 |
Таблица 28. Годичная продуктивность фотосинтеза
|
Площадь‚ (х 106) км2 |
Чистая продукция за год‚ (х 1012) кг
|
Поглощение СО2 за год‚ (х 1012) кг |
Запасание энергии за год‚ (х 1012) кДж |
Океаны |
361 |
55 |
92 |
1 |
Суша в совокупности |
149 |
108 |
183 |
2 |
в том числе: |
|
|
|
|
реки и озера |
2 |
1 |
|
|
болота и марши |
2 |
4 |
|
|
тропические леса |
20 |
40 |
|
|
Леса умеренной зоны |
18 |
23‚4 |
|
|
Тайга |
12 |
9‚6 |
|
|
Тропические саванны |
15 |
10‚5 |
|
|
Степи умеренной зоны |
9 |
4‚5 |
|
|
Тундры |
8 |
1‚1 |
|
|
Пустыни |
18 |
1‚3 |
|
|
Скалы и льды |
24 |
0‚07 |
|
|
Окультуренные земли |
14 |
9‚1 |
|
|
Вся Земля
|
510 |
165 |
275 |
3 |
ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ
Таблица 29. Интенсивность дыхания растений
Растение |
Потребление О2‚ мм3/ч
|
|
на 1 г сырой массы
|
на 1 г сухой массы |
|
Кладофора |
330 |
|
Саргассум |
|
24 |
Сфагнум |
|
71 |
Ананас (плод) |
30 |
|
Аронник (побеги) |
15600-31800 |
|
Горох (лист) |
|
4300 |
Ель (дерево в целом) |
44‚1 |
|
Картофель (клубни) |
33 |
|
Кукуруза (семена) |
|
2‚4 |
Лен (семена) |
|
0‚3 |
Лилия (цветки) |
|
12670 |
Лук (корень) |
11400 |
|
Морковь (корень) |
25-30 |
|
Морковь (молодые листья) |
11-33 |
|
Овес (семена) |
|
0‚2 |
Пихта (побеги) |
250 |
|
Подснежник (растение в целом) |
77‚6 |
|
Пшеница (растение в целом) |
291 |
|
Пшеница (семена) |
|
0‚05 |
Рожь (семена) |
|
0‚02 |
Свекла кормовая |
9 |
|
Табак (растение в целом) |
77 |
|
Табак (листья) |
|
3300 |
Тимофеевка (листья) |
|
1240 |
Томат (листья) |
|
3900 |
Тюльпан (цветки) |
|
3000 |
Фасоль (растение в целом) |
96‚6 |
|
Фасоль (листья) |
260-570 |
|
Элодея (побег) |
900 |
|
Яблоня (плод) |
20-35 |
|
Ячмень (листья) |
266 |
|
Ячмень (семена)
|
|
0‚06 |
РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ
Таблица 30. Продолжительность деления различных клеток‚ мин
Растение
|
Профаза |
Метафаза |
Анафаза |
Телофаза |
Всего |
Бобы‚ меристема |
90 |
31 |
34 |
34 |
189 |
Горох‚ эндосперм |
40 |
20 |
12 |
110 |
182 |
Ирис‚ эндосперм |
40-60 |
10-30 |
12-22 |
40-75 |
140 |
Злаки‚ клетки устьица
|
36-45 |
7-10 |
15-20 |
20-35 |
78-110 |
Таблица 31. Максимальный возраст растений
Растение
|
Возраст‚ лет |
Плаун |
7 |
Щитовник дубравный |
7 |
Кукушкин лен |
10 |
Черника |
25 |
Гроздовник полулунный |
30 |
Вереск |
42 |
Цикламен |
60 |
Рябина |
80 |
Дриада |
100 |
Лещина |
120 |
Береза |
120 |
Виноград |
130 |
Граб |
150 |
Ива козья |
150 |
Осина |
150 |
Яблоня |
200 |
Клен ложноплатановый |
200 |
Груша |
300 |
Вишня |
400 |
Роза собачья |
400 |
Грецкий орех |
400 |
Плющ |
440 |
Можжевельник |
500 |
Сосна |
500 |
Ель |
500 |
Вяз |
500 |
Лиственница |
600 |
Клен платановидный |
600 |
Маслина |
700 |
Каштан посевной |
700 |
Бук лесной |
900 |
Кедр настоящий |
1300 |
Платан |
1300 |
Дуб |
1300 |
Тисс |
1800 |
Липа |
1900 |
Инжир |
2000 |
Мамонтово дерево
|
4000 |
Таблица 32. Продолжительность жизни листьев и хвои
