Jaki wpływ ma temperatura na rośliny? Wpływ temperatury na rozwój roślin. Czy temperatura gleby jest ważna?

Wpływa na rośliny, zmienia tempo wzrostu i rozwoju, wchłanianie, przyswajanie i przepływ wody oraz elementów odżywiania i syntezy minerałów związki organiczne. Temperatura gleby determinuje szybkość kiełkowania nasion, a także stopień aktywacji pożytecznych i fitopatogennych mikroorganizmów, które uszkadzają nasiona i utrudniają kiełkowanie na polu. Uprawy różnią się znacznie pod względem zakresu temperatur, w których kiełkują nasiona.
Nasiona sałaty, szpinaku, pasternaka i cebuli mają tendencję do kiełkowania na zimno. Zaczynają kiełkować w temperaturze topniejącego lodu (0°C). Proces kiełkowania, a także powstawanie sadzonki trwa bardzo długo - odpowiednio 21...65 i 49...136 dni. Różne uprawy różnią się również znacznie górną granicą temperatury kiełkowania nasion. I tak w temperaturach powyżej 25°C nasiona sałaty nie kiełkują, powyżej 30°C – szpinak i pasternak, powyżej 35°C – marchew, kukurydza, pomidory, papryka, fasola.
Wraz ze wzrostem temperatury szybkość kiełkowania nasion i wschodzenia sadzonek wzrasta do pewnej granicy. W górnej granicy temperatury kiełkowania nasion i tworzenia siewek cebuli, marchwi, pomidorów i szparagów maleje.
Kiełkowanie nasion, czyli tworzenie korzenia, ma niższą temperaturę minimalną niż wzrost podliścieni, co wiąże się z pojawieniem się siewki na powierzchnię gleby. Zatem nasiona szparagów zaczynają kiełkować w temperaturze 5°C, a siewki pojawiają się w temperaturze 10°C i wyższej, ale najlepiej w 20...25°C. W przypadku fasoli, papryki i okry nasiona kiełkują w temperaturze 10°C, a siewki tworzą w temperaturze 15°C. W strefie ekstremalnych temperatur korzenie nie wszystkich kiełkujących nasion tworzą włośniki, co wpływa na ich zdolność wchłaniania i nie wszystkie kiełkujące nasiona kiełkują, czyli kiełkowanie na polu jest zmniejszone.
Kiełkowanie polowe jest szczególnie silnie ograniczone w przypadku wysiewu w zimnej glebie w uprawach ciepłolubnych, co w dużej mierze wynika z aktywacji patogenów glebowych. Kiełkowanie na polu można zwiększyć poprzez zaprawianie i utwardzanie nasion oraz dezynfekcję gleby.
Systemy korzeniowe uprawy warzywne mają niższe optymalne temperatury niż nadziemne części roślin, ale ich zakres tolerancji jest znacznie węższy, to znaczy są mniej odporne na zimno i ciepło. Systemy korzeniowe reagują boleśniej niż systemy nadziemne na nagłe wahania temperatury, co często zdarza się w uprawach hydroponicznych i przy uprawie sadzonek pojemnikowych.
Obniżenie temperatury gleby powoduje ograniczenie zaopatrzenia w wodę roślin ciepłolubnych (susza fizjologiczna), do czego dochodzi podczas podlewania ogórków i melony zimna woda. W gorąca pogoda Niedobór wilgoci często prowadzi do śmierci plonów. Na północnych granicach upraw ogórków często dochodzi do obumierania plonów w upalne dni po opadach deszczu, czemu towarzyszy znaczny spadek temperatury powietrza i gleby.
Wpływ niskiej temperatury gleby objawia się stopniem wchłaniania składników pokarmowych składników mineralnych, zwłaszcza fosforu, a często także azotu, na skutek osłabienia aktywności bakterii nitryfikacyjnych. Niedobory fosforu są szczególnie dotkliwe na zimnych glebach pomidorów, gdy temperatura spada poniżej 15 °C.
Temperatura podłoża wpływa nie tyle na wchłanianie składników mineralnych, ile na ich przemieszczanie się do układu nadziemnego.
Temperatura gleby określa stopień aktywacji patogenów glebowych i odporność roślin na nie. W niskich temperaturach gleby (0...10°C) aktywują się grzyby z rodzajów Pythium i Rhizoctonia, atakujące nasiona, sadzonki i rośliny, zwłaszcza te ciepłolubne. Przy wysokich temperaturach gleby (20...30°C) istnieje zagrożenie ze strony grzybów Rodzaje Fusarium i Verticillium. W temperaturze około 20 ° C kiła kapusty jest bardzo szkodliwa.
Wpływ temperatury gleby realizuje się w akumulacji biomasy roślinnej, wielkości systemów korzeniowych i nadziemnych, szybkości wzrostu i przechodzeniu fenofaz. Temperatury gleby poniżej optymalnej opóźniają rozwój korzeni i systemów nadziemnych, prowadzą do zmniejszenia wielkości liści i całej rośliny oraz opóźniają początek fenofaz. Rośliny ogórka i pomidora rozgałęziają się słabiej i owocują. W doświadczeniach z odmianami ogórków Wiaznikowski i Muromski zaobserwowano całkowity brak owocowania przy temperaturze gleby 12...14°C. Rośliny kwitły, ale nie tworzyły jajników. W temperaturze 15...20°C rośliny owocowały normalnie.
Optymalna temperatura do formowania bulw ziemniaka to 17...19°C. Pod wpływem długotrwałego działania niskich temperatur (poniżej 5°C) posadzone bulwy nie kiełkują, tworzą się rozłogi z małymi guzkami (dzieci). W temperaturze 28°C tuberyzacja ustaje.
Ekstremalnie wysokie temperatury gleby hamują rozwój systemów korzeniowych i nadziemnych, opóźniają powstawanie główek kapusty i zawiązywanie owoców w pomidorach, ogórkach i papryce. Na poziomie powierzchni gleby, gdzie temperatura jest szczególnie wysoka, łyko łodygi często obumiera, co prowadzi do śmierci roślin.

