Покой бывает вынужденным и органическим. Причиной вынужденного покоя являются различные факторы внешней среды, препятствующие прорастанию, чаще всего неблагоприятная температура или недостаток влаги.
При органическом покое семена в зрелом состоянии не способны прорастать даже при благоприятных условиях. Задержка прорастания при этом вызывается свойствами зародыша или тканей, окружающих его, а именно: эндосперма, семенной кожуры, а также околоплодник. Все проявления органического покоя делятся на три группы: эндогенный, экзогенный и комбинированный. Экзогенный покой. Физический экзогенный покой обусловлен водонепроницаемостью кожуры, имеющей развитую кутикулу и слой палисадных клеток. Такие семена называются твёрдыми (люпин, люцерна). Механический экзогенный покой связывается с механическим препятствием прорастанию, создаваемым околоплодником или его внутренней частью. Удаление скорлупы ускоряет прорастание семян. Химический экзогенный покой вызывается содержащимися в семенах ингибиторами, предотвращающими их прорастание в неблагоприятных условиях. В числе ингибиторов околоплодника таких семян обнаружены различные фенольные соединения – слициловая, оксибензойная, коричная, а также абсцизовая кислоты. Удаление околоплодника или промывание плодов обеспечивает активное прорастание семян. Наблюдается у свеклы, ясеня и др.Эндогенный покой. Морфологический эндогенный покой обусловен недоразвитостью зародыша. Семена могут прорастать только после завершения развития эмбриона. Этому процессу способствует тепловая стратификация, которая может длиться несколько месяцев. Распространён у свеклы, ясеня и др. Физический эндогенный покой обусловлен активностью зародыша, которая в сочетании с ухудшением газообмена покровов создаёт физиологический механизм торможения прорастания семян. Физический покой делиться на три типа: неглубокий, глубокий и промежуточный.
Неглубокий покой проявляется во временной задержке прорастания или определённом снижении всхожести. Он характерен для многих культурных растений (пшеница, ячмень и др.) Хранение таких семян, проращивание в условиях переменных температур и действие света при набухании способствуют прекращению покоя.
Глубокий покой отличается тем, что зародыш, хотя и трогается в рост, но прорастание проходит замедленно и ненормально. Покой снимается лишь при длительной холодной стратификации семян. Характерен для многих плодовых и некоторых травянистых растений. При промежуточном покое в отличие от глубокого извлечённые семян зародыши прорастают более активно , однако с частыми аномалиями. Активизируется прорастание семян при длительной стратификации, сухом хранении и обработке гиббереллинами.
Способы прекращения покоя: скарификация, импакция, локальное повреждение покровов семени , препарирование оболочек, отчуждение зародышей. Скарификация, представляющая механическое повреждение водонепроницаемых покровов семени, проводиться в ручную или с помощью специальных механизмов. Импакция основана на ударах семян друг о друга и о стенки заключающего их сосуда. При этом нарушается кожура в важной для прорастания части – в области рубчика, травмирование же самого семени не наблюдается. Физические факторы нарушения покоя. Температура оказывает влияние как на первичный, так и на вторичный покой. Выводить семена из состояния покоя можно как более высокими, так и более низкими температурами или их переменным действием. Состав газовой среды. Повышение CO2 могут нарушить семян различных видов. Слишком большая концентрация СО2 может сильно замедлить и даже приостановить рост после наклёвывания зародыша. Влияние химических факторов на покой семян. Прорастание семян регулируется фитогармонами. Гиббереловая кислота стимулирует прорастание семян, находящихся в эндогенном физиологическом покое, и менее влияет на экзогенный покой. Цитокинины способствуют прорастанию светочувствительных семян в темноте, инактивируют ингибирующее действие абсцизовой кислоты на семена и зародыши. Абсцизовая кислота оказывает ингибирующее влияние на прорастание покоящихся семян.
Растительный организм обладает способностью к определенной ориентировке своих органов в пространстве. Реагируя на внешние воздействия, растения меняют ориентировку органов. Различают движения отдельных органов растения, связанные с ростом — ростовые и с изменениями в тургорном напряжении отдельных клеток и тканей — тургорные. Ростовые движения, в свою очередь, бывают двух типов: тропические движения, или тропизмы,— движения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора внешней среды (света, силы земного притяжения и др.); настические движения, или настии,— движения, вызванные общим диффузным изменением какого-либо фактора (света, температуры и др.). В зависимости от фактора, вызывающего тропические движения, различают геотропизм («пороговое» явление, т. е. геотропический изгиб происходит лишь при достижении раздражителем какого-то определенного уровня), фототропизм (движения, вызванные неравномерным освещением разных сторон органа), хемотропизм (это изгибы, связанные с односторонним воздействием химических веществ), тигмотропизм (реакция растений на одностороннее механическое воздействие), гидротропизм (это изгибы, происходящие при неравномерном распределении воды).
Настические движения бывают двух типов: эпинастии — изгиб вниз и гипонастии — изгиб вверх. В зависимости от фактора, вызывающего те или иные настические движения, различают термонастии, фотонастии, никтинастии и др.
Термонастии — движения, вызванные сменой температуры. (тюльпаны, крокусы). Фотонастии — движения, вызванные сменой света и темноты (соцветия одуванчика), (табака). Никтинастии («никти» — ночь) — движения цветков и листьев растений, связанные с комбинированным изменением, как света, так и температуры.(при смене дня ночью (хмель).Тургорные движения. Не все настические движения относятся к ростовым. Некоторые связаны с изменением тургора. К ним относятся никтинастические движения листьев. Так, для листьев многих растений характерны ритмические движения — у клевера наблюдается поднятие и складывание листочков сложного листа ночью. Этот тип движений связан с изменением тургора в специализированных клетках листовых подушечек. Сейсмонастии — движения, вызванные толчком или прикосновением, например движение листьев у венериной мухоловки или у стыдливой мимозы. Автонастии — самопроизвольные ритмические движения листьев, не связанные с какими-либо изменениями внешних условий. Так, листья тропического растения десмидиум претерпевают ритмические колебания.
Аллелопа́тия(от др.-греч. ἀλλήλων (allelon) — взаимно и πάθος (pathos) — страдание) — свойство одних организмов (микроорганизмов, грибов, растений, животных) выделять химические соединения, которые тормозят или подавляют развитие других. Также иногда под аллелопатией понимают как отрицательные, так и положительные взаимодействия между растениями в фитоценозах.
Различают четыре группы веществ, ответственных за аллелопатию:антибиотики — выделяются микроорганизмами, служат для подавления жизнедеятельности других микроорганизмов; маразмины — выделяются микроорганизмами, служат для подавления жизнедеятельности высших растений; фитонциды — выделяются высшими растениями, служат для подавления жизнедеятельности микроорганизмов; колины — выделяются высшими растениями, служат для подавления жизнедеятельности других высших растений.
Наибольшее влияние на рост других культур оказывают корневые выделения. Также химические соединения могут выделяться и листьями, при этом они попадают в почву во время дождя или при поливе.
Воздействие выделяемых химических веществ может быть трех типов:
1. Отрицательное – проявляется в угнетении роста и развития соседних растений, снижении способности к зимовке, низкой урожайности, гибели культур. Выделяемые вещества накапливаются почвой и постепенно создают аллелопатическую среду, которая благоприятно влияет на одни растения, и угнетает другие;
2. Положительное – проявляется в повышенной вегетации соседних культур, высокой урожайности и устойчивости растений к вредным факторам среды.
Происходит это за счет того, что некоторые растения выделяют вещества, угнетающие рост сорняков, а также препятствующие распространению вредителей и различных микробных и грибковых заболеваний;
3. Нейтральное – данный вид взаимодействия никак не сказывается на росте и развитие соседствующих растений.
Не оказывают отрицательного влияния на другие культуры:(алыча; базилик; бархатцы; бузина черная; гладиолус; горчица; дельфиниум; календула; лук-порей; малина; соя; укроп; шалфей)
Угнетают другие растения и оказывают в основном отрицательное влияние:(чубушник; калина; каштан; полынь; барбарис; сирень; белая акация)
Примеры несовместимости культур:
вишня несовместима с такими культурами, как яблоня, груша, абрикос; бобы с луком, чесноком, сельдереем; кабачки с помидорами; капуста с томатами, клубникой и фасолью; картофель с малиной, тыквой, огурцами, помидорами, подсолнечником, вишней, яблоней; морковь с сельдереем, свеклой, хреном; перец с бобовыми, огурцами, сельдереем и фенхелем; слива с деревьями груши, яблони; томаты с капустой кольраби, бобовыми, огурцами; лук с бобовыми и капустой; редис и редька с бобовыми и земляникой.
1.Устойчивость - способность противостоять экстремальному воздействию среды.
Среда обитания - совокупность абиотических(t,свет,климат) и биотических (влияние растений и животных на других членов биогеоценоза) условий, в которых обитает организм. На нашей планете организмы освоили четыре основные среды обитания: водную, наземную (воздушную), почвенную и тело другого организма, используемое паразитами и полу паразитами.
Действие факторов среды на растения. Условия окружающей среды, от которых зависит жизнь организма, называют факторами среды.
Для жизни растений, как и всех других организмов, необходима вода. Ее всасывают корни. Вместе с водой в растение поступают растворенные в ней минеральные вещества, используемые растением для питания, испарения и построения своего тела. В зимнее время для растений наших широт нужен снег. Он укрывает почву, корни и мелкие растения, защищая их от сильных морозов.
Незаменимым для растений фактором среды является свет. Только с использованием света зеленые растения способны образовывать органические вещества. Вот почему от света зависит жизнь любого зеленого растения.
Важное условие жизни растений — температура. Растение реагирует на температуру воздуха, воды и почвы. Большинство растений не переносят очень низкие температуры. Поэтому температурный фактор обусловливает распределение растений по Земле: теплолюбивые произрастают в районах с жарким климатом, холодостойкие — в умеренно холодных зонах. Теплолюбивые растения ведут активную жизнь только при температуре не выше 50 0С, а холодостойкие — при температуре не ниже 0 0С. Растения хорошо развиваются, если температура почвы ниже температуры воздуха, и лучше, если в ночное время прохладнее, чем днем.
Воздух — также важный фактор для растений. Из него растения получают кислород для дыхания и углекислый газ, необходимый для их питания. Поэтому растению, как всем организмам, постоянно нужен чистый воздух.
Имеет значение для растений и ветер. Он перемещает воздух и приносит растениям новые потоки с кислородом и углекислым газом. Ветром разносятся семена и плоды многих растений. Ветер же приносит дождевые облака, охлаждает растения и почву, на которой они растут. Однако очень сильный ветер (ураган) ломает стволы и ветви деревьев, вырывает их с корнем
Условия существования - совокупность жизненно необходимых элементов (свет,тепло,вода,эл-ты питания)
В процессе своей жизнедеятельности растения подвергаются воздействию самых разных неблагоприятных факторов среды, или стрессоров. Наиболее распространенные стрессоры – засуха, высокая и низкая температура, недостаток кислорода, избыток солей в почве и т.д. Однако растения способны выживать даже в неблагоприятных условиях благодаря наличию у них свойства устойчивости – способности сохранять относительно стабильное внутреннее состояние (гомеостаз) в меняющихся условиях среды. В агрономическом смысле устойчивость – это способность растений давать достаточно стабильный урожай в неблагоприятных условиях среды.
Адаптация.
При полностью благоприятных окружающих условиях в растении происходит определенный набор физиологических процессов. Если на такое растение подействовать каким-либо стрессором, то растение изменяет этот набор реакций таким образом, чтобы минимизировать вредное действие стрессора. Такое изменение называется адаптацией. Если бы растение не имело способности адаптироваться, то оно погибло бы даже при слабом стрессовом воздействии.
Процесс адаптации растения к действию неблагоприятного фактора среды состоит из 4 фаз: повреждение, возбуждение, закалка и репарация:
Повреждение – из-за воздействия стрессора нарушается нормальное функционирование систем растения
Возбуждение – в ответ на повреждение в организме растения запускаются различные механизмы, которые должны снизить степень вредного влияния на растение
Закалка – эти механизмы начинают действовать, и с их помощью метаболизм растения изменяется так, чтобы действие повреждающего фактора было наименьшим. В результате растение приспосабливается к действию неблагоприятного фактора.
Репарация – после того как растение приспособилось к неблагоприятному фактору и ему уже не грозит гибель, оно начинает восстанавливать структуры, поврежденные в ходе предыдущих 3 фаз.
Способы адаптации:
Эволюционные (филогенетические) адаптации – адаптации, возникающие в ходе эволюционного процесса на основе генетических мутаций, отбора и передающиеся по наследству. Результат таких адаптаций – оптимальная подгонка организма к среде обитания.
Пример: растения засушливых мест обитания
Онтогенетические (фенотипические) адаптации – адаптации, которые обеспечивают выживание данного индивида. Они не связаны с генетическими мутациями и не передаются по наследству. Формирование такого рода приспособлений требует сравнительно много времени, поэтому их иногда называют долговременными адаптациями.
Пример: переход растений на САМ-тип фотосинтеза, помогающий экономить воду, в ответ на водный дефицит
Срочная адаптация – адаптация, в основе которой лежит образование и функционирование шоковых защитных систем, происходит при быстрых и интенсивных изменениях условий обитания. Эти адаптации обеспечивают лишь кратковременное выживание при повреждающем действии фактора.
Пример: система теплового шока, образующаяся в ответ на быстрое повышение температур
Типы адаптаций:
Активная адаптация – это активное противодействие растения неблагоприятному фактору. Для осуществления активной адаптации в растении обязательно должен начаться синтез новых белков (в т.ч. ферментов), которые обеспечивают жизнедеятельность растения в неблагоприятных условиях.
Пассивная адаптация – это избегание повреждающего действия стрессора или сосуществование с ним. Например, у многих пустынных растений листья покрыты толстой блестящей кутикулой, которая уменьшает нагрев листа и снижает практически до нуля испарение воды с поверхности эпидермиса листьев. Некоторые растения, живущие на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, изолируют поглощенные ионы тяжелых металлов в малоактивных клеточных органеллах – вакуолях, а также в стареющих листьях и тем самым без вреда для себя «сосуществуют» с тяжелыми металлами. Многие растения пошли по стратегии избегания еще дальше – на время действия неблагоприятного фактора они гибнут или впадают в состояние глубокого покоя.