вечнозеленых деревьев
Растение
|
Продолжительность жизни‚ лет |
Лавровишня |
1-3 |
Плющ |
1-3 |
Олеандр |
1-3 |
Бирючница |
1-3 |
Брусника |
2 |
Маслина |
2 |
Сосна |
2-3 |
Можжевельник |
4-5 |
Лавр |
4-6 |
Ель |
4-6 |
Пихта |
5-7 |
Тисс
|
6-8 |
Таблица 33. Глубина проникновения корней в почву
Растение
|
Глубина проникновения корней‚ м |
Одуванчик |
0‚30 |
Морозник |
0‚35 |
Молочай кипарисовый |
0‚50 |
Вьюнок полевой |
1‚00 |
Дрок красильный |
1‚00 |
Колючник бесстебельный |
1‚00 |
Колокольчик |
1‚20 |
Бобы конские |
1‚70 |
Пшеница яровая |
1‚90 |
Рожь |
2‚00 |
Горох |
2‚10 |
Люпин белый |
2‚10 |
Клевер красный |
2‚10 |
Ячмень |
2‚60 |
Овес |
2‚60 |
Пшеница озимая |
2‚80 |
Рапс озимый |
2‚90 |
Лесные деревья |
5-10 |
Виноград |
12-16 |
Пустынные растения
|
10-20 |
Таблица 34. Площадь поверхности листьев
Растение |
Площадь поверхности листа‚ см2
|
Общая площадь поверхности листьев растения‚ см2
|
Банан заостренный |
до 10000 |
|
Банан райский |
2700-5200 |
|
Бук |
22 |
4460000 |
Виктория амазонская |
20000 |
|
Виноград |
125-150 |
|
Картофель |
|
17800 |
Кукуруза |
600-1320 |
7900 |
Лимон |
20-30 |
|
Лириодендрон |
130 |
|
Огурец |
29-33 |
180-1100 |
Олеандр |
11 |
|
Подсолнечник |
38 |
2260 |
Пшеница |
13-15 |
46-65 |
Фасоль |
49 |
|
Яблоня
|
18 |
318000 |
Таблица 35. Длительность прорастания семян и оптимальные для прорастания температуры
Растение
|
Длительность прорастания‚ сут
|
Температура прорастания‚ оС |
Бобы конские |
4-14 |
20 |
Василек |
4-8 |
15 |
Гвоздика турецкая |
8 |
20 |
Горох |
5-8 |
20 |
Капуста цветная |
3-10 |
20-30 |
Конопля |
3-7 |
20-30 |
Кукуруза |
4-7 |
25 |
Лук |
6-10 |
20 |
Люпин |
4-10 |
20 |
Морковь |
6-21 |
20-30 |
Настурция |
14 |
18 |
Незабудка |
5-12 |
20 |
Овес |
5-10 |
15 |
Одуванчик |
7-21 |
20-30 |
Петрушка |
11-28 |
20-30 |
Подсолнечник |
3-7 |
20-30 |
Пшеница |
4-7 |
15 |
Рожь |
4-7 |
15 |
Салат |
7 |
20 |
Свекла столовая |
3-10 |
20-30 |
Спаржа |
7-21 |
20-30 |
Табак |
7-14 |
20-30 |
Томат |
5-14 |
20-30 |
Тыква |
4-7 |
20-30 |
Фиалка |
12 |
20-30 |
Хрен |
4-6 |
20 |
Чечевица |
7-12 |
20 |
Шалфей луговой |
4-12 |
20-30 |
Шпорник |
10-21 |
15 |
Ячмень
|
4-7 |
15 |
Таблица 36. Влияние температуры на скорость прорастания семян‚ч
Растение
|
10о |
15о |
25о |
Горох |
72 |
42 |
- |
Клевер красный |
72 |
42 |
24 |
Кукуруза |
272 |
78 |
56 |
Люцерна |
90 |
66 |
48 |
Мак |
114 |
60 |
48 |
Морковь |
162 |
102 |
56 |
Овес |
90 |
66 |
48 |
Огурцы |
- |
- |
96 |
Подсолнечник |
600 |
72 |
32 |
Пшеница |
84 |
48 |
33 |
Рожь |
54 |
30 |
32 |
Тыква |
- |
258 |
52 |
Ячмень
|
72 |
48 |
32 |
Таблица 37. Скорость роста органов при оптимальных условиях
Растение
|
Скорость роста |
Бамбук‚ побеги |
1‚1 мм/мин = 160 см/сут |
Банан‚ листовое влагалище |
0‚4 мм/мин = 57 см/сут |
Безвременник‚ пыльцевые трубки |
0‚015 мм/мин = 2‚16 см/сут |
Бобы‚ зародышевый корень |
0‚012 мм/мин = 1‚7 см/сут |
Конопля‚ побеги |
0‚05 мм/мин = 7‚2 см/сут |
Овес‚ колеоптили |
