Шпаргалка по "Ботанике"

В№45. Один из путей повышения продуктивности фотосинтеза -- увеличение концентрации углекислого газа в воздухе. В теплицах и на поле увеличение содержания углекислого газа имеет важное значение для повышения урожайности культурных растений. С этой целью в теплицах сжигают опилки, раскладывают сухой лед на стеллажах, выпускают углекислый газ из баллонов. Основной способ повышения концентрации СОа над полем -- активизация жизнедеятельности почвенных микроорганизмов путем внесения в почву органических и минеральных удобрений. В процессе дыхания микробы выделяют большое количество углекислого газа. В последние годы для обогащения почвы и припочвенного воздуха СО2 поля стали поливать водой, насыщенной углекислым газом. Растительность земного шара довольно неэффективно использует солнечную энергию. Повысить   эффективность использования солнечной энергии в ходе фотосинтеза можно, расположив растения на оптимальном расстоянии друг от друга. В изреженных посевах значительная часть света пропадет зря, а вот в загущенных растения затеняют друг друга, их стебли становятся длинными и ломкими, легко полегающими от дождя и ветра. В том и другом случае происходит снижение урожая. Вот почему очень важно выбрать для каждой культуры наиболее оптимальное расстояние. При этом следует учитывать, что оптимальная плотность посевов может быть различной в зависимости от обеспеченности растений водой, элементами минерального питания и от их особенностей.

В№46.Если улучшить условия водоснабжения и питания, то размеры листовой поверхности увеличатся, а между ними и величиной урожая обычно существует прямая зависимость. Однако существует некоторый предел роста эффективности фотосинтеза, когда дальнейшее улучшение водоснабжения и минерального питания не дает результатов. Дело в том, что при определенном размере листовой поверхности (обычно когда на 1 квадратный метр посевов приходится четыре-пять квадратных метров листьев) растения поглощают практически всю энергию света. Если же на единицу площади поля приходится еще большая поверхность листьев, то в результате затенения их друг другом растения вытянутся, интенсивность фотосинтеза уменьшается. Вот почему дальнейшее улучшение снабжения растений водой и элементами минерального питания неэффективно. Наивысшие урожаи могут быть обеспечены созданием следующих оптимальных условий: 1) увеличением листовой поверхности в посевах; 2) удлинением времени активной работы фотосинтетического аппарата в течение каждых суток и вегетационного периода (поддержка агротехникой и минеральными удобрениями); 3) высокой интенсивностью и продуктивностью фотосинтеза, максимальными суточными приростами сухого вещества; 4) максимальным притоком продуктов фотосинтеза из всех фотосинтезирующих органов в хозяйственно важные органы и высоким уровнем использования ассимйлятов в ходе биосинтетических процессов.

В№47.Свет - источник энергии для процесса фотосинтеза и важнейший фактор, влияющий на скорость роста растений и величину урожая. Светокультура   растений изучает теоретические основы и методы выращивания растений с помощью искусственного облучения. В естественных условиях в период вегетации растения редко испытывают острый недостаток солнечной радиации, который приводил бы к их гибели. ФАР имеет особую значимость в условиях защищенного грунта, где из-за низкой облученности и короткой длины дня в осенне-зимние месяцы выращивание полноценных растений возможно только с применением источников искусственного света. Источниками излучения в светокультуре растений служат электрические лампы различных типов используются следующие газоразрядные лампы - люминесцентные, ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы высокого давления. Все они имеют подходящие для растений спектральные характеристики, но отличаются по показателям светоотдачи и мощности.

В№48. Корень -- вегетативный орган растения осевого строения, обладающий радиальной симметрией и верхушечным ростом. Для удержания растения в почве корень образует многочисленные разветвления Корень растет верхушкой вниз -- действует сила притяжения земли. Кончик каждого корня покрыт защитным корневым чехликом. Наружная часть чехлика, состоящая из грубых клеток, по мере продвижения корня в земле, слущивается и нарастает заново. Точка роста состоит из активно делящихся клеток, дающих начало всем тканям корня. За этой зоной следует зона растяжения -- здесь клетки быстро растут в длину, поглощая много воды, но клетки еще не дифференцируются. Выше зоны растяжения располагается зона корневых волосков или зона дифференциации.  Корневой волосок -- вырост эпидермиальной клетки -- служит для поглощения воды и растворенных в ней минеральных солей. Корневые волоски значительно увеличивают всасывающую поверхность корня. Они недолговечны и с удлинением корня засыхают и отмирают. За зоной дифференциации располагается зона проведения, на ней нет корневых волосков, но образуются боковые корни. На поперечном срезе корня в зоне корневых волосков можно видеть его внутреннее строение.  Самый наружный слой клеток -- эпидермис (ризодерма, т.е. эпидермис, образующий корневые волоски), который защищает нижележащие клетки. Под эпидермисом располагается кора, состоящая их крупных, тонкостенных, более или менее округленных клеток паренхимы. По коре передвигаются вода и минеральные вещества, а также в ней запасаются питательные вещества.

В№49. Зона наиболее интенсивного поглощения воды совпадает с зоной развития корневых волосков. Основная функция корневых волосков заключается в увеличении всасывающей поверхности корня. Выше зоны корневых волосков скорость всасывания воды снижается  из-за опробковевших  клеток феллемы, покрывающей проводящую зону корня (при вторичном росте). Однако и через опробковевшие участки корней вода частично транспортируется. У растений, обладающих микоризой, последняя также выполняет функцию дополнительной поглощающей поверхности, особенно в старых частях корня. От поверхности корня через клетки первичной коры (экзодерму, мезодерму, эндодерму) и перицикл вода должна пройти до сосудов ксилемы. Такой тип транспорта воды и ионов называется радиальным. Через клетки коры возможны два пути передвижения воды и минеральных веществ: по цитоплазме и плазмодесмам (симпластный транспорт) и по клеточным стенкам и межклетникам (апопластный транспорт) (рис. 3). Вода поступает в цитоплазму клеток ризодермы и паренхимных клеток корня осмотическим путем. Поскольку сопротивление клеточных стенок для воды значительно ниже, чем цитоплазмы, более быстрый радиальный транспорт воды осуществляется через корень по апопласту. Однако на уровне эндодермы этот тип транспорта становится невозможным из-за непроницаемости для воды поясков Каспари. В эндодерме вода проникает через мембраны и цитоплазму пропускных клеток. Регуляция подачи воды на уровне эндодермы осуществляется,  с одной стороны, сменой быстрого апопластнотного транспорта на медленный симпластный, а с другой - тем, что диаметр стели, куда должна подаваться вода через эндодерму, в 5 - 6 раз меньше диаметра поверхности коры и всасывающей поверхности корня. Следует отметить, что непроницаемость клеточных стенок эндодермы для воды не является абсолютной. Так, в растущих зонах корня, где пояски Каспари клеток эндодермы сформировались не полностью, смены типов транспорта, по-видимому, не происходит. Кроме того, в участках корня, где закладываются боковые корни, эндодерма прерывается. Однако в целом массовый ток воды через эндодерму по апопласту резко ограничен.

В№50 Корневое давление -  давление, возникающее в проводящих сосудах корней растений. К. д. и 021000100810010818Транспирация вызывают поднятие пасоки (воды и растворённых в ней питательных веществ) вверх по стеблю. В основе К. д. лежит явление 091001Осмоса; клетки корня активно выделяют в сосуды минеральные и органические вещества, что и создаёт более высокое, чем в почвенном растворе. Гуттация или Плач растений -- это выделение капелек воды неповрежденным растением по краям листа у окончания листовых жилок. Гуттацию можно увидеть рано утром у многих растений, например, у садовой земляники, манжетки, розы и др. "Плач" и гуттация свидетельствуют о том, что вода поступает из корня в стебель под давлением. Это корневое давление. Вместе с водой в растение из почвы поступают растворенные в ней минеральные соли. Способностью к «плачу» обладают очень многие растения, но особенно силен он бывает весною лишь у некоторых растений это берёза, клён, бук, виноградная лоза. Особенно энергично плач происходит весною, до распускания почек; (так называемый весенний плач). В это время с пробуждением жизни в растении начинается поднятие воды, а между тем, при отсутствии листьев её испарение ещё очень слабо. Растение наливается поэтому водою, и если в это время просверлить в стволе, например, берёзы или клёна, отверстие, то из него в изобилии будет выделяться водянистый сок -- пасока. Выделение её происходит со значительною силою, различною, смотря по растению и условиям. Состав пасоки сильно варьирует в зависимости от вида растения и фазы его вегетации и фазы органогенеза. Пасока однолетнего травянистого растения и многолетнего древесного растения безусловно сильно отличаются друг от друга, так же как и пасока у одного и того же растения весной, летом и осенью. У ряда древесных растений человек использует весеннюю пасоку в своем питании (березовый сок, кленовый сок). Пасока, выделяющаяся при гуттации, имеет в своем составе очень мало минеральных веществ и сахаров, поскольку происходит их естественная фильтрация при прохождении пасоки через эпитему (ткань, выстилающую воздушную полость гидатоды).

В№51. Газовый состав корнеобитаемой среды. Основной механизм энергообеспечения деятельности корня -- аэробное дыхание, для нормального протекания которого концентрация О2 должна быть не ниже 5 %, а концентрация СО2 не прев 10 %. Избыток СО2 гораздо опаснее для нагнетающей деятельности корня, чем временный дефицит кислорода. Сильное уплотнение почвы или ее затопление вызывает нарушение аэрации приводит к подавлению дыхания и поглощения воды. О необходимости хорошей аэрации корневой системы нужно помнить при подборе условий содержания почвы в с/х посевах и насаждениях, при выращивании растений в водной культуре, разновидностью которой является гидропоника, широко распространенная в защищенном грунте. Температура. Зависимость поглощения воды корн температуры выражается одновершинной кривой со следу ми кардинальными точками: min 0--5 °С, opt 25--30, ma> 45 °С. Замедление поглощения воды при снижении температуры объясняется торможением дыхания и уменьшением гидравлической проводимости корня (L_p), что связано с изменением свойств мембран и с возможностью фазового пер жидкого кристалла в гель в результате снижения подвижности липидной фракции мембран. Температурный максимум словлен денатурационными изменениями белков и приближается к температурной границе жизни. Растения могут страдать так же и от высокой температуры корнеобитаемой среды.

Внутренние факторы. Мощность развития корневой системы и на. ростовых процессов. Поглощение воды происходит тем интенсивнее, чем больше всасывающая поверхность корневой системы и  чем легче корни и почвенная влага приходят в соприкосновение друг с другом. Обеспечение корней органическими веществами. Продукты фотосинтеза (ассимиляты) поступают из надземной части в виде углеводов и используются корнем в качестве дыхательных субстратов. Для весеннего сокодвижения у плодовых культур очень важное значение имеет запасание с осени углеводов в корнях и стволе. Если накоплено недостаточно органических веществ или они израсходованы во время неблагоприятной зимы (например, при оттепели), весеннее сокодвижение может не начаться и растение погибнет. На мобилизацию запасных веществ сильно влияет температура.  

В№52. Различные элементы питания в неодинаковой степени используются в процессах внутриклеточного обмена в растении для синтеза органических веществ и построения новых органов и тканей. Этим определяется неравномерность поступления отдельных ионов в корни, избирательное поглощение их растениями. Больше поступает в растение из почвы тех ионов, которые более необходимы для синтеза органических веществ, для построения новых клеток, тканей и органов.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ КИСЛЫЕ СОЛИ -- соли, из которых растение быстрее и в большей степени поглощает катион, а анион остается в среде и подкисляет ее (напр., NH₄C1 или (NH₄)₂S0₄, KC1, K₂S0₄).

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЩЕЛОЧНЫЕ СОЛИ -- соли, из которых быстрее и в большем количестве поглощается анион, а катион остается в среде и подщелачивает ее (напр., NaNO₃,)

В№53. Минеральное питание -- столь же уникальное свойство растения, как и фотосинтез. Именно эти две функции лежат в ось автотрофности растительного организма, т. е. способности строить свое тело из неорганических веществ. Причем управление корневым питанием растений значительно легче, чем регулирование воздушного питания -- усвоения СО2. Четыре элемента -- С, О, Н, N, называемые органогенами, составляют 95 % сухой массы растительных тканей, 5 % приходится на зольные вещества. Так называют входящие в растение минеральные элементы, содержание которых обычно определяют в тканях после сжигания органического вещества растений. Содержание золы зависит от вида и органа растений, условий выращивания. В семенах содержание золы составляет в среднем 3 %, в корнях и стеблях -- 4--5, в листьях -- 5--15 %. Меньше всего золы в мертвых клетках древесины (около 1 %). Как правило, чем богаче почва и чем суше климат, тем больше в растениях содержание зольных элементов.. N его недостаток тормозит рост растения, нарушение энергетического обмена, влияет на водный режим. Т.е. снижается водоудерживающие способности растительных тканей. P его недостаток вызывает нарушение биосинтетических процессов, функционирования мембран, энергетического обмена. Корневая система буреет, слабо развивается, плохо созревают плоды. S принимает активное участие в многих реакциях обмена веществ. Важнейшая функция ее в белках - участие SH-группе и  -S-S- связей в стабилизации трехмерной структуры белков и образование  связей с коферментами. Ее недостаток тормозит белковый синтез, снижается фотосинтез и скорость роста растения, особенно надземной части. K под его влиянием увеличивается накопление крахмала в клубнях картофеля. Недостаток  калия снижает продуктивность фотосинтеза. Ca при его недостатке страдают меристематические ткани и корневая система, вызывает набухание пектиновых веществ, что приводит к ослизнению клеточных стенок и загниванию растительных тканей. 

В№54Микроэлементы относятся к группе незаменимых элементов, содержание которых в растительных тканях измеряется в 0,000 долями %. Их недостаток негативно сказывается на развитии растения. Cu активирует ряд ферментов, т.е играет роль в обмене веществ. Она необходима для гормональной регуляции в растении. Недостаток ее вызывает задержку роста и цветения, суховей. Mn принимает участие в процессе восстановления нитритов до аммиака, в связи с чем растения, испытывающие его недостаток, не могут использовать нитраты в качестве источника азотного питания. Он способствует оттоку сахаров  из листьев.