1.3. Фізіологія рослин як фундаментальна біологічна наука та теоретична основа агрономічних наук

Всебічне і ґрунтовне вивчення закономірностей у процесах життєдіяльності рослинного організму забезпечує можливість використання набутих знань не лише для отримання високої продуктивності сільськогосподарських рослин у виробництві, але й сприяє подальшому розвитку та підвищенню ефективності інших галузей біологічної науки.

Як фундаментальна біологічна наука і теоретична основа рослинництва, вона вирішує дві головні взаємопов’язані проблеми: 1) всебічне вивчення метаболічних процесів рослинного організму з метою пізнання суті життя – основного теоретичного питання біології; 2) вивчення закономірностей життєдіяльності рослин в онтогенезі у різних екологічних умовах з метою розв’язання практичних завдань рослинництва.

1.4. Основні напрями сучасної фізіології рослин

Сучасна фізіологія рослин має наступні наукові напрями.

Біохімічний – вивчає природу та функціональне значення органічних речовин, що входять до складу рослин, шляхи їх утворення і перетворення під час фотосинтезу та дихання; досліджує особливості кореневого живлення рослин та низку інших питань.

Біофізичний – вивчає шляхи накопичення енергії у клітинах рослин, природу біологічних мембран, біофізичні процеси фотосинтезу і дихання, фізико-хімічні закономірності водного режиму і кореневого живлення, регуляторні системи фітохромів, природу подразнень та ін.

Синтетичний, або кібернетичний – вивчає енергетичний стан і кінетику таких взаємопов’язаних процесів, як фотосинтез і дихання, живлення та органоутворення, загальні закономірності росту рослин.

Екологічний – досліджує вплив навколишнього середовища на процеси життєдіяльності у рослині, розробляє ефективні засоби впливу на рослину екологічних факторів (застосування добрив, створення оптимального водного, світлового та повітряного режимів тощо) для забезпечення її стійкості до хвороб і шкідників, формування врожаю тощо.

Онтогенетичний – вивчає вікові закономірності розвитку– рослин і розробляє шляхи раціонального керування цим процесом (світлокультура, яровизація, загартовування, фотоперіодизм та ін.).

Еволюційний – вивчає особливості індивідуального виду, сорту рослин у відповідних екологічних умовах, зміни структури рослин залежно від факторів наколишнього середовища, розглядає онтогенез як функцію генотипу.

1.5. Методи та рівні досліджень фізіології рослин

Дослідження на клітинному, субклітинному і молекулярному рівнях проводять за допомогою методів мікроскопії, електронної мікроскопії, паперової і газової хроматографії, радіоактивних і стабільних ізотопів, спектрометрії, люмінесцентної й ультрафіолетової мікроскопії та інших біохімічних та інструментальних методів аналізу.

Застосування сучасних методів досліджень дає можливість фізіології рослин вирішувати такі теоретичниі й практичні проблеми, як :

1. Розробка нових засобів ефективного використання води рослиною. Екологія водного режиму та фізіологія рослин в умовах зрошення.

2. Удосконалення теорії мінерального живлення з метою більш ефективного використання мінеральних добрив та підвищення продуктивності рослин.

3. Подальше вивчення механізму фотосинтезу та удосконалення методів, що сприяють збільшенню використання рослинами сонячної енергії.

4. Біохімія обміну азоту у рослині, біологічна фіксація азоту атмосфери та використання його рослинами.

5. Дослідження природи росту й розвитку рослин і розробка заходів спрямованого керування цими процесами.

6. Вивчення фізіології формування якості врожаю залежно від екологічних умов вирощування рослин.

7. Генетика мінерального живлення видів і сортів культурних рослин.

8.Подальше вивчення природи стійкості рослин до несприятливих факторів, особливо до шкідливих викидів промисловості й транспорту.