0‚025 мм/мин = 3‚7 см/сут |
Рожь‚ тычиночные нити (максимальное время растяжения 10 мин) |
2‚5 мм/мин |
Спаржа‚ побеги |
0‚08 мм/мин = 8 см/сут |
Тыква‚ побеги
|
0‚1 мм/мин = 14‚4 см/сут |
Таблица 38. Годовой прирост растений в высоту (см)
при оптимальных условиях
Растение
|
1-20 |
21-40 |
41-60 |
61-80 |
81-100 |
101-120 лет
|
Пихта |
12‚5 |
54‚0 |
48‚0 |
27‚5 |
20‚5 |
11‚0 |
Ель |
30‚5 |
48‚0 |
38‚0 |
25‚0 |
16‚0 |
11‚5 |
Сосна |
44‚5 |
40‚0 |
27‚0 |
19‚0 |
19‚0 |
11‚5 |
Бук |
27‚5 |
40‚0 |
34‚0 |
27‚0 |
14‚0 |
13‚5 |
Дуб
|
46‚5 |
45‚0 |
19‚5 |
19‚5 |
17‚0 |
10‚5 |
Таблица 39. Высота растений
Растение
|
Нормальная высота‚ м |
Максимальная высота‚ м
|
Бук лесной |
15-40 |
44 |
Граб |
5-25 |
28 |
Папоротник древовидный |
10 |
22 |
Дуб черешчатый |
20-40 |
50 |
Ель |
30-50 |
60 |
Кедр |
25-30 |
40 |
Кипарис |
20-50 |
52 |
Клен |
10-15 |
22 |
Пальма кокосовая |
25-30 |
32 |
Липа крупнолистная |
15-30 |
35 |
Лиственница |
30-40 |
53 |
Мамонтово дерево |
100 |
132 |
Ольха черная |
10-25 |
30 |
Осокорь |
15-30 |
35 |
Пихта европейская |
30-50 |
75 |
Белая акация |
10-25 |
25 |
Сосна |
20-40 |
48 |
Эвкалипт гигантский |
100-110 |
152 |
Клен ложноплатановый |
15-30 |
40 |
Ясень
|
20-40 |
50 |
Таблица 40. Максимальный диаметр ствола деревьев
Растение
|
Максимальный диаметр ствола‚ м |
Береза |
0‚8 |
Можжевельник |
0‚9 |
Граб |
1‚0 |
Сосна |
1‚0 |
Лственница |
1‚6 |
Ясень |
1‚7 |
Ель |
2‚0 |
Бук красный |
2‚0 |
Пихта |
3‚0 |
Клен остролистный |
3‚0 |
Вяз |
3‚0 |
Тисс |
4‚9 |
Липа крупнолистная |
9‚0 |
Мамонтово дерево |
11‚0 |
Баобаб
|
15‚0 |
Таблица 41. Рекордные величины обхвата стволов деревьев
Растение
|
Обхват ствола‚ м |
Место произрастания |
Плющ |
1‚8 |
Жиньяк (Франция) |
Берест |
12‚45 |
Шимшайм (Германия) |
Дуб |
13‚0 |
Ньюленд (Англия) |
Липа |
17‚0 |
Штаффельштейн (Германия) |
Тисс |
18‚0 |
Брейберн (Англия) |
Каштан посевной |
20‚0 |
Италия |
Кипарис болотный |
31‚0 |
Санта Мария эль Туле (Мексика) |
Мамонтово дерево |
35‚0 |
Марипоза (США) |
Платан |
47‚0 |
Беюк-Дере (Турция) |
Баобаб
|
47‚0 |
Танганьика (Африка) |
Таблица 42. Длина ползучих побегов растений в возрасте 1 года
Растение
|
Длина‚ см |
Камнеломка жестколистная |
4 |
Ветреница лютичная |
5-10 |
Душица |
5-10 |
Мелисса |
5-10 |
Тысячелистник |
10-15 |
Хвощ полевой |
10-15 |
Фиалка душистая |
13 |
Зубянка железистая |
15-20 |
Осока песчаная |
15-20 |
Мята зеленая |
15-20 |
Живучка ползучая |
20 |
Ясменник |
20-25 |
Мята перечная |
20-25 |
Марена |
20-25 |
Пролесник |
25-30 |
Пырей |
25-30 |
Сныть |
25-30 |
Плаун годичный |
30-40 |
Вьюнок полевой |
30-55 |
Мыльнянка лекарственная |
30-55 |
Крапива |
35-45 |
Осока волосистая |
35-45 |
Млечник |
45-55 |
Гравилат ползучий |
50 |
Крестовник |
55-60 |
Лютик ползучий |
60 |
Мать-и-мачеха |
60-75 |
Золотарник канадский |
60-75 |
Кипрей узколистный |
85-100 |
Белокопытник |
100-150 |
Лапчатка гусиная |
110 |
Будра |
126 |
Лапчатка ползучая |
