Зростання рослин великою мірою залежить від температури може відбуватися від нуля до 35°.

Швидкість зростання при температурі вище 35-40 ° падає, а при подальшому її збільшенні перетворюється.

У різних рослин відношення до температури неоднакове. Деякі рослини теплолюбні і свого зростання вимагають вищої температури. Інші рослини більш витривалі до зниження температури та чутливі до її надмірного підвищення.

Регулюючи температурний режим разом із іншими умовами життя, можна керувати зростанням, т. е. призупиняти його чи доводити оптимального рівня. При цьому потрібно мати на увазі, що діяти теплом на прискорення чи уповільнення росту без надання рослині світла та вологи не можна.

Для швидкого отримання кремезних рослин потрібно більше світла, тепла та вологи (до оптимальних розмірів).

Вплив температури на рослину дуже часто користуються в оранжереях. Для прискореного вирощування рослин з ранніх фаз розвитку і до цвітіння надають підвищену температуру. Цим прийомом прискорюють ріст і розвиток рослини, але не завжди враховують, що рослини, що виросли за більш високої температури, виявляються більш життєво слабкими, ніж ті, що розвинулися при нижчій температурі. Рослини, що виросли в оранжереях за більш високої температури, в житлових приміщеннях швидко втрачають свою декоративність.

При культурі рослин в оранжереях потрібно на це звертати увагу і не випускати у продукцію, яка швидко гине в кімнатах.

Прикладом помилкового температурного на рослини може бути і вирощування розсади літників за підвищеної температурі. Розсада виходить на вигляд хороша, але погано пристосована до перенесення негараздів відкритого грунту (маложизненностойка).

Якщо рослина закінчує своє зростання раніше наміченого терміну, його затримання зростання поміщають у приміщення зі зниженою температурою. Якщо рослина не присадкуватий, а дещо витягнувся, його на ніч поміщають у більш прохолодне приміщення. Для більшої декоративності рослин завжди треба на ніч знижувати температуру в приміщеннях. Поступове та тимчасове зниження температури, повторене кілька разів, підвищує стійкість теплолюбних рослин до низьких температур.

Збільшення холодостійкості рослин досягається посівом насіння безпосередньо у відкритий ґрунт. У цьому випадку сходи витримують заморозки 2-3°. Розсада багатьох рослин, вирощена в оранжереях та парниках, гине у ґрунті при -1, -2°.

Підвищення стійкості рослин до низьких температур можна досягти виведенням холодостійких сортів, «прохолоджуванням» насіння тощо.

Температурним режимом також впливають на вихід насіння зі стану спокою (стратифікація), а також на подальше їх проростання. Цей режим має значення для проходження періоду спокою. Рослинам, що походять із північних широт, необхідний органічний спокій. Без проходження спокою при знижених температурах вони не будуть надалі добре рости та розвиватися. Щоб прискорити проходження органічного спокою, потрібно надати рослині низьку температуру.

Якщо треба відсунути срои наступу спокою чи продовжити його період, рослині створюють умови, несприятливі проходження органічного спокою, т. е. не дають відповідної низької температури.

Якщо ж органічний спокій пройшов, для затримання зростання чи продовження вимушеного спокою рослини знову поміщають за умов знижених температур.

Підвищення температури при вимушеному спокої скорочує останній.

Щоб затримати проростання деяких бульб, цибулин та насіння, застосовують снігування або використовують для їх утримання траншеї з промороженим ґрунтом.

Витримування насіння провесною при температурі 5-20°, особливо на сонячному освітленні, забезпечує дозарювання їх протягом 7 -10 днів; при температурі близько 0 цей процес відбувається дуже повільно. Підвищена температура у серпні сприяє визріванню цибулин.

На затримку росту рослин у відкритому ґрунті навесні впливає утоптування снігу та покриття його гноєм навколо рослини.

Температура повітря діє і на дихання рослин, яке за підвищеної температури стає більш інтенсивним.