Wyślij swoją dobrą pracę do bazy wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy wykorzystują bazę wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Państwu bardzo wdzięczni.

Opublikowano na http://www.allbest.ru/

Ministerstwo Edukacji Federacji Rosyjskiej

Państwowa instytucja edukacyjna

wyższe wykształcenie zawodowe

UNIWERSYTET PAŃSTWOWY IRKUTSK

(GOU VPO ISU)

Katedra Hydrologii

Wpływ temperatury na rośliny

Kierownik

Profesor nadzwyczajny, dr hab. Mashanova O.Ya.

Wołoszyna V.V.

grupa badawcza 6141

Irkuck, 2010

Wstęp

Adaptacja ontogenezy roślin do warunków środowiskowych jest efektem ich działania rozwój ewolucyjny(zmienność, dziedziczność, selekcja). W trakcie filogenezy każdego gatunku rośliny, w procesie ewolucji, rozwinęły się pewne indywidualne potrzeby w zakresie warunków życia i zdolności przystosowania się do zajmowanej przez niego niszy ekologicznej. Tolerancja na wilgoć i cień, odporność na ciepło, odporność na zimno i inne cechy ekologiczne określonych gatunków roślin ukształtowały się podczas ewolucji w wyniku długotrwałego wystawienia na działanie odpowiednich warunków. Więc, rośliny ciepłolubne i rośliny krótki dzień charakterystyczne dla południowych szerokości geograficznych, mniej wymagające pod względem ciepła i roślin mieć długi dzień- dla północnych.

W naturze w jednym regionie geograficznym każdy gatunek rośliny zajmuje odpowiadającą mu niszę ekologiczną cechy biologiczne: kochający wilgoć - bliżej zbiorników wodnych, tolerujący cień - pod okapem lasu itp. Dziedziczność roślin kształtuje się pod wpływem pewnych warunków otoczenie zewnętrzne. Duże znaczenie mają także zewnętrzne warunki ontogenezy roślin.

W większości przypadków rośliny i uprawy (nasadzenia) upraw rolnych doświadczają pewnych skutków niekorzystne czynniki, okazują im opór w wyniku przystosowania się do warunków życia, które ukształtowały się historycznie.

1. Temperatura jako czynnik biologiczny

Rośliny są organizmami poikilotermicznymi, tj. ich własna temperatura zrównuje się z temperaturą otoczenia. Korespondencja ta jest jednak niekompletna. Oczywiście ciepło wydzielane podczas oddychania i wykorzystywane w syntezie raczej nie odegra żadnej roli ekologicznej, ale mimo to temperatura nadziemnych części rośliny może znacznie różnić się od temperatury powietrza w wyniku wymiany energii z otoczeniem. Dzięki temu na przykład rośliny Arktyki i wysokich gór, które zamieszkują miejsca osłonięte od wiatru lub rosną blisko gleby, mają korzystniejszy reżim termiczny i mogą dość aktywnie wspomagać metabolizm i wzrost, pomimo stale niskich temperatur powietrza. Nie tylko pojedyncze rośliny i ich części, ale także całe fitocenozy wykazują czasami charakterystyczne odchylenia od temperatury powietrza. W pewien gorący letni dzień w Europie Środkowej temperatura na powierzchni koron w lasach wynosiła 4°C, a na łąkach - 6°C wyższa od temperatury powietrza i 8°C (las) lub 6°C (łąka) niższa niż temperatura powierzchni gleby pozbawionej roślinności.

