7. Оптимальні температури росту коренів

Рослина	Темпера­тура, °С	Рослина	Темпера­тура, °С
Тонконіг луговий, гря­		Кукурудза	24
стиця збірна, типчак		Соя, бавовник	27
лучний, кострець	25	Тютюн	28
Тимофіївка, мітлиця	21	Квасоля	26
Конюшина червона	21	Картопля	20
Суданська трава	29	Цибуля	22
Пшениця	16	Помідори	20
Ячмінь	20	Яблуня, персики	18

З віком чутливість коренів до температури змінюється. У молодих рослин помідорів корені краще ростуть при 30° С, ніж при 20° С, а у дорослих — навпаки. При 10° С ріст коренів пригнічується на всіх фазах розвитку рослин.

Добрий ріст коренів спостерігають на грунтах з достатнім ступенем аерації. Серед культурних рослин мінімальна потреба в кисні у рису і гречки, а найбільша у помідорів, гороху і кукурудзи. Коріння рису та інших затоплюваних культур поглинає кисень із спеціальних повітропровідних тканин. Вміст кисню в повітропровідних порожнинах і бо­лотяних рослин досягає 15 %. Потреба коренів у кисні тим більша, чим вища температура грунту. Критичний мінімум кисню для зберігання коренів живими близько 3 %. Певною мірою листки трав’янистих рослин можуть постачати ко­реням кисень навіть без спеціальних повітропровідних тканин. Так, якщо рослини озимої пшениці або жита затоплені талими водами, але кінчики листочків знаходяться у повітрі, то рослини від вимокання гинуть значно менше, ніж при повному зануренні листків у воду.

Корені потребують пухкого і вологого грунту. При розпушуванні грунту на 35-40 см основна маса коренів пшениці розміщується в горизонті 10-27 см, а при оранці на 20-22 см — в горизонті 0-10 см. В разі висихання грунту до вологості в’янення корені не ростуть. При зрошенні помірними дозами корені пшениці розміщуються у верхніх шарах грунту, а без поливання проникають глибоко в грунт.

Корені як гетеротрофні органи рослини потребують для росту органічних речовин, що надходять з листя. Тому умови середовища, сприятливі для фотосинтезу, сприяють росту коренів і навпаки. Підвищена температура в нічні години, яка спричинює посилену витрату вуглеводів на дихання, призводить до зменшення маси коренів. Скошування надземної частини рослин не тільки гальмує ріст коренів, а й призводить до зменшення їхньої маси. Багатий урожай плодів затримує ріст коріння дерева, а видалення суцвіття стимулює його.

Вода і іони солей інтенсивно поглинаються ростучою частиною кореня, зокрема зоною кореневих волосків. Тому підживлення рослин найефективніше тоді, коли поживні речовини, які вносять у грунт, вступають у контакт з кореневими волосками, чому сприяє багате галуження коренів. У плодових дерев маса коріння становить 25-30 % маси дерева, причому галуження коренів набагато більше, ніж крони. У однорічного сіянця яблуні налічують близько 45 000 коренів. Загальна довжина коренів і кореневих волосків у озимого жита становить 600 км, а довжина надземної частини пагонів і листя ледве досягає 20 м. Іони, які поглинаються з грунту, специфічно впливають на ріст коріння. Дуже стимулюють ріст калі.цій, молібден та ін.

Корені за своєю функцією є пе тільки провідним і опорним органом рослини, а й місцем біосинтезу необхідних для рослини фізіологічно активних сполук. У коренях біосинтезуються 22 амінокислоти, глутатіоп, уреїд та різні фосфорорганічні сполуки. Проте для нормального росту корінь має поглинати вітаміни, що надходять до нього з тканин інших органів. Для коренів гороху, люцерни і редиски необхідні тіамін та нікотинова кислота (вітаміни В₁ і РР), а для моркви, бавовнику, конюшини, помідорів, соняшнику і дурману, крім зазначених, потрібний ще піридоксин (вітамін В₆).

Ріст стебла. При проростанні насіння стебло формується з гіпокотиля. Стебло виконує опорну, провідну функцію і може бути місцем відкладання запасних речовин, молоді зелені стебла здійснюють фотосинтез. За своєю будовою і функціями до стебла близький пагін, що виростає з бруньки, яка утворюється в пазусі листка. Завдяки утворенню бічних пагонів стебло гілкується.

Ріст стебла у висоту зумовлений діяльністю верхівко­вої меристеми, а ріст у товщину — латеральними меристемами. У злаків стебло росте завдяки інтеркалярній меристемі, розміщеній біля основи міжвузля. Внаслідок поділу меристематичних клітин виникають клітини, які не діляться і дають початок окремим тканинам. У межах конуса наростання (верхівкова меристема) розрізняють протодерму, з клітин якої утворюється епідерміс, прокамбій, який формує провідну систему і основну меристему, що утворює основну тканину — паренхіму. Поділ клітин конуса наростання зумовлений біосинтезом ДНК і ауксинів — стимуляторів росту — диференціації клітин. Звичайно стебло росте верхівкою, тому нові вузли на ньому формуються згори доти, поки верхівка стебла не перетвориться на суцвіття. У злаків диференціація колоса відбувається дуже рано, у фазі кущення, і при видовженні стебла нові вузли не формуються. У пагонів, що ростуть із бруньок відновлення, вузли сформовані в бруньці. Якщо квітка формується на пагоні після виходу з бруньки, спостерігається формування нових вузлів. Міжвузля подовжуються в основному завдяки подовженню клітин і тільки у злаків зав­дяки утворенню нових клітин.

Ріст стебла в товщину здійснюється камбієм, розміщеним між флоемою лубу і ксилемою деревини. Витягнуті клітини камбію діляться вздовж довгої осі і в напрямі до периферії стебла з наступною диференціацією дочірніх клітин або к елементи ксилеми, або — флоеми. В однорічних рослин клітини камбію припиняють ділитися до початку цвітіння, у дерев і кущів камбій переходить до стану спокою із середини осені і до весни.

Настання спокою у камбію спочатку виявляється в гілках, потім у стовбурі і в останню чергу — у коренях. Періодичність діяльності камбію спричинює утворення річних кілець у стовбурі дерева. Добре виражені річні кільця у дуба і слабо у верби і тополі. Весняне пробудження камбію пов’язане з дією ростових гормонів, що опускаються з розпуклих бруньок, в яких до весни різко збільшується вміст ауксинів. Після того як клітини камбію починають ділитися, в них синтезуються ауксини та інші активатори росту, які підтримують активність камбію незалежно від ауксинів листя.

Отже, ріст стебла в довжину і товщину відбувається за типом S-подібної кривої, тобто спочатку повільно, потім інтенсивно, загасаючи наприкінці росту. Внаслідок такого характеру росту довжина міжвузлів неоднакова. Найдовші міжвузля бувають звичайно в середній частині пагона. Виняток становлять міжвузля злаків, які збільшуються знизу догори.

У стебла добре виражені відмінності властивостей у верхній і нижній частинах його. Це явище називають полярністю. Ростуче стебло неоднорідне за довжиною: основа стебла складається з тканини, клітини яких перестали рости, а вершина утворена ростучими клітинами і тканинами. Це зумовлює відмінність морфологічних і фізіологічних властивостей різних частин стебла. Полярність виявляється в закономірному зростанні або зменшенні концентрації речовин, інтенсивності фізіологічних процесів, що, в свою чергу, виявляється в ярусності листя, утворенні біля осно­ви пагона коренів, а на верхівці бруньки і взаємозалежності різних органів рослини.

Поки листок залишається життєдіяльним, він гальмує ріст своєї пазушної бруньки. Тому знищення листя або пошкодження його стимулює швидкий ріст бруньок і появу нового листя. Верхівка пагона гальмує ріст бічних бруньок, що залишилися після опадання листя. Знищення або пошкодження її стимулює проростання сплячих бруньок, а отже, й галуження. Гальмування росту бічних бруньок може бути різним. У дерев воно виявляється більше, тому дерева гілкуються менше, ніж кущі, а в помідорів і тютюну гальмування послаблене, і тому у них з пазушних бруньок часто ростуть нові нагони. Гальмування росту бічних бру­ньок непостійне в онтогенезі. Воно послаблюється з віком, і бічні пагони у яблуні, що добро розрослися, починають пригнічувати ріст головного пагона. У ялини знищення верхівки приводить до того, що найближча До верхівки гілка вигинається догори, ніби замінюючи верхню бруньку, і активно гальмує ріст бічних пагонів.

Ріст стебла безпосередньо залежить від зовнішніх умов. Так, температура значною мірою визначаю довжину пагона. Для рослин помірного клімату оптимальна температура буває 25-30° С, причому інтенсивний ріст рослин спостерігають тільки при коливанні температури протягом доби і різниці температури повітря і ґрунту.

Для нормального росту льону, гречки і пшениці при температурі повітря 20 °С температура ґрунту має бути 10 °С.

Значною мірою висоту рослини визначають ґрунтове живлення і водопостачання.

Затримання росту в разі засухи зумовлене втратою тургору клітинами, зменшенням вмісту ауксинів і нуклеїнових кислот.

Ріст листя. Листок розвивається на конусі наростання пагона і являє собою групу меристематичних клітин, які диференціюються в зародковий листок. Диференціація зародкового листка відбувається від основи до верхівки. З верхівки утворюється листкова пластинка і черешок, а з нижньої — піхва листка і основа черешка в місці прикріплення його до стебла. Формування листкової пластинки в брунці може починатися від основи до верхівки, від верхівки до основи, від середини листка вгору і донизу або рівномірно вздовж всієї пластинки. Для більшості листкових пластинок характерною є наявність кількох точок росту, внаслідок чого на них утворюються зубці, лопаті, листочки. У дводольних ріст листкової пластинки здійснюється рівномірним ростом вздовж всієї площі листка. Цей ріст зу­мовлений розтягом клітин і тільки почасти їхнім поділом. У однодольних листкова пластинка подовжується завдяки утворенню нових клітин в основі листка. Ріст пластинки в товщину здійснюється розтягом клітин палісадної тканини і поділом клітин лизофілу.

У листкових зародках багато ауксинів, які впливають на морфогенез листка. Підвищені дози стимуляторів росту спричинюють різні зміни в будові листка (ненормальне жилкування, зростання листочків у перистих листків та ін.). Аналогічно діють гербіциди. З обміном пов’язаний листопад. Так, утворення окремого шару спричинене зменшенням притоку ауксинів з листкової пластинки в черешок. При цьому перед опаданням листя в ньому порушується співвідношення етилену і ауксинів.

Будова листкової пластинки визначається тривалістю освітлення. Світло стимулює поділ клітин, проте гальмує їхній розтяг. Тому у затінку листки виростуть більшими і тоншими, ніж на світлі.

Знижена температура гальмує ріст листка в довжину, проте стимулює ріст його в товщину. При цьому у морозо­стійких сортів пшениці фаза розтягу клітин послаблюєть­ся більше, ніж у нестійких.

Ріст листя залежить від вмісту елементів живлення В: рослині. На цьому ґрунтується листкова діагностика, яка дає змогу за хімічним аналізом листка прогнозувати врожай, своєчасно вносити підживлення тощо. Так, наявність кобальту стимулює ріст листя, відсутність молібдену гальмує розростання листкової пластинки в обидва боки від центральної жилки.

В зв’язку з особливістю росту листя у рослин встановлено чітко виражені градієнти вмісту води, різних хімічних сполук, активності ферментів, інтенсивності транспірації, фотосинтезу, дихання в листках, розміщених на різній висоті по стеблу. Такій самій закономірності підлягають і білки, яких у верхніх листках завжди більше, ніж у нижніх.

Старіння листка супроводжується припиненням росту його, в основі цього явища лежить зниження вмісту білка і нагромадження не використаних на інші біосинтези вуглеводів (сахарів, крохмалю, інуліну, клітковини), інгібірування ферментів і біосинтез речовин вторинного походження (алкалоїдів, ліпідів, терпенів, глікозидів, пігментів), послаблення фотосинтезу, транспірація, збільшення вмісту вільної води і зменшення колоїдно-зв’язної.