Взимку, коли накопичення органічних речовин при недостатньому освітленні майже не відбувається, потрібно, надаючи рослині дещо знижену температуру, знижувати інтенсивність дихання. Це також відноситься і до зимових цибулин, бульб і кореневищ.

Температура ґрунту або штучного живильного середовища має велике значення при вирощуванні рослин. Як висока, і низька температури є несприятливими для життєдіяльності кореня. При низькій температурі дихання коренів послаблюється, внаслідок чого поглинання води та поживних солей зменшується. Це призводить до підведення і зупинки росту рослини.

Особливо чутливі до зниження температури огірки - зниження температури до 5 ° C губить розсаду огірків. Листя дорослих рослин при низькій температурі живильного розчину в сонячну погоду підв'язують і одержують опіки. Для цієї культури знижувати температуру живильного розчину нижче 12°C не слід. Зазвичай у зимовий час при вирощуванні рослин у теплицях живильний розчин, що зберігається в баках, має низьку температуру, і його слід підігрівати хоча б до температури навколишнього повітря. Найбільш сприятливою температурою розчину, що застосовується для вирощування огірків, слід вважати 25-30°C, для томатів, цибулі на перо та інших рослин – 22-25°C.

Якщо в зимовий час необхідно підігрівати субстрат, на якому йде вирощування, то влітку, навпаки, рослини можуть страждати через його високу температуру. Вже при 38-40 ° C поглинання води та поживних речовин припиняється, рослини підв'яють і можуть загинути. Допускати нагрівання розчинів та субстрату до такої температури не можна. Особливо страждають від високої температури коріння молодих проростків. Для багатьох культур температура 28-30 ° є згубною.

При небезпеці перегріву корисно змочувати поверхню ґрунту водою, при випаровуванні якої температура знижується. У літню пору у практиці тепличного господарства широко застосовується обприскування скла вапняним розчином, який розсіює прямі промені сонця і рятує рослини від перегріву.

Джерела

• Вирощування рослин без ґрунту / В.А.Чесноков, Е.Н.Базиріна, Т.М.Бушуєва та Н.Л.Іллінська – Ленінград: Видавництво Ленінградського університету, 1960. – 170 с.

Вплив температури повітря

Процеси життєдіяльності у кожного виду рослин здійснюються за певного теплового режиму, який залежить від якості тепла та тривалості його впливу.

Різні рослини потребують різної кількості теплоти і мають різну здатність переносити відхилення (як у бік зниження, так і підвищення) температури від оптимальної.

Оптимальна температура – ​​найбільш сприятлива температура для певного виду рослини у певній стадії розвитку.

Максимальна та мінімальна температури, що не порушують нормального розвитку рослин, визначають межі температур, допустимих для їх вирощування у відповідних умовах. Зниження температури призводить до уповільнення всіх процесів, супроводжується ослабленням фотосинтезу, гальмуванням утворення органічних речовин, дихання, транспірації. Підвищення температури активізує ці процеси.

Відзначено, що інтенсивність фотосинтезу зростає з підвищенням температури і досягає максимуму в області 15-20℃ для помірних широт рослин і 25-30℃ для тропічних і субтропічних рослин. Добова температура восени в інтер'єрах майже не знижується нижче 13℃. Взимку вона знаходиться в межах 15-21℃. Навесні коливання температур зростають. Вона сягає 18-25℃. У літню пору температура тримається відносно високою протягом доби і становить 22-28℃. Як видно, температура повітря в приміщеннях майже укладається в діапазон температур, необхідних для протікання фотосинтезу протягом усього року. Температура, таким чином, не є таким фактором, що лімітує в кімнатних умовах, як інтенсивність освітлення.

У зимовий період кімнатні вихованці нормально почуваються при нижчих температурах, т.к. багато хто з них перебувають у стані спокою, а в інших ростові процеси уповільнюються або тимчасово припиняються. Тому потреба у теплі знижується порівняно з літньою.

Вплив світла зростання рослин – фотоморфогенез. Вплив червоного та далекого червоного світла на зростання рослин

Фотоморфогенез- Це процеси, що відбуваються в рослині під впливом світла різного спектрального складу та інтенсивності. Вони світло виступає не як первинне джерело енергії, а як сигнальнезасіб, регулюючепроцеси росту та розвитку рослини. Можна провести якусь аналогію з вуличним світлофором, що автоматично регулює дорожній рух. Тільки управління природа обрала не " червоний - жовтий - зелений " , а інший набір кольорів: " синій - червоний - далекий червоний " .

І перший прояв фотоморфогенезу виникає у момент проростання насіння.
Про будову насіння та особливості проростання я вже розповідав у статті про розсаду. Але там були опущені подробиці, пов'язані з сигнальнимдією світла.Поповнимо ж цю прогалину.

Отже, насіння прокинулося від сплячки і почало проростати, перебуваючи при цьому під шаром грунту, тобто темряві. Зауважу відразу, що дрібне насіння, посіяне поверхнево і не присипане нічим, теж проростає в темрявівночі.
До речі, за моїми спостереженнями взагалі вся раасада, що стоїть у світлому місці, проростає вночіта побачити масові сходи можна вранці.
Але повернемося до нашого нещасного насіння, що проклюнулося. Проблема полягає в тому, що навіть з'явившись на поверхню ґрунту, паросток про це не знає і продовжує активно зростати, тягтися до світла, до життя, доки не отримає спеціального. сигналу: стоп, можна далі не поспішати, ти вже на волі і житимеш. (Мені здається, люди не самі вигадали червоний стоп-сигнал для водіїв, а вкрали його у природи...:-).
І такий синал він отримує не від повітря, не від вологи, не від механічної дії, а від короткочасного світлового випромінювання, що містить червонучастина спектра.
А до отримання такого сигналу проросток знаходиться у так званому етіольованомустані. У якому він має блідий вигляд і крючковату зігну форму. Гачок - це епікотиль або гіпокотиль, що вийшов назовні, потрібний для захисту нирки (точки росту) при продиранні через терни до зірок, і він збережеться, якщо зростання продовжиться в темряві і рослина залишатиметься в цьому етіолірованому стані.

Проростання

Світло відіграє надзвичайно важливу роль у розвитку рослин. Зміни морфології рослини під впливом світлового випромінювання називають фотоморфогенезом. Після проростання насіння крізь ґрунт перші промені сонця викликають радикальні зміни у нової рослини.

Відомо, що під впливом червоного світла процес проростання насіння активізується, а під впливом далекого червоного світла пригнічується. Синє світло також пригнічує проростання. Така реакція характерна для видів з дрібним насінням, так як у дрібного насіння немає достатнього запасу поживних речовин, щоб забезпечити зростання в темряві при проходженні товщі землі. Дрібне насіння проростає тільки під впливом червоного світла, що пропускається тонким шаром землі, при цьому достатньо лише короткочасного опромінення - 5-10 хвилин на добу. Збільшення товщини ґрунтового шару призводить до збагачення спектру далеким червоним світлом, яке пригнічує проростання насіння. У видів рослин з великим насінням, що містять достатній запас поживних речовин, для індукції проростання світло не потрібне.

У нормі з насіння спочатку проростає корінець, а потім утворюється втеча. Після цього, у міру збільшення паростка (як правило, під впливом світла), розвиваються вторинні корені та пагони. Такий скоординований прогрес є раннім проявом феномену взаємопов'язаного зростання, коли розвиток кореневої системи впливає на зростання втечі та навпаки. Більшою мірою цими процесами керують гормони.

За відсутності світла паросток перебуває у так званому етіольованому стані, при цьому має блідий вигляд і гачкувату форму. Гачок - це епікотиль або гіпокотиль, що вийшов назовні, необхідний для захисту точки зростання при проростанні крізь грунт, і він збережеться, якщо зростання продовжиться в темряві.

Червоне світло

Чому це відбувається – ще трохи теорії. Виявляється, крім хлорофілу, в будь-якій рослині є ще один чудовий пігмент, що має назву - фітохром. (Пігмент – це білок, що має вибіркову чутливість до певної ділянки спектру білого світла).
Особливість фітохромуполягає в тому, що він може приймати дві формиз різними властивостями під впливом червоногосвітла (660 нм) та далекогочервоне світло (730 нм), тобто. він має здатність до фотоперетворенню. Причому почергове короткочасне освітлення тим чи іншим червоним світлом аналогічно маніпулювання будь-яким вимикачем, що має положення "ВИМКН", тобто. завжди зберігається результат останнього впливу.
Ця властивість фітохрому забезпечує стеження за часом доби (ранок-вечір), керуючи періодичністюжиттєдіяльності рослини. Більш того, світлолюбністьабо тіневитривалістьтієї чи іншої рослини також залежить від особливостей фітохромів, що є в ньому. І, нарешті, найголовніше - цвітіннямрослин також керує... фітохром! Але про це – наступного разу.

А поки повернемося все ж таки до нашого проростка (ну чому йому так не щастить...) Фітохром, на відміну від хлорофілу, є не тільки в листі, а й у насіння. Участь фітохрому в процесі проростання насіння для деякихвидів рослин таке: просто червонийсвітло стимулюєпроцеси проростання насіння, а далекий червоний - пригнічуєпроростання насіння. (Можливо, саме тому насіння і проростає вночі). Хоча, це і не є закономірністю для всіхрослин. Але в будь-якому випадку, червоний спект корисніший (він стимулює), ніж далекий червоний, який пригнічує активність життєвих процесів.

Але припустимо, що нашому насіння пощастило і воно проросло, з'явившись на поверхні в етіолірованому вигляді. Тепер достатньо короткочасногоосвітлення проростка, щоб запустити процес деетіоляції: швидкість зростання стебла знижується, гачок розпрямляється, починається синтез хлорофілу, сім'ядолі починають зеленіти.
І все це, завдяки червономусвітла. У сонячному денному світлі звичайних червоних променів більше, ніж далеких червоних, тому вдень висока активність рослини, а вночі вона перетворюється на неактивну форму.

Як же розрізнити ці дві близькі ділянки спектра "на око" для джерела штучного освітлення? Якщо згадати, що червона ділянка межує з інфрачервоним, тобто. тепловимвипромінюванням, то можна припустити, що чим тепліше "на дотик" випромінювання, тим більше в ньому інфрачервоних променів, а значить і далекого червоногосвітла. Підставте руку під звичайну лампочку розжарювання або люмінесцентну лампу денного світла - і відчуєте різницю.

Зростання рослини можливе в порівняно широкому діапазоні температур і визначається географічним походженням даного виду. Вимоги рослини до температури змінюються з віком, різні в окремих органів рослини (листя, коріння, плодоелементи та ін.). Для зростання більшості сільськогосподарських рослин Росії нижня температурна межа відповідає температурі замерзання клітинного соку (близько -1...-3 °С), а верхня - коагуляції білків протоплазми (близько 60°С). фотосинтезу та інших метаболічних систем рослин, а графіки залежності росту рослин та активності ферментів від температури близькі за формою (дзвонова крива).

Температурні оптимуми зростання. Для появи сходів потрібна більш висока температура, ніж проростання насіння (табл. 22).

22. Потреба насіння польових культур у біологічно мінімальних температурах (за В. Н. Степановим)

Температура, "С

проростання насіння 1 появи сходів

Гірчиця, коноплі, рудик 0-1 2-3

Жито, пшениця, ячмінь, овес, 1-2 4-5

горох, вика, сочевиця, чину

Льон, гречка, люпин, боби, 3-4 5-6

нуг, буряк, сафлор

Соняшник, перила 5-6 7-8

Кукурудза, просо, соя 8-10 10-11

Квасоля, рицина, сорго 10-12 12-15

Х-вовчатник, рис, кунжут 12-14 14-15

При аналізі росту рослин виділяють три кардинальні температурні точки: мінімальну (зростання тільки починається), оптимальну (найсприятливіша для зростання) і максимальну температуру (зростання припиняється).

Розрізняють рослини тішолюбні - з мінімальними температурами для зростання більше 10 "С та оптимальними 30-35 "С (кукурудза, огірок, диня, гарбуз), холодостійкі - з мінімальними температурами для зростання в межах 0-5 "С н оптимальними 25-31" З. Максимальні температури для більшості рослин 37-44°С, для південних 44-50°С. При збільшенні температури на 10 °З зоні оптимальних значень швидкість зростання збільшується в 2-3 разу. Підвищення температури вище оптимальної уповільнює зростання та скорочує його період. Оптимальна температура зростання кореневих систем нижче, ніж надземних органів. Оптимум для зростання вищий, ніж для фотосинтезу.

Можна припустити, що за високої температури має місце недолік АТФ і НАДФН, необхідні відновлювальних процесів, що викликає гальмування зростання. Температура, оптимальна для зростання, може бути несприятливою для розвитку рослини. Оптимум для зростання змінюється протягом вегетаційного періоду та протягом доби, що пояснюється закріпленою в геномі рослин потребою до зміни температур, що мала місце на історичній батьківщині рослин. Багато рослин інтенсивніше ростуть у нічний період доби.

Термоперіодизм. Зростанню багатьох рослин сприяємо зміна температури протягом доби: вдень підвищена, а вночі знижена. Так, для рослин томата оптимальна температура_) вдень 26 "С, а вночі 17-19 _С. Це явище Ф. Вент (1957) назвав термоперіоднзмом. і розвиток!(М. *. Чайлахян, 1982).Розрізняють добовий і сезонний термоперіоднзм.Для тропічних рослин різниця між денними і нічними температурами становить 3-6 °С, для рослин помірного пояса - 5-7 "С. Це важливо враховувати при вирощуванні рослин у полі, теплицях та фітотронах, районуванні культур та сортів сільськогосподарських рослин.

Чергування високих і низьких температур служить регулятора внутрішніх внутрішніх годин рослин, як п фотопе1_іодизм. Відносно низькі нічні температури підвищують принижуй картоплі (Ф. Вент. 1959), цукристість коренеплолок цукрових буряків, прискорюють зростання кореневої системи н бічних пагонів * рослин томату (Н. І. Якушкмна, 1980). Низькі температури, можливо, підвищують активність ферментів, що здійснюють гідроліз крохмалю в листі, а розчинні форми вуглеводів, що утворюються, пересуваються в корені і бічні пагони.

Рослини різняться наскільки можна виносити підвищені температури. Більшість рослин починають страждати за температури 35-40°С. Краще переносять підвищену температуру зневоднені органи: насіння до 120°С, пилок до 70°С. Однак є вищі рослини, переважно рослини пустель (наприклад, сукуленти), які переносять підвищення температури до 60°С. Деякі водорості, гриби та бактерії можуть переносити ще більш високу температуру. Найбільш термофільними є мікроорганізми (бактерії, деякі водорості), що живуть у гарячих джерелах та в кратерах вулканів, які здатні переносити підвищення температури до 100°С.

Температура листів, що транспірують, нижче температури повітря. Зазвичай рослини знижують температуру за допомогою транспірації і таким чином уникають перегріву. Водний дефіцит, що виникає за нестачі води, збільшує несприятливу дію підвищених температур. Висока температура надає згубний вплив на організми, що викликає пошкодження мембран та білків. Різні білки-ферменти денатурують за різної температури. Проте, навіть часткова денатурація деяких найбільш термолабільних ферментів призводить до порушення узгодженості процесів обміну. Накопичуються розчинні азотисті сполуки та інші отруйні проміжні продукти обміну, у результаті відбувається загибель клітин.

Безпосередньою реакцією на температурну дію є зміна плинності мембран. Під впливом високої температури у мембранах збільшується кількість ненасичених фосфоліпідів. В результаті склад та структура мембрани змінюються і, як наслідок, відбувається збільшення проникності мембран та виділення з клітини водорозчинних речовин. Підвищена плинність мембранних ліпідів за високої температури може супроводжуватися:

• втратою активності пов'язаних з мембранами ферментів,
• порушення роботи переносників електронів.

Від стану ліпідів у тилакоїдах хлоропластів значною мірою залежать фотохімічні реакції та фотофосфорилювання. Висока температура гальмує як фотосинтез, і дихання. Зменшується сполученість енергетичних процесів. Особливо чутливий до підвищеної температури фотосинтез. Депресія цього процесу зазвичай починається вже за 35-40°С. Слід зазначити, що з підвищених температурах зменшується активність фитогормонов. Різко падає активність гіберелінів, що є однією з причин гальмування ростових процесів.

Організми в залежності від їх температурного оптимуму можна поділити на:

• термофільні (понад 50°С),
• теплолюбні (25-50 ° С),
• помірно теплолюбні (15-25 ° С),
• холодолюбні (5-15 ° С).

Серед найвищих рослин термофільних організмів немає.

Стійкість рослин до високих температур називають жаростійкістю, або термотолерантністю. Підвищена температура особливо небезпечна для рослин за сильної освітленості. Існує певний зв'язок між умовами життя рослин та їх жаростійкістю. Чим суші місце проживання і чим вище температура повітря, тим більша жаростійкість організму.

За жаростійкістю рослини можна розділити на 3 групи:

1) жаростійкі – головним чином нижчі рослини, наприклад, термофільні бактерії та синьо-зелені водорості. Ця група організмів здатна витримувати підвищення до 75-90°С;

2) жаровитривалі - рослини сухих місць проживання: сукуленти (витримують підвищення температури до 60 ° С) і ксерофіти (до 54 ° С);

3) нежаростійкі – мезофіти та водні рослини. Мезофіти сонячних місць проживання можуть переносити +40-47 ° С, затінених - приблизно +40-42 ° С; водні рослини, крім синьо-зелених водоростей, витримують підвищення до 38-42°С.

Адаптація рослин до високих температур. У процесі еволюції формувалися і закріплювалися різні механізми адаптації, які роблять рослину стійкішим до високих температур. Вироблення таких механізмів йшло в кількох напрямках:

• зменшення перегріву за рахунок транспірації;
• захист від теплових пошкоджень (опушення листя, товста кутикула);
• стабілізація метаболічних процесів (жорсткіша структура мембран, низький вміст води в клітині);
• висока інтенсивність фотосинтезу та дихання.

У випадках, коли шкідлива дія високої температури перевищує захисні можливості морфо-анатомічних та фізіологічних пристосувань, включається наступний механізм захисту: утворюються так звані білки теплового шоку (БТШ). БТШ – це останній «рубіж оборони» живої клітини, який запускається у відповідь на шкідливу дію високих температур. Вони були відкриті у 1962 р. у дрозофіли, потім у людини, потім у рослин (1980 р.) та мікроорганізмів. БТШ допомагають клітині вижити при дії температурного стресора та відновити фізіологічні процеси після його припинення. БТШ утворюються внаслідок експресії певних генів. Деякі з цих БТШ синтезуються не тільки при підвищеній температурі, але і при інших стрес-факторах, наприклад, при нестачі води, низьких температурах, дії солей.

Для підвищення стійкості до високих температур використовують різні методи загартовування. Так, чергування дії підвищених температур і нормального режиму дозволяє отримати більш жаростійкі рослини. Аналогічний ефект спостерігається після витримування насіння пшениці протягом 8 год. при поступовому підвищенні температури від 20 до 50°С. Підвищення жаростійкості також досягається обробкою насіння хлоридом кальцію, сульфатом цинку, борною кислотою.