Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
почек узла кущения, что свидетельствует о приспособленности к прохождению озимыми растениями так называемого зимнего покоя. При этом глубина залегания узла кущення и мощность его развития зависят от качества семян, способа посева, обработки почвы; и оказывают большое влияние на перезимовку озимых. Обычно, когда узел кущения находится близко от поверхности (1,5 см), такие растения менее зимостойки, чем растения с болео глубоким залеганием узла кущения (3—4 см).
Существует снизь зимостойкости озимой пшеницы с содержанием сахаров в узлах кущения.
В листьях в декабре содержание растворимых углеводов достигает 18—24% (на сухое вещество), а в узлах кущения—• 39—42%. В опытах сорт озимой пшеницы Безостая 1 расходовал за зиму наибольшее количество углеводов (23%), а Мироновская 808— 10%, он более зимостойкий. Отмечено интенсивное использование растворимых углеводов во второй половине зимы.
Узел кущения — своеобразная кладовая энергетических ресурсов растения в зимний период.
Морозостойкость сортов озимой пшеницы определяется как количеством сахаров, накопленных в осенний период, так и экономным расходованием их в течение зимы.
У растений озимой пшеницы в зимний период с понижением температуры содержание моносахаридов (глюкозы и фруктозы) увеличивается за счет расщепления сахарозы на глюкозу и фруктозу. Это «молекулярный актив» зимующего растения (возрастает концентрация клеточного сока, что снижает точку его замерзания) (А. А. Рихтер).
Холодоустойчивость зародыша и растения в целом повышается, если намоченные и набухшие семена в течение 5—10 дней закалять попеременно температурами выше и ниже 0°С. Холодоустойчивость семян кукурузы увеличивается при намачивании их в растворе алюмокалиевых квасцов; проростки с 4—5 листьями, полученные из таких семян, выдерживают температуру —5°С в течение суток. По данным Д. Ф. Проценко, холодоустойчивые сорта и гибриды кукурузы отличаются более энергичным прорастанием семян и более быстрым развитием пла-стидного аппарата, более высоким уровнем содержания хлорофилла и желтых пигментов — каротиноидов.
Следовательно, зная природу холодоустойчивости и морозоустойчивости, можно значительно повысить устойчивость растений к,низким температурам.
Витрификация — это переход жидкости (воды) при понижении температуры в стеклообразное состояние. Явление витрификации воды в растительных клетках наступает при резком охлаждении ниже —20 °С. Застывшая растительная ткань в виде аморфной стекловидной массы долго сохраняет свою жизнеспособность. Условия витрификации клеток изучали у дре-
весных растений и озимой пшеницы. При медленном отогревании замерзшей ткани жизнеспособность клеток восстанавливалась, а при быстром наблюдалось их отмирание. По-видимому, во втором случае в сильно обезвоженный протопласт мгновенно поступает в большом количестве талая вода, повреждая ядро, хлоропласты и цитоплазму, в результате чего утрачивается по-лупроницаемость плазмалеммы. Очевидно, при таких условиях происходит быстрое смещение структурных частиц по отношению друг к другу, что приводит к разрушению субмикроскопическои структуры протопласта, и он отмирает (И. И. Туманов). Доказано, что растения, находящиеся в глубоком органическом покое, отличаются способностью к закаливанию; они выдергивают промораживание до —195 °С. Так, черная смородина после наступления состояния глубокого покоя и завершения первой фазы закаливания переносила охлаждение до —253 °С..
Советским физиологом П. А. Генкелем разработана теория о сопряженной и конвергентной сходящейся и расходящейся устойчивости растений. В ряде случаев он установил одинаковую реакцию растеиий на различные воздействия окружающей среды и разную реакцию растений на одни и те же условия, усматривая в этом причинную зависимость между воздействием неблагоприятных факторов и защитно-приспособительными ответными реакциями растительных организмов.
Примерами могут служить факты, когда в организме в результате приспособления к внешним условиям изменяется один из признаков (свойств), который почти всегда вызывает изменение и других свойств, сопряженных с ним. Так, предпосевное закаливание семян для повышения устойчивости к засухе усиливает способность растений переносить не только обезвоживание, но и перегрев (томат, просо, подсолнечник). Это явление обусловливается образованием у растений из закаленных семян цитоплазмы с более высокой эластичностью, большей водоудерживающей способностью, более интенсивными фотосинтезом и дыханием, повышенной активностью ферментов и т. д.
Сопряженную устойчивость наблюдали также у растении табака,, подвергнутых закаливанию: повышенная засухоустойчивость сочеталась у них с сульфатной устойчивостью, что связано с повышенной жароустойчивостью, в то же время растения обладали пониженной хлоридоустойчивостью.
Большую роль в устойчивости растений к экстремальным условиям играет степень вязкости цитоплазмы. У ряда растении пониженная вязкость цитоплазмы листьев сопряжена с большей устойчивостью к заморозкам в критический период роста. Установленная П. А. Генкелем стимуляция роста у закаленных против засухи растений (томат) объясняется стимуляцией функциональной активности хроматина, что лежит в основе • лучшей адаптации закалённых растеиий к засухе.