Charakteryzować warunki termiczne siedlisk roślinnych konieczna jest znajomość wzorców rozkładu ciepła w przestrzeni oraz jego dynamiki w czasie, zarówno w odniesieniu do ogólnej charakterystyki klimatycznej, jak i specyficznych warunków wzrostu roślin.

Ogólny obraz zaopatrzenia w ciepło danego obszaru dają takie ogólne wskaźniki klimatyczne, jak średnia roczna temperatura dla danego obszaru, absolutne maksimum i absolutne minimum (tj. najwyższa i najniższa temperatura odnotowana na tym obszarze) , średnia temperatura najcieplejszego miesiąca (na większości półkuli północnej jest to lipiec, na półkuli południowej styczeń, na wyspach i obszarach przybrzeżnych jest to sierpień i luty); średnia temperatura najzimniejszego miesiąca (w regionach kontynentalnych półkuli północnej - styczeń, na półkuli południowej - lipiec, w regionach przybrzeżnych - luty i sierpień).

Aby scharakteryzować termiczne warunki życia roślin, ważna jest znajomość nie tylko całkowitej ilości ciepła, ale także jego rozkładu w czasie, od którego zależą możliwości. sezon wegetacyjny. Roczną dynamikę ciepła dobrze odzwierciedla przebieg średnich miesięcznych (lub średniodobowych) temperatur, które nie są jednakowe na różnych szerokościach geograficznych i na różne rodzaje klimat, a także dynamika temperatur maksymalnych i minimalnych. Granice sezonu wegetacyjnego wyznacza długość okresu bezprzymrozkowego, częstotliwość i stopień prawdopodobieństwa wystąpienia przymrozków wiosennych i jesiennych. Naturalnie próg wegetacji nie może być taki sam dla roślin o różnym podejściu do ciepła; za mrozoodporne gatunki kulturowe Konwencjonalnie przyjmuje się temperaturę 5°C, dla większości upraw strefy umiarkowanej 10°C, dla roślin ciepłolubnych 15°C. Uważa się, że dla naturalnej roślinności umiarkowanych szerokości geograficznych temperatura progowa początku zjawisk wiosennych wynosi 5°C.

W Ogólny zarys prędkość rozwoju sezonowego jest proporcjonalna do zakumulowanej sumy temperatur (warto porównać np. powolny rozwój roślin podczas zimnej i długiej wiosny lub „wybuchowy” początek wiosny podczas silnej fali upałów). Od tego ogólny wzór Istnieje szereg odchyleń: na przykład zbyt wysokie sumy temperatur nie przyspieszają, ale opóźniają rozwój.

2. Temperatura rośliny

Wraz z wydajnością cieplną środowisko konieczna jest znajomość temperatury samych roślin i jej zmian, ponieważ to ona reprezentuje prawdziwe tło temperaturowe procesów fizjologicznych. Temperaturę roślin mierzy się za pomocą termometrów elektrycznych z miniaturowymi czujnikami półprzewodnikowymi. Aby czujnik nie miał wpływu na temperaturę mierzonego narządu, jego masa musi być wielokrotnie mniejsza od masy narządu. Czujnik musi także charakteryzować się niską bezwładnością i szybko reagować na zmiany temperatury. Czasami do tego celu stosuje się termopary. Czujniki umieszcza się na powierzchni rośliny lub „wszczepia” w łodygi, liście lub pod korę (na przykład w celu pomiaru temperatury kambium). Jednocześnie pamiętaj o zmierzeniu temperatury powietrza otoczenia (zacieniając czujnik).

Temperatury roślin są bardzo zmienne. Z powodu burzliwe przepływy oraz ciągłe zmiany temperatury powietrza bezpośrednio otaczającego liść, działanie wiatru itp. Temperatura rośliny zmienia się w zakresie kilku dziesiątych lub nawet całych stopni i z częstotliwością kilku sekund. Dlatego też przez „temperaturę instalacji” należy rozumieć mniej lub bardziej uogólnioną i dość umowną wartość charakteryzującą ogólny poziom nagrzania. Rośliny, jako organizmy poikilotermiczne, nie mają własnej, stabilnej temperatury ciała. Ich temperaturę wyznacza bilans cieplny, czyli stosunek pochłaniania i uwalniania energii. Wartości te zależą od wielu właściwości zarówno środowiska (wielkość docierającego promieniowania, temperatura otaczającego powietrza i jego ruch), jak i samych roślin (kolor i inne właściwości optyczne rośliny, wielkość i układ liści itp.). Podstawową rolę pełni chłodzący efekt transpiracji, który zapobiega bardzo silnemu przegrzaniu siedlisk gorących. Można to łatwo wykazać w eksperymentach z roślinami pustynnymi: wystarczy posmarować wazeliną powierzchnię liścia, na którym znajdują się aparaty szparkowe, a liść umiera na twoich oczach z powodu przegrzania i poparzenia.

Z tych wszystkich powodów temperatura roślin zwykle różni się (czasem dość znacząco) od temperatury otoczenia. W takim przypadku możliwe są trzy sytuacje:

· temperatura instalacji jest wyższa od temperatury powietrza otoczenia (instalacje „supratemperaturowe” według terminologii O. Lange),

poniżej („podtemperatura”),

· równy lub bardzo zbliżony.

Pierwsza sytuacja ma miejsce dość często w bardzo różnych warunkach. W masywnych organach roślinnych, szczególnie w siedliskach gorących i przy niskiej transpiracji, obserwuje się zwykle znaczny przekroczenie temperatury roślin nad temperaturą powietrza. Bardzo gorąco nagrzewają się duże, mięsiste łodygi kaktusów, pogrubione liście euforbii, rozchodników i młodych roślin, u których parowanie wody jest bardzo niewielkie. Tak więc przy temperaturze powietrza 40-45°C kaktusy pustynne nagrzewają się do 55-60°C; w umiarkowanych szerokościach geograficznych letnie dni Soczyste liście roślin z rodzajów Sempervivum i Sedum mają często temperaturę 45°C, a wewnątrz rozet młodych – do 50°C. Zatem wzrost temperatury rośliny powyżej temperatury powietrza może osiągnąć 20°C.

Różne mięsiste owoce są silnie nagrzewane przez słońce: na przykład dojrzałe pomidory i arbuzy są o 10-15°C cieplejsze od powietrza; temperatura czerwonych owoców w dojrzałych kolbach arum - Arum maculatum osiąga 50°C. Występuje dość zauważalny wzrost temperatury wewnątrz kwiatu z mniej lub bardziej zamkniętym okwiatem, który zatrzymuje ciepło uwalniane podczas oddychania z rozpraszania. Czasami zjawisko to może mieć istotne znaczenie adaptacyjne, na przykład dla kwiatów efemeroidów leśnych (scilla, corydalis itp.), wczesną wiosną gdy temperatura powietrza ledwo przekracza 0°C.

Osobliwe i reżim temperaturowy tak masywne formacje jak pnie drzew. Jesteś singlem stojące drzewa, a także w lasach liściastych w fazie „bezlistnej” (wiosna i jesień) powierzchnia pni nagrzewa się silnie w ciągu dnia, a w największym stopniu od strony południowej; temperatura kambium może być tutaj o 10-20°C wyższa niż w Północna strona, gdzie ma temperaturę otoczenia. W upalne dni temperatura ciemnych pni świerkowych wzrasta do 50-55°C, co może prowadzić do oparzeń kambium. Odczyty cienkich termopar wszczepionych pod korę pozwoliły ustalić, że to pnie gatunki drzew są chronione inaczej: w brzozie temperatura kambium zmienia się szybciej w zależności od wahań temperatury powietrza na zewnątrz, natomiast w sosnie jest bardziej stała ze względu na lepsze właściwości termoochronne kory. Ocieplenie pni drzew i bezlistność wiosenny las znacząco wpływa na mikroklimat społeczność leśna, ponieważ pnie są dobrymi akumulatorami ciepła.

Nadwyżka temperatury roślin nad temperaturą powietrza występuje nie tylko w siedliskach silnie nagrzanych, ale także w zimniejszych siedliskach. Sprzyja temu ciemna barwa lub inne właściwości optyczne roślin, które zwiększają wchłanianie Promieniowanie słoneczne, a także cechy anatomiczne i morfologiczne, które przyczyniają się do zmniejszenia transpiracji. Rośliny arktyczne potrafią się nagrzać dość zauważalnie: jednym z przykładów jest wierzba karłowata - Salix arctica na Alasce, której liście są o 2-11°C cieplejsze od powietrza w ciągu dnia, a nawet w nocy podczas polarnego „24-godzinnego dnia” – przez 1-3°C. Inny ciekawy przykład ogrzewanie pod śniegiem: latem na Antarktydzie temperatura porostów może przekraczać 0°C nawet pod warstwą śniegu o grubości ponad 30 cm. Oczywiście w tak trudnych warunkach naturalna selekcja zachowane formy o najciemniejszej barwie, w których dzięki takiemu ogrzewaniu możliwy jest dodatni bilans wymiany gazowej dwutlenku węgla.

Zimą igły drzew iglastych są dość mocno nagrzewane przez promienie słoneczne: nawet przy ujemnych temperaturach możliwe jest przekroczenie temperatury powietrza o 9-12°C, co stwarza korzystne warunki do zimowej fotosyntezy. Wykazano eksperymentalnie, że jeśli dla roślin zostanie wytworzony silny przepływ promieniowania, to nawet w niