Жароустойчивость растений

Жароустойчивость – это способность растений переносить действие высоких температур, перегрев. Это генетически обусловленный признак. По жароустойчивости выделяют три группы растений:

1. Жаростойкие – термофильные синезеленые водоросли и бактерии горячих источников, способные переносить до 75-100 ⁰С. Они имеют повышенное содержание РНК в клетках и устойчивость белка к тепловой коагуляции.

2. Жаровыносливые – растения пустынь и сухих мест (суккуленты, кактусы, толстянковые), выдерживающие температуру до 50-65 ⁰С. Имеют пониженный обмен веществ и высокую вязкость цитоплазмы.

3. Нежаростойкие – мезофитные и водные растения, переносят кратковременное воздействие температур до 38-47 ⁰С.

Большинство с-х растений начинают страдать при температуре 35-40 ⁰С, когда угнетаются все физиологические функции. При 50 ⁰С происходит свертывание протоплазмы и отмирание клеток. Превышение критической температуры ведет:

- к денатурации белков и разрушению белково-липидных комплексов мембран, что приводит к потере осмотических свойств клетки.

- Возрастает расход органических веществ на дыхание, усиливаются процессы гидролиза, ведущие к образованию вредных продуктов распада (аммиака).

- Особенно чувствителен к высоким температурам фотосинтез.

- Общее ослабление растений повышает восприимчивость к болезням.

- В клетках растений индуцируется синтез белков теплового шока.

Способом защиты от перегрева служит усиление транспирации. Поэтому сухую жару растения переносят легче, чем влажную. Повышение температуры обычно сопровождается повышенной инсоляцией. Растения располагают листья параллельно лучам солнца. Хлоропласты активно перемещаются, уходя от избыточного освещения. Некоторые растения имеют специальные приспособления, защищающие от перегрева. Это складывание и скручивание листьев, опушение, толстая кутикула, чешуйки и др.

Жаростойкость зависит от фазы развития растений. Наибольший вред наблюдается на ранних этапах развития и в период образования генеративных органов. Наименьший вред в старых и покоящихся органах.

Солеустойчивость растений

Засоление почвы связано с накоплением в ней натриевых солей. Наиболее токсичны карбонаты натрия (NaHCO₃), менее токсичны хлориды (NaCl ) и сульфаты (NaSO₄). Вредное воздействие солей проявляется также в высоком осмотическом давлении почвенного раствора, что обуславливает «физиологическую» сухость почвы. По реакции на засоление почвы различаю две группы растений: галофиты и гликофиты. Галофиты – это растения засоленных мест обитания. Среди них различают: эугалофиты, криногалофиты и гликогалофиты.

1. Эугалофиты – это «соленакапливающие» растения с мясистыми стеблями и листьями. Они поглощают соли из почвы, накапливают их в вакуолях, имеют высокий осмотический потенциал (солерос).

2. Криногалофиты – это «солевыделяющие» растения. Они поглощают соли, пропускают их через себя и накапливают в специальных секретирующих клетках, которые выводят их на поверхность листьев.

3.Гликогалофиты – это «соленепроницаемые» растения. К ним относятся полынь и лебеда. Они плохо поглощают соли, а высокое осмотическое давление в клетках обусловлено высокой концентрацией органических соединений, особенно углеводов.

Гликофиты – это растения пресных мест. Большинство с-х культур относится к этой группе. Высокая концентрация солей:

- изменяет их осмотические свойства,

-разрушает цитоплазматические мембраны,

-снижает активность ферментов,

-нарушает белковый обмен (образование аммиака, кадаверина, путресцина).

- Засоление почвы тормозит поглощение элементов минерального питания (нитратов, фосфора, калия, кальция и др.) и транспорт их в наземные органы.

Основной ответной реакцией на засоление почвы является повышение осмотического потенциала клеток. Но повышение концентрации клеточного сока ведет к торможению роста и в конечном итоге к снижению продуктивности.

Таким образом, рост гликофитов на засоленных почвах лимитируется тремя факторами: 1. нарушением водного баланса, 2. нарушением ионного равновесия, 3. солевой токсичностью.

Критическими периодами для большинства культур являются фазы всходов, проростков и цветения.

К солеустойчивым растениям относятся: ячмень, горчица, хлопчатник, клевер, капуста, сахарная свекла, шпинат, облепиха. Менее устойчивы: овес, просо, рожь, кукуруза, подсолнечник, картофель, лук, морковь, томат, люцерна. Слабоустойчивы: пшеница, сорго, гречиха, огурец, лен, редька, фасоль, яблоня.

Повысить солеустойчивость можно методом солевой закалки семян, обработкой растений физиологически активными веществами (ретардантами, антитранспирантами), условиями минерального питания и селекцией сортов.