130 |
Малина‚ ежевика |
140 |
Земляника |
150 |
Плющ
|
200 |
Таблица 43. Температурные значения‚ определяющие рост растений
Растение
|
Минимальная температура‚ оС
|
Оптимальная температура‚ оС |
Максимальная температура‚ оС |
Бук |
-5 |
20-22 |
43 |
Дыня |
15-18 |
31-37 |
44-50 |
Ель |
-7 |
12-18 |
36 |
Клен остролистный |
7 |
|
28 |
Конопля |
0-5 |
37-44 |
44-50 |
Кукуруза |
8-10 |
34 |
46 |
Люцерна |
1 |
30 |
37 |
Овес |
4-5 |
25 |
30 |
Огурец |
15 |
35 |
50 |
Пихта |
-7 |
14-20 |
38 |
Подсолнечник |
5-10 |
31-37 |
37-44 |
Пшеница |
5-6 |
29 |
40 |
Рожь |
2-3 |
25 |
30 |
Сосна |
7 |
|
34 |
Табак |
13 |
28 |
35 |
Тыква |
10-15 |
37-44 |
44-50 |
Фасоль |
10 |
32 |
37 |
Чечевица |
2 |
|
28 |
Ячмень
|
3-4 |
20 |
30 |
Таблица 44. Оптимальные значения рН почвы для роста растений
Растение
|
Оптимум рН |
Бук лесной |
6‚0-7‚5 |
Гинкго |
5‚5-7‚0 |
Горох |
6‚0-8‚0 |
Грецкий орех |
6‚0-7‚5 |
Девичий виноград |
6‚0-8‚0 |
Дуб |
6‚0-7‚5 |
Дыня |
6‚0-8‚0 |
Ежовник |
5‚5-6‚5 |
Ель |
4‚5-6‚5 |
Земляника |
5‚0-6‚5 |
Картофель |
5‚4-6‚7 |
Каштан конский |
5‚5-7‚0 |
Кукуруза |
5‚5-7‚5 |
Липа |
6‚0-7‚5 |
Лиственница |
4‚5-7‚5 |
Лук |
6‚0-7‚5 |
Морковь |
5‚5-7‚0 |
Овес |
5‚0-6‚8 |
Осина |
4‚5-5‚5 |
Петрушка |
5‚0-7‚0 |
Пихта |
4‚5-6‚5 |
Подсолнечник |
6‚0-7‚5 |
Пшеница |
5‚5-7‚5 |
Рододендрон |
4‚5-6‚0 |
Рожь |
5‚0-7‚0 |
Роза |
5‚5-7‚0 |
Сосна |
4‚5-6‚5 |
Спаржа |
6‚0-8‚0 |
Табак |
5‚5-7‚5 |
Тыква |
5‚5-7‚0 |
Фиалка |
6‚0-7‚5 |
Черника |
4‚5-6‚0 |
Щавель кислый
|
4‚0-7‚5 |
Таблица 45. Северные границы возделывания культурных растений
Растение
|
Северная граница
|
Приблизительное положение городов для сравнения |
|
Кокосовая пальма |
15о |
15о |
Манила‚ Дакар‚ Гватемала |
Масляная пальма |
16о |
|
|
Агава сизалевая |
19о |
19о |
Мехико‚ Бомбей |
|
|
21о |
Мекка‚ Ханой |
Какао и кофе |
22о |
22о |
Калькутта |
Банан |
23о |
23о |
Гавана |
Гевея |
25о |
|
|
|
|
26о |
Майами |
|
|
30о |
Каир |
|
|
32о |
Телль-Авив |
Батат |
35о |
|
|
Хлопчатник |
38о |
38о |
Афины‚ Палермо‚ Сан-Франциско |
Сахарный тростник |
39о |
|
|
|
|
40о |
Мадрид |
Земляной орех и чай |
41о |
41о |
Неаполь‚ Нью-Йорк |
Лимон |
42о |
42о |
Рим |
Соя‚ просо‚ маслина |
45о |
45о |
Турин‚ Бордо |
|
|
48о |
Вена‚ Мюнхен |
|
|
49о |
Париж‚ северная граница США |
|
|
50о |
Майнц‚ Виннипег |
Виноград |
51о |
51о |
Лондон |
Рис |
52о |
52‚5о |
Берлин |
Табак |
53о |
|
|
Кукуруза на зерно |
54о |
|
|
|
|
56о |
Москва |
|
|
59о |
Стокгольм |
|
|
60о |
Санкт-Петербург‚ Осло |
Свекла столовая |
61о |
|
|
Пшеница |
63о |
63о |
Трондхейм |
|
|
69о |
Мурманск |
Ячмень и картофель
|
70о |
|
|
Таблица 46. Годовой уровень осадков‚ необходимый для возделывания культурных растений
Растение |
Необходимый годовой уровень осадков‚ мм
|
Годовые уровни осадков в некоторых городах‚ мм |
|
|
|
Гоа |
2506 |
|
|
Бомбей |
1813 |
Гевея и масличная пальма |
1500 |
Новый Орлеан |
1545 |
Чай |
1500 |
|
|
Сахарный тростник |
1400 |
|
|
Какао и кокосовая пальма |
1300 |
Мадрас |
1241 |
|
|
Шанхай |
1120 |
|
|
Мейнленд |
1011 |
Кофе |
900 |
Мюнхен |
935 |
Рис |
800 |
Рим |
836 |
Кукуруза на зерно |
760 |
Лиссабон |
754 |
|
|
Алжир |
728 |
|
|
Палермо |
644 |
|
|
Вена |
644 |
|
|
Франкфурт |
604 |
|
|
Адана |
600 |
|
|
Берлин |
581 |
|
|
Москва |
535 |
Батат и хлопчатник |
500 |
Магдебург |
508 |
Табак |
500 |
|
|
Сахарная свекла |
450 |
Лос-Анджелес |
440 |
Картофель |
400 |
|
|
Земляной орех и пшеница |
300 |
|
|
Агава сизалевая и ячмень |
250 |
|
|
Маслина |
200 |
Феникс (Аризона‚ США) |
206 |
|
|
Багдад
|
145 |
Таблица 47. Длительность цветения растений
Растение
|
Длительность цветения‚ сут |
Ослинник |
1 |
Дурман |
1 |
Герань луговая |
2 |
Кипрейник холмовой |
2 |
Мак снотворный |
2 |
Вероника бесстебельная |
2 |
Красоднев желтый |
6 |
Пеларгония |
7 |
Лютик едкий |
7 |
Белозор болотный |
8 |
Печеночница |
8 |
Камнеломка моховая |
8 |
Весенник |
8 |
Роза пашенная |
2 |
Горчица полевая |
2 |
Репейничек |
3 |
Солнцецвет альпийский |
3 |
Жимолость |
3 |
Мшанка |
4 |
Дрема красная |
4 |
Очиток |
4 |
Дрема липкая |
5 |
Золототысячник зонтичный |
5 |
Наперстянка красная |
6 |
Цикламен |
10 |
Камнеломка колючелистная |
12 |
Шафран |
12 |
Клюква |
18 |
Тропические орхидеи: |
|
Cattlega labiata |
30 |
Cypripedium insigne |
40 |
Phalaenopsis grandiflora |
50 |
Oncidium cruentatum |
60 |
Cypripedium villosum |
70 |
Odontoglossum rosii
|
80 |
Таблица 48. Критическая длина дня для индукции цветения
длиннодневных и короткодневных растений
Растение
|
Критическая длина дня‚ ч |
Длиннодневные растения
|
|
Белена |
< 10 |
Гибискус |
< 12 |
Ежа |
< 12 |
Клевер луговой |
< 12 |
Костер (Bromus inermis) |
< 12‚5 |
Овес |
< 9 |
Плевел многолетний |
< 13 |
Полевица (Agrostis palustris) |
< 16 |
Пшеница озимая |
< 12 |
Пырей (Agropyron smithii) |
< 10 |
Райграс итальянский |
< 11 |
Редис |
< 12 |
Рудбекия |
< 10 |
Тимофеевка (Phleum nodosum) |
< 12 |
Тимофеевка луговая |
< 14‚5 |
Укроп |
< 11 |
Шпинат |
< 13 |
Ячмень озимый |
< 12 |
Короткодневные растения
|
|
Земляника (Fragaria chilaensis) |
> 10 |
Каланхое |
> 12 |
Космея |
> 14 |
Мамонтово дерево |
> 14 |
Пуансеттия (Euphorbia pulcherrima) |
> 12 |
Рис озимый |
> 12 |
Табак |
> 14 |
Фиалка (Viola papilionocea) |
> 11 |
Хризантема
|
> 15 |
Таблица 49. Годовое количество семян
Кокосовая пальма |
70 |
Звездчатка средняя |
15000 |
Редька полевая |
160 |
Бодяк полевой |
19000 |
Яснотка пурпурная |
200 |
Лебеда |
20000 |
Куколь посевной |
200 |
Мак самосейка |
20000 |
Паслен черный |
500 |
Лабазник |
34000 |
Вьюнок полевой |
550 |
Чистотел |
36000 |
Незабудка средняя |
700 |
Крестовник |
40000 |
Анхуза |
900 |
Белена |
45000 |
Ярутка полевая |
900 |
Мать-и-мачеха |
60000 |
Лютик ползучий |
900 |
Пастушья сумка |
64000 |
Горчица полевая |
1200 |
Мелколепестник |
120000 |
Василек голубой |
1500 |
Ромашка непахучая |
210000 |
Фиалка трехцветная |
2500 |
Галинсога |
300000 |
Гулявник аптечный |
2700 |
Табак |
360000 |
Колокольчик репчатовидный |
3000 |
Полынь |
700000 |
Морковь дикая |
4000 |
Тополь черный‚ |
28000000 |
Одуванчик
|
5000 |
осокорь |
|
Таблица 50. Количество семян на завязь
Растение
|
Количество семян на завязь |
Вишня |
1 |
Кокосовая пальма |
1 |
Миндаль |
1 |
Слива |
1 |
Орех |
1 |
Земляной орех |
3-4 |
Яблоня |
5-10 |
Груша |
5-10 |
Горох |
8-12 |
Пастушья сумка |
30-40 |
Белена |
300-400 |
Мак |
> 1000 |
Maxillaria (орхидея) |
1756440 |
Cycnorches (орхидея)
|
3751000 |
Таблица 51. Масса семян
Растение
|
Масса‚ г |
Заразиха |
0‚000001 |
Гудайера |
0‚000002 |
Одноцветка крупноцветная |
0‚000004 |
Кокушник комарниковый |
0‚000008 |
Береза |
0‚0006 |
Клевер |
0‚002 |
Ольха |
0‚002 |
Рапс |
0‚004 |
Ель |
0‚007 |
Вяз |
0‚008 |
Акация белая |
0‚02 |
Рожь |
0‚03 |
Граб |
0‚035 |
Пшеница |
0‚04 |
Овес |
0‚04 |
Пихта |
0‚04 |
Ячмень |
0‚04 |
Ясень |
0‚07 |
Люпин |
0‚08 |
Чечевица |
0‚082 |
Клен |
0‚1 |
Горох |
0‚2 |
Кукуруза |
0‚2 |
Бук красный |
0‚2 |
Горошек нарбоннский |
0‚3 |
Борщевик |
0‚4 |
Фасоль турецкая |
0‚5 |
Дуб |
3‚0 |
Орех американский |
до 25 |
Авокадо
|
до 60 |
Таблица 52. Масса тысячи семян (абсолютная масса)
Растение
|
Абсолютная масса зерна‚ г |
Пшеница озимая |
35-45 |
Рожь озимая |
25-35 |
Ячмень яровой |
35-45 |
Овес |
32-40 |
Кукуруза зерновая |
200-450 |
Кукуруза сахарная |
240-310 |
Кукуруза мелкосеменная |
80-130 |
Горох виктория |
200-300 |
Горох полевой |
150-250 |
Горошек нарбоннский |
250-350 |
Вика |
40-55 |
Люпин |
100-120 |
Рапс |
4-6 |
Клевер |
2-3 |
Люцерна |
2-3 |
|
|
Таблица 53. Максимальная дальность разбрасывания семян
Растение
|
Дальность разбрасывания‚ м |
Сердечник недотрога |
0‚90 |
Фиалка собачья |
1‚00 |
Дороникум |
1‚00 |
Герань голубиная |
1‚50 |
Фиалка лесная |
3‚75 |
Фиалка высокая |
4‚65 |
Фиалка трехцветная |
4‚75 |
Люпин |
7‚00 |
Акант |
9‚50 |
Бешенный огурец |
12‚70 |
Хура трескающаяся |
14‚00 |
Bauhinia purpurea (тропическая лиана) |
15‚00 |
|
|
Таблица 54. Продолжительность жизни семян
Растение
|
Максимальная длительность жизни семян
|
Каштан посевной |
9 мес |
Каштан конский |
15 мес |
Лимон |
16 мес |
Кокос |
16 мес |
Кофе |
22 мес |
Бук |
2 года |
Лещина |
2 года |
Осина |
2 года |
Дуб |
3 года |
Орех грецкий |
5 лет |
Сосна Веймутова |
10 лет |
Василек голубой |
10 лет |
Тыква |
10 лет |
Мак |
10 лет |
Пырей |
10 лет |
Рапс |
16 лет |
Просо |
17 лет |
Лен |
18 лет |
Капуста‚ конопля |
19 лет |
Салат качанный |
20 лет |
Фасоль |
22 года |
Лук |
22 года |
Дыня |
30 лет |
Морковь |
31 год |
Горох |
31 год |
Рожь‚ ячмень‚ пшеница |
32 года |
Кукуруза |
37 лет |
Сельдерей |
39 лет |
Табак |
39 лет |
Овес |
41 год |
Горчица |
50 лет |
Одуванчик |
68 лет |
Картофель |
200 лет |
Лотос индийский |
250 лет |
|
|
Таблица 55. Скорость вращательных движений вьющихся растений
Растение
|
Время оборота‚ ч |
Роксбургия |
24 |
Лапагерия |
14 |
Жасмин |
7 |
Глициния |
6 |
Иглица |
3 |
Тамус |
3 |
Хмель |
2 |
Фасоль турецкая |
2 |
Повой заборный |
2 |
Виноград |
1 |
|
|
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ
Таблица 56. Температурные коэффициенты (Q10) физиологических
процессов
Процесс
|
Q10 |
Диффузия небольших молекул в воде |
1‚2-1‚5 |
Транспорт воды через оболочку семени плодов арахиса |
1‚3-1‚6 |
Поступление воды в набухающие семена |
1‚5-1‚8 |
Реакции гидролиза‚ катализируемые ферментами |
1‚5-2‚3 |
Дыхание |
2‚0-2‚6 |
Фотосинтез: |
|
световые реакции |
1‚0 |
темновые реакции |
2-3 |
Поглощение калия проростками кукурузы |
2-5 |
|
|
Таблица 57. Температурная устойчивость растений
Растение |
Максимальная температура‚ необходимая для выживания‚ оС
|
Минимальная температура‚ необходимая для выживания‚ оС |
Спирогира |
-7 |
40 |
Хламидомонада |
-36 |
4 |
Ульва |
-8 |
30 |
Ламинария |
-4 |
24 |
Фукус пузырчатый |
-20 |
41‚9 |
Красные морские водоросли |
от -2 до 3 |
32-35 |
Орляк обыкновенный |
-2‚5 |
|
Многоножка обыкновенная |
-18‚1 |
48‚5 |
Листовник |
-14‚8 |
47‚5 |
Бук лесной (листья) |
-2‚5 |
|
Бук лесной (почки) |
-22 |
|
Ель (летом) |
-8-(-3‚5) |
42‚5 |
Ель (зимой) |
-38 |
40‚5 |
Кедр европейский (летом) |
-10 |
|
Кедр европейский (зимой) |
-40 |
|
Кислица |
-11‚5 |
40‚5 |
Овес |
-12-(-9) |
|
Ольха (листья) |
-3 |
|
Ольха (почки) |
-28 |
|
Пшеница |
-22-(-10) |
|
Рожь |
-25-(-15) |
|
Тисс (зимой) |
-40 |
47‚5 |
Тисс (летом) |
-4 |
50‚5 |
Ясень (листья) |
-2 |
|
Ясень (почки) |
-27 |
|
Ячмень |
-15-(-10) |
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ОРГАНИЗМА 16
1. Природа и функции основных химических компонентов растительной клетки 17
Элементарный состав растений 17
Вода 22
Белки 25
Липиды 25
Углеводы 27
Растительные пигменты 29
Фитогормоны 31
Фитонциды 32
Фитоалексины 32
2. Особенности структурной организации растительной клетки 33
Клеточная оболочка 33
Вакуоль 37
Пластиды 38
3. Органы, ткани и функциональные системы высших растений 42
РЕГУЛЯТОРНЫЕ СИСТЕМЫ РАСТЕНИЙ 47
1. Регуляция активности ферментов 47
2. Генетическая система регуляции 48
3. Мембранная регуляция 48
4. Трофическая регуляция 50
5. Электрофизиологическая регуляция 51
6. Гормональная система регуляции 53
Ауксины 53
Цитокинины 55
Гиббереллины 56
Абсцизины 57
Этилен 59
Брассиностероиды 60
ВОДНЫЙ ОБМЕН РАСТЕНИЙ 63
1. Термодинамические основы водного обмена растений 63
2. Водный баланс растений. 68
Поглощение и передвижение воды. 69
Транспирация. 72
Физиология устьичных движений 75
Пути снижения интенсивности транспирации 77
ФОТОСИНТЕЗ 79
1. История фотосинтеза 79
2. Лист как орган фотосинтеза 81
3. Хлоропласты и фотосинтетические пигменты 83
Пигменты хлоропластов 84
4. Световая фаза фотосинтеза 92
Организация и функционирование пигментных систем 92
Циклическое и нециклическое фотосинтетическое фосфорилирование 93
5. Темновая фаза фотосинтеза 98
С3-путь фотосинтеза (цикл Кальвина) 98
С4-путь фотосинтеза 100
САМ-метаболизм 104
Фотодыхание 104
ГЕТЕРОТРОФНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ 108
1. Сапротрофы 109
2. Паразиты 111
3. Насекомоядные растения 112
ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ 115
1. Гликолитическое расщепление глюкозы 116
Гликолиз 116
Цикл Кребса 120
Электрон-транспортная цепь 120
Окислительное фосфорилирование 122
Энергетический выход гликолитического дыхания 124
2. Пентозофосфатное расщепление глюкозы 124
3. Промежуточные продукты дыхания 126
4. Жиры и белки как дыхательный субстрат 126
ТРАНСПОРТ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ПО ФЛОЭМЕ 128
МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ 137
1. Элементы‚ необходимые для растительного организма 137
2. Признаки голодания растений 139
3. Антагонизм ионов 140
4. Поглощение минеральных веществ 141
5. Ионный транспорт в растении 144
Радиальное перемещение ионов в корне 144
Восходящий транспорт ионов в растении 145
Поглощение ионов клетками листа 146
Отток ионов из листьев 147
6. Азотное питание растений 148
Ассимиляция нитратного азота 149
Ассимиляция аммиака 150
Накопление нитратов в растениях 151
РОСТ И РАЗВИТИЕ РАСТЕНИЙ 153
1. Клеточные основы роста и развития 155
2. Закон большого периода роста 157
3. Гормональная регуляция роста и развития растений 159
Влияние фитогормонов на рост и морфогенез растений 160
Использование фитогормонов и физиологически активных веществ 161
4. Физиология покоя семян 164
5. Процессы, протекающие при прорастании семян 166
6. Покой растений 167
7. Физиология старения растений 168
8.Осенняя окраска листьев и листопад 171
9. Влияние абиотических факторов на рост и развитие растений 174
Температура 174
Свет 178
10. Влияние микроорганизмов на рост растений 183
11. Движения растений 185
Фототропизмы 186
Геотропизмы 188
Другие виды тропизмов 190
Настии 191
ПРИСПОСОБЛЕНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ 193
1. Холодостойкость растений 197
2. Морозоустойчивость растений 199
3. Зимостойкость растений 204
4. Влияние на растения избытка влаги в почве 207
5. Засухоустойчивость растений 210
Влияние на растения недостатка влаги 213
Физиологические особенности засухоустойчивости 215
6. Жароустойчивость растений 219
7. Солеустойчивость растений 221
ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ РАСТЕНИЙ 226
1. Основные термины и понятия 227
2. Методы переноса генетической информации 228
Трансформация растений Тi-плазмидой 228
из Agrobacterium tumefaciens 228
Векторные системы на основе Тi-плазмид 229
Физические методы переноса генов в растительные клетки 230
Бомбардировка микрочастицами 231
3. Получение трансгенных растений 232
Выведение растений, устойчивых к насекомым-вредителям, 232
вирусам и гербицидам 232
Получение растений, противостоящих неблагоприятным 238
воздействиям и старению 238
Изменение окраски цветков 240
Изменение пищевой ценности растений 241
Растения как биореакторы 243
ЛИТЕРАТУРА 244
ПРИЛОЖЕНИЕ 246