8.6.2. Екзогенні фактори

Умови навколишнього середовища діють у сукупності, та їхня дія є взаємопов’язаною. Явище росту відбиває весь ланцюг процесів розвитку й обміну в організмі, які перебувають у різній залежності від умов навколишнього середовища. Зміна зовнішніх умов впливає не лише на хід окремих процесів, але й істотно впливає на їх характер і спрямованість. Часто оптимальні для росту певного органа умови не є такими для росту інших органів. Так, інтенсивне освітлення стимулює до певної межі фотосинтез у листках і, відповідно, сприяє синтезу асимілятів, які необхідні для новоутворення і росту органів рослин. Водночас висока інсоляція підсилює транспірацію й активує процеси дихання. Випаровування води приводить до втрати тургору, а посилена витрата пластичних речовин при окисленні знижує ефективність фотосинтезу. Ці процеси можуть істотно впливати на ріст і розвиток рослин.

Зазначені обставини свідчать про складний характер залежності процесів у живому організмі від факторів середовища.

Ці фактори можна поділити на дві групи: кліматичні й біотичні. Кліматичні (або фізичні) фактори – це світло (його інтенсивність, тривалість, якість), температура (величина, періодичність змін), вологість грунту і повітря, газовий склад, швидкість руху повітря, структура грунту, його хімічний склад, родючість та ін. До біологічних факторів належать продукти життєдіяльності інших рослин (алелопатія), мікроорганізмів (фізіологічно активні речовини).

Світло. Світло істотно впливає на ріст рослин. Певний час рослина може рости без світла і набувати деяких специфічних морфологічних ознак: недорозвинені механічні тканини, витягнуті стебла, маленькі листочки блідо-жовтого кольору. Такі рослини називаються етіольованими. На світлі етіольовані пагони зеленіють, ріст їх відносно уповільнюється, відбувається морфогенез. При вирощуванні на яскравому світлі рослини набувають ксероморфної структури, тому що короткохвильове світло (сині промені і фіолетові) стимулює процес ділення клітин. Червоні промені підсилюють розтягування клітин і стимулюють процеси ділення.

У більшості випадків вплив світла на ріст і розвиток пов’язаний з фітохромом – пігментною системою, яка поглинає довгохвильову частину спектра. Фітохром складається з двох пігментів, які взаємно перетворюються: фітохрому-660 (Ф-660) і фітохрому-730 (Ф-730). Поглинаючи червоні промені, Ф-660 перетворюється у Ф-730. У свою чергу Ф-730 поглинає далеке червоне світло і переходить у Ф-660, неактивну форму. Реакціями керує активна форма Ф-730.

Відношення до яскравого світла у різних видів рослин неоднакове і залежить від генотипних особливостей організму, стадії його розвитку, дії інших зовнішніх факторів, серед яких велика роль належить температурі.

Температура. Для різних рослин інтервал температур, що забезпечують можливість росту, достатньо широкий. Тому виділяють кардинальні точки температур для ростових процесів: мінімум, оптимум і максимум.

У південних рослин мінімальні й максимальні температури зміщені у бік підвищення, порівняно з рослинами помірних широт. Залежно від пристосування до дії температур, рослини ділять на теплолюбні (мінімальні температури для росту вище 10 ^оС і оптимальні – 30–40 ^оС) і холодостійкі (мінімальні – 0–5 ^оС, оптимальні – 25–31 ^оС). Оптимальною вважається температура, яка забезпечує найбільш інтенсивні ростові процеси.

Показники температурного мінімуму, оптимуму і максимуму неоднакові для окремих органів рослин. Так, активний ріст коренів відбувається при більш низьких температурах, ніж ріст наземних органів. Крім того, оптимальна для ростових процесів температура може бути несприятливою для процесів розвитку. Тому існують поняття “фізіологічного оптимуму” (умови сприяють ростовим процесам) і “гармонійного оптимуму” (умови сприяють гармонійному росту і розвитку).

Газовий склад. Зелені рослини належать до аеробних організмів, які нормально розвиваються при наявності вільного кисню у повітрі. Різні види рослин мають різну потребу у кисні, хоч його вміст у атмосфері (близько 21%) не є лімітуючим. Тривала нестача кисню у зоні кореневої системи, яка може мати місце в умовах затоплення, знижує ростові процеси. Водночас оптимальною для молодих коренів рису є концентрація кисню близько 3%.

Вміст СО₂ у повітрі (0,03%) забезпечує можливість синтезу органічної речовини, а надлишок приводить до збільшення розтягування клітинних стінок, короткочасно стимулює ріст.

Вода. Фаза розтягування клітин пов’язана з надходженням води до вакуолі. Відповідно, нестача води затримує ріст. Оптимальне насичення цитоплазми водою створює умови для синтезу, внаслідок чого утворюються конституційні й пластичні речовини. Ступінь насичення клітини водою залежить від стану клітини, органа, усього рослинного організму і зумовлює інтенсивність і спрямованість метаболічних процесів.

Мінеральне живлення. Наявність у грунті мінеральних речовин, особливо азоту, стимулює ростові процеси. Проте надмірно високий мінеральний фон затримує формування репродуктивних органів. Тому співвідношення елементів живлення у грунті потребує знання фізіологічної їх ролі й потреб рослин.