Фотопериодизм

1. Ұзақ күнді өсімдіктер-пшеница, рожь, ячмень, лен, тимофеевка.

2. Қысқа күнді өсімдіктер-просо, кукуруза, табак, соя, конопля, томат

3. горох, гречиха

Өсімдіктердің жарық пен қараңғының ауысуына жауап беруін Б.С.Мошков актиноритм деп атаған. Актиноритм өсімдік мүшелерінің түзілуіне әсер етеді, әсіреме вегетативті және генеративті мүшелерінің арақатынасына Сондықтан актиноритмикалық әсерді мәдени керекті мүшелерінің өнімділігін арттыру үшін пайдалануға болады. Мысалы: астық тұқымдастардың дәндерінің мөлшегін арттыруға, картоптың түйнектерінің, қызылшаның жем тамырын арттыруда.

Фотопериодикалық реакцияларда екі кезеңді көрсетуге болады.

1 кезең. негізгі –ұзақ күнді және қысқа күнді өсімдіктерге ортақ жарық қарқындылығы жеткілікті болған кезде өтеді.

2 кезең. қосымша өзге жарық қарқындылығы төмен болған жағдайда өтеді және ұзақ мерзімде.

Разумов, Клешнин және Вассинко мәліметтері бойынша ұзақ күнді өсімдіктердің гүлденуіне активті әсер ететін және қысқа күнді өсімдіктердің гүлденуін тежейтін сәулелер 370-430 нм, 410-500нм, 725-875 нм толқын ұзындығы. Бұл реакцияларды фитохром деп аталатын пигмент қадағалайды. Оны этиолданған жүгері, сұлы өскіндерінен бөліп алған, сонан соң жасыл өсімдіктердің жапырақтарынан анықталған Фитохром екі спектральды әртүрлі формада болуы мүмкін және бір-біріне ауысады. пигмент-660, пигмент-730. Фитохром пигменттерінің 660 түрі өскіндер қараңғыда өссе, ал 730 түрі қызыл жарық әсер еткен жағдайда пайда болады. Фитохромның физиологиялық активтілігі фотосинтезбен бірге өсімдіктің өсуімен де байланысты.

№ 4 Дәріс - Жылу экологиялық фактор ретінде

Өсімдіктердің тіршілігінде жылу маңызды экологиялық фактор ретінде қарастырылады. жылудың мөлшері күннің қуатына тікелей байланысты. Сәуле қуаттың радиакциялық ағысы жер бетіне жылжуының жарты жолына 4186000 Дж/см²

жыл (1000ккал) тең, Атмосфераның сыртқы шекарасына 1,046500 Дж/см²

жыл (250 ккал) тең. оның ¾ -жер бетімен сіңіріледі., ал ¼ бөлігін атмосферада сіңіріледі. (М.И. Будико, 1956)

Жарық қуатының келуімен жұмсалуынан радиациялық баланс құрылады. ол оң немесе теріс болуы мүмкін. (келуі артық болса+, жұмсалуы артық болса -) Антарктиданың орталық аудандарында теріс, орталық арктикалық бассейнде нольге тең, ал басқа жерлерде оң+ радиациялық баланс көрсеткішіне тік және шашыраңқы радиацияның қосындысы, ылғалдылық, бұлтта әсер етеді.

Өсімдіктердің жылу алмасуы энергия алмасуымен бірге қарастырылуы керек. жкр бетін энергия күн радиакциясы арқылы келеді.Өсімдіктер, топырақ, су беті оны сіңіреді. энергия сіңірілумен бірге үздіксіз денелермен жылу бөлінеді. Белгедле бір уақытта күн сәулесінен энергия таза келуі (Qs) қысқа толқынды радиациядан (0,3-3мкм) Sk ұзын толқынды Sd құрылады.

Qs=Sk+Sd

Sk=Sd+Sh-Sr

Sd=Sg-Sa

Sd-тіке күн сәулесінің радиакциясы

Sh-шашыраңқы жарық

Sr-шағылысқан қысқа толқынды радиация

Sa-ұзын толқынды жылудың бөлінуі

Sg-ұзын толқынды сәулелердің атмосферадан қайта келуі

Қысқа толқынды радиация-энергияның келуі, ұзын толқынды радиация энергияның кетуі. Сондықтан радиацияның жалпы балансы оң болады., егерде қысқа толқынды сәулелер ұзын иолқынды сәулелерден басым болғанда (күн шыққаннан күн батқанға дейін) Баланс теріс болады. егер келген энергия жұмсалған энергияданаз болса. радиация балансынан артық қалған энергия биосферада өсімдіктердің фотосинтезіне, топырақ, ауа қыздыруына және су булануына жұмсалады.

№ 5 Дәріс - Су экологиялық фактор ретінде

Жер бетіндегі су мөлшері 1500млн км³ Олсұйық /тұщы, ащы/, қатты және газ тәрізді сулардан құралады. Мұхиттармен теңіздерге 97% жатады. 3%дың ¾ мұздар су бетінен бір жылда 107-114 жауын-шашын түссе 116-124 см буланады., ал құрлықта орташа санмен 71см жауын-шашын 47 см буланады.

Г.И.Высоцкий жер бетіндегі ылғалдылықтың жалпы балансын көрсетті. (ылғалдылықтың келуі, жұмсалуы, келуі)

1) жауын-шашын, 2)қар жинағы, 3)топырақ бетіне ылғалдыфң жиналуы, 4) жер асты сулардан ылғалдың келуі, жұмсалуы: 1) жер бетіндегі заттарды суландыруға жұмсалуы. 2) қардың жер арқылы шашылуы. 3)топырақ бетінен ағып кетуі. 4) топырақтан булануы. 5) тамыр арқылы сіңірілуі. 6) ішкі ағысқа пайдалануы. Г.И.Высоцкий келесі формуланы ұсынады.

Жауын-шашын= ағыс+булану+ «П» («П»-топырақ, грунт, ыза)

арқылы жинақталып тұратын су ылғалдылығы жоғары жылдарда құрғақшылық жылдары жұмсалады. буфер-кеңейіп және тартылып тұрады. Жер шарында жауын-шашын мөлшері және судың булануының арақатынасы түрліше. Булануы жоғары аймақтарды аридті, ал жауын-шашын жоғары –гумидті деп бөледі. БОР-да ең жоғары жауын-шашын мөлшері Батуми -2470мм, Якутияда 150мм, Орта Азия шөлейт аймақтарында 100мм. Ылғалдың негізгі көзі жауын-шашын (жаңбыр, қар) Ауа ылғалдылығының тапшылығы экологиялық маңызды. Ауа ылғалдылығы жоғары болса тапшылығы төмен болады. ылғалды тропикалык аймактарда ауа ылгалдылыгы 89%, шолейт аймақта 33%, кейде 15% дейін төмендейді. Сирек Каирда 2% дейін түседі Ауа ылғалдылығына өсімдік қауымдастықтарыүлкен әсер етеді. Тәулік бойы ауа ылғалдылығы өзгеріп таңертеңгі кезде максимальды түстен кейін минимальды мөлшерде болады. Темирязевтің мәліметтері бойынша (1937ж.) 1 га жерге отырғызылған 3 млн 600 мың л су буландырады. 1г. құрғық зат жинақтау үшін өсімдік 200-1000г су жұмсайды оны транспирациялық коэффициент деп атайды. Су өсімдіктің өсуіне және дамуына әсер етеді. Қуаңшылық құрғақшылықтың ауа және топырақ түрлері болады. ауа құрғақшылықта өсімдіктерге жоғары температура құрғақ ауа, жел әсер етеді. (Астық тұқымдастарының дәндері кеуіп, цитоплазма кеуіп, хлорофилл бұзылады.) Топырақ құрғақщылығы өсімдіктерге жеткілікті гравитациялық су және капилярлы су күрт азайғанда байқалады. (гравитациялық қозғалмалы, топырақ түйіршіктерінің арасын толтырып тұрған), (капиляр-топырақ түтікшелерінде орналасқан су) Сонымен қатар топырақта өсімдіктер үшін жеткіліксіз (топырақтағы ылғалдың өлі қоры) -гигроскопиялық су болады.

№ 6 Дәріс - Өсімдіктер тіршілігіндегі макро- және микроэлементтер маңызы

Өсімдіктердің топырақтан қоректенуі жөніндегі мәселеде ғылымда түрлі көзқарастар болды. Өсімдіктердің шіріндіге ба й топырақ жақсы өсіп, мол өнім беретіндігін көрсететін сан ғасырлық егінщілік тәжірибесі қоректенудің гумустық теориясын өмірге келтірді.Алайда фотосинтездің ашылуы мен зерттелуі өсімдік денесінің 95 проценті көмір қышқыл газы мен судан құралатындығын көрсетті. Бұл жағдайда өсімдіктің қалған бөлігі неден құралады, оның түрі қандай және ол неден түзіледі деген сұрақ туды. Бұл сұраққа жауап беру үшін химияда қолданып жүрген элементтік анализ методы өсімдіктердің құрамын зерттеуге пайдаланылды. Осы мақсат үшінөсімдікті жаққанда, ондағы газ тәрізді заттар-азот, сутек, оттек, және көміртек ұшып шығады. Олар негізінен органикалық заттардың құрамына енетіндіктен органогендер деп аталған. Элементтердің күлді заттар деп аталатын барлық қалған бөлігі органогендер ұшып шыққанннан кейінгі қалған күлде болады. Өсімдікті жағу нәтижесінде алынатын күлді заттардың мөлшері өсімдіктердің әр түрінде ғана емес, сол сияқты олардың әр түрлі органдарында да түрліше болады. ағаш сүрегінен 1%, тұқымнан 3%ке жуық, тамыр мен сабақтан 4-5, жапырақтан -10-15, қабықтан-7% күллі заттар алынады. Орта жағдайларына қарай күлді заттардың бұл мөлшері өзгеріпотырады. Топырақта тұздар неғұрлым көп және климат қаншама құрғақ болса, өсімдікте күлді заттар соғұрлым мол болады.

Күлдің құрамы өте күрделі және алуан түрлі, тіпті бір өсімдіктің өзінде де ол тұрақты болмайды. Белгілі бір элементтің өзі бір органдарда көп, екінші органдарда аз мөлшерде кездеседі. Тұқымның құрамында басқа элементтерден гөрі фосфор мен калий көп кездеседі, бұл элементтер жаңа органдарқұру үшін қажет. Топырақта көп жағдайда фосфор мен калий жетіспейді. Астық тұқымдастардың тамырсабағында, картоп түйнегі мен қызылша түбірінде калий көп болады.

Мұқият жүргізілген зерттеулер өсімдіктер күлінен элементтердің барлығы дерлік, тіпті сирек кездесетін элементтер де табылатынын көрсетті. Сонымен қатар өсімдіктер күлінде көптеген сиреккездесетін едәуір мөлшерде жиналады. Мысалы: балдырда-бром мен йод, жүгеріде-алтын, таспада-селен элементтері едәуір мөлшерде ұшырасады. Өсімдіктердің элементтік құрамын анықтау минералдық қоректену теориясының негізі болады. Бұл теорияда ғылымда неміс химигі Ю. Либихтің жұмыстары нәтижесінде орнықты. Минералдық қоректену теориясын Ю. Либих 1840 жылы Егіншілік пен физиологияда химияның қолданылуы деген кітабында жариялады. Фотосинтез процесі ашылған соң өсімдіктердің негізгі органогендерді ауа мен судан сіңіретіндігі белгілі болса, минералдық қоректену теориясы өсімдіктердқұрамына енетін барлық басқа элементтер топырақтан қабылданатындығын көрсетті. Бұл элементтер топырақта негізінен минералдық тұздар және ішінара органикалық заттар түрінде кездеседі. Органикалық заттардың көп бөлігі минералдық заттарға дейін ыдырайды да осыдан кейін ғана өсімдіктер оны қабылдай алатын болады. Өсімдіктер топырақтағы органикалық қосылыстардың кейбір түрлерін ғана қабылдай алады. Сондықтан да өсімдіктердің топырақтан қоректенуі минералдық қоректену деп аталады. Күлдің құрамында кездесетін мөлшеріне қарай элементтерді 3 топқа бөледі. Элементтердің бірінші тобын макроэлементтер деп атайды. Оларға өсімдіктерде проценттің оннан бастап жүзден бір бөлігіне дейінгі мөлшерде кездесетін элементтер кіреді. Оларға барлықорганогендер-С, Н, О, N , сондай ақ S, K, Ca, Mg, Na, Fe, P элементтер жатады. Микроэлементтер деп аталатын екінші топқа өсімдіктер денесінде проценттің мыңнан жүз, мыңнан бір бөлігіне дейінгі мөлшерде кездесетін элементтер кіреді. Оларға Mn, B, Cu, Zn, Ba, Zi, Br, Co, Mo және т.б. жатады. Ультрамикроэлементтер деп аталатын үшінші тонқа өсімдіктер денесінде проценттің милионнан бір бөлігіне дейінгі мөлшерде кездесетін элементтер кіреді. Оларға Cs, Se, Cd, Hg, Ag, Au, Ra элементтері жатады.

№ 7 Дәріс - Маңызды макроэлементтердің экологиялық мәні.

Фосфор табиғатта бір ғана изотобы Р³¹ түрінде кездеседі. Оның екінші бір изотобы Р³² жасанды жолмен алынады. Топырақта құрамында фосфор кездесетін органикалық және минералдық заттар болады, олар өсімдіктің фосфорлық қоректенуінің көзі бола алады. Фосфордың органикалық қосылыстары қара топырақта көп, сұр топырақта аз болады. Фосфордың минералдық қосылыстары қиын еритін фосфаттар түрінде болады, олар бактериялардың жәрдемімен өсімдіктер сіңіре алатын күйге өтеді. Өсімдіктер орто-және пирофосфор қышқылының тұздарын қабылдайды, тамыр клеткалары бұл тұздардың анионын сіңіреді. Фосфор қышқылының аниондары өсімдік клеткасында өзінің тотығу дәрежесін өзгертпестен, осы түрінде органикалық қосыоыстардың құрамына кіреді.

Өсімдіктер метобализмінде фосфор ерекще зор роль атқарады. Ол барлық нуклеотидтердің құрамына кіреді, ал нуклеотидтердің өзі РНК мен ДНК-ның макромолекулаларын түзеді.

Өсімдік өзінің бойындағы фосфорды барынша үнемдеп жұмсайды және бұл элементтің артық мөлшері жиналған жағдайда оны фитин түрінде қорға жинайды.

Өсіп жетілу барысында өсімдіктер ұзақ уақыт бойы фосфорға мұқтаж болады. Оны жас өсімдіктер неғұрлым қарқынды сіңіріледі. Өсімдіктер тұқымында әсіресе ұрығында фосфор көп болады.

Өсімдіктер ортофосфор қышқылының РО₄^3- анионын ғана емес, сондай-ақ фосфордың кейбір органикалық қосылыстары- глюкозофосфаттарды, глицерофосфаттарды, РНК-ны да сіңіре алады.

Топырақтың құрамында кездесетін калийдің көп бөлігін өсімдіктер сіңіре алмайды. өсімдіктер алмаса алатын және суда еритін калийді ғана сіңіре алады. Калий тамыр клеткаларына катион түрінде жиналады, ал басқа бөлігі клетка белоктарымен адсорбциялық байланыс арқылы қосылған.

Калий полисахаридтердің синтезі мен жиналуына күшті әсер етеді. Органдарына қор заты ретінде крахмал жинайтын өсімдіктердің калийді көп мөлшерде қажет етуін осы жағдаймен түсіндіруге болады. Оларға жоғарыда айтылып өткен қант қызылшасы, асхана қызылшасы, картоп, күнбағыс сияқты өсімдіктер жатады.

Табиғатта кальций ізбістас, мрамор, гипс және т.с.с. қосылыстардың құрамында кездеседі. Ал топырақта кальций көмір қышқылының, фосфор қышқылының,күкүрт қышқылының,азот қышқылының және т.б. тұздары түрінде ұшырасады. Өсімдіктер алмасатын және суда еритін кальцийді сіңіреді, мұндай кальций қара топырақтың құрамында көп, ал қоңыр және сұр топырақтың құрамында кем болады.Тамыр клеткаларына кальций катион түрінде өтеді. Мұнда ол әр түрлі минералдық және органикалық қышқылдармен қосыла келе, күкірт қышқылының, көмір қышқылының , қымыздық қышқылының тұздарын түзеді.

Өсімдік бүкіл тіршілігі бойында кальцийді қабылдап отыруы тиіс, Кальций жетіспеген жағдайда одан ең алдымен өсімдіктің тамыры зардап шегеді, клетка қабырғалары шырыштанып, тамыр түктері ыдырап кетеді. бұршақ тұқымдас өсімдіктер де кальций элементін көп қажет етеді. Кальций жеткілікті болған жағдайда бұршақ тұқымдас өсімдіктердің тамыры жақсы жетіліп, қаулап өседі.

Өсімдіктердің субстратқа байланысты кейбір экологиялық топтары.

Өсімдік пен топырақ тығыз қарым-қатынаста болады. Өйткені топырақ-өсімдіктердің бекіну ортасы, сол сияқты органикалық қосылыстарды синтездеу үшін қажетті су мен минералдық заттардың негізгі көзі. Өсімдіктердің тіршілігі үшін топырақтың химиялық құрамы, физикалық қасиеті, құрылымы, ылғалдыылығы және тағы басқа ерекшеліктерінің маңызы зор.

Өсімдіктердің топырақтағы қоректік заттарды қабылдау қабілеті әр түрлі. Осыған байланысты өсімдіктерді шартты түрде эвтрофты, мезотрофты және олиготрофты үшке бөледі.

Эвтрофты өсімдіктердің топырақ құнарлылығына талабы өте жоғары (дала, орманды дала, жалпақ жапырақты орман өсімдіктері).

олиготрофты (грекше «олигос»-аз, «троф»-қорек) өсімдіктер қоректік затқа кедей топырақта өсе алады. Бұған құрғақ аңғарлы шалғын (аққылтан), құмайт топырақ (қарағай), шымтезекті батпақ (шықшөп, мүкжидек, ұлпабас, шымтезек мүктері) өсімдіктері жатады.

Тұздылығы жоғары топырақта өсетін өсімдіктер галофиттер деп аталады. (грекше «галос»-тұз). тұздылық мөлшері және ерекшеліктеріне қарай: сор және сортаң деп бөлінеді.

Сордың бет жағын тұзды су басып жатады. бұларда көктемде ылғал мол болады да, жазға қарай тұздылығы артып, бет жағы гипс есебінен жүреді. Сортаңда тұз топырақтың төменгі қабаттарында жиналады, жоғарғы қабаттары тұзсыз. Топырақтың бұл қабыты құрылымсыз болады. Топырақтың төменгі қабаты тағыз, кепкен кезде бағаналы бөліктерге және кесектерге жарылады. негізгі галофиттерге сор өсімдіктері жатады. Олар алаботалар тұқымдасының өкілдері. Сыртқы көрінісі жағынан галофиттер суккуленттерге ұқсас, суға қаныққан (салмағының 92%-не дейін). Тамырлары біршама нашар, тереңге кетпейді. Б.А. Келлер галофиттердің мынадай типтерін ажыратады: 1. Бұзаубас сортаң типі. Жапырақтары қатты өзгерген, шырынды, сабағы бунақталған өсімдіктер. 2. Шведка (Snaeda mfritima) типі. Жапырақтары өзгермеген, шырынды етженді өсімдіктер. 3. Көкпек типі. Жапырақтарының беткейінде көпіршік тәрізді түктерге ұқсас су сақтайтын ұлпалары болады. 4. Етженді емес сортаңдар типі. Өсімдіктердің сабақтарында, жапырақтарында тұзды ерітінділер бөлініп тұратын бездері болады, осылар арқылы өсімдік өз денесіндегі артық тұздан арылады.

Өсімдіктердің басым көпшілігі үшін тұздың жоғарғы концентрациясы өте зиян, мысалы, ас тұзы топырақта 2-3 процент болған жағдайда өсімдік өледі. Осыған қарамастан галофиттердің денесінде ас тұзының мөлшері өте жоғары (49-50%-ке жетеді). Галофиттерге өте жоғары осмостық қысым тән, сондықтан олар тұзды топырақтан ылғал қабылдай алады. галофиттердің көпшілігінде, ол 20-30 атм, кейде 100 атм-ға жетеді, ал кейбіреулерінде 150 атм болады.

Өсімдіктердің жарыққа байланысты экологиялық топтары.

Жарықтың жасыл өсімдіктер үшін физиологиялық мәні зор, олар жарық жеткілікті болған жағдайда ғана қалыпты өсіп дами алады. Жарық өсімдіктердің сыртқы көрінісіне, анатомиялық құрылысына әсер етеді. жарық жеткіліксіз жерде өскен өсімдіктердің (этиолданған) реңі солғын жасыл, буынаралықтары ұзарған, жапырақтары майда. Табиғатта белгілі дәрежеде этиолданған өсімдіктер орманның төменгі белдеуінде, шалғында кездеседі.

Жарықтың өсімдіктердің сыртқы пішініне ғана емес, ішкі құрылымына да, әсіресе бәрі бірдей дәрежеде қажет етпейді. Соған байланысты өсімдіктерді үш топқа бөледі: 1) жарық сүйгіш өсімдіктер-гелиофиттер (грекше «гелиос»-күн). Бұлар жарық мол жерде ғана өседі. Бұған тундра, шөл дала және ормансыз тау шыңдарының өсімдіктерін жатқызуға болады. Қарағай, балқарағай, шаған, емен, тал жарық сүйгіш өсімдіктерге жатады. 2) көлеңкеге төзімді өсімдіктер жарық мол жерде тіршілік ете алады және де көлеңкеге де төзімді болады. Бұған шалғынның көптеген өсімдіктері, шырша, самырсын, шамшат, жөке ағашы, үйеңке, көптеген папортниктер мен мүктер т.б. жатады. 3) Көлеңке сүйгіш өсімдіктер-сциофиттер (грекше «циа»-көлеңке). Бұлар көлеңкелі жерлерде ғана тіршілік ете алады. Бұған еуропа құсықшөбі, саумалдық және көптеген орман өсімдіктері жатады.

Жарықтың қарқындылығы, сол сияқты жарықтың ұзақтығы экватордан полюске жыл бойы өзгеріп отырады. экваторда күн мен түн тең. Ал қалған аймақтарда экватордан солтүстікке және оңтүстікке қарай күн мен түн жылына екі рет-көкткмгі және күзгі күн мен түннің теңесуі күндері ғана тең болады. Күн мен түннің ұзақтығы (фотопериодизм) өсімдіктің дамуына үлкен әсерін тигізеді. Соның нәтижесінде солтүстік аймақтың өсімдіктері оңтүстікпен салыстырғанда даму циклін қысқа мерзім ішінде өтеді. Солтүстікте жылудың жетіспеуі жарықтың ұзақ түсуімен толықтырылады. Осыған байланысты өсімдіктердің екі тобын ажыратады: 1) ұзақ күн өсімдіктері (солтүстік ендіктері мен биік тау өсімдіктері). Мәдени өсімдіктерден арпа, сұлы, қара бидай, көкнәр, шалғам 2) қысқа күн өсімдіктері. Бұған тропика және субтропика табиғат аймақтарының өсімдіктері мен қоңыржай климаттың ерте көктемгі, қоңыр күздегі өсімдіктері жатады. Мәдени өсімдіктерден. қытайбұршақ, күріш, темекі, мақта, және тағы басқалар.

№ 8 Дәріс -Ауаның экологиялық фактор ретінде мәні.

Жерді айнала қоршап тұрған газды қабат-атмосфера деп аталды. Ол гректің «atmos» ауа және «sphaira»-шар деген сөзінен шыққан.

Атмосфераға адам, жануарлар және өсімдіктер дем алатын ауа ғана емес, сонымен бірге оған жер шарын қоршаған газды қабаты да жатады. Оның қалыңдығы 100 км-ге дейін жетеді. Ауа-әр түрлі газдардың қоспасы. Оның құрамы, негізінен, азот пен оттегінен тұрады. Барлық газдар су мен жер қыртысында да бар.

Атмосфера жердегі ауа райын белгілі бір қалыпта реттеп отырады. Атмосфера болмаса, тәулік ішінде жер бетінің температурасы шамамен 200 градусқа құбылып тұрған болар еді.(күндіз 100⁰ шамасында ыстық болса, түнде-100 градусқа дейін суықтық болар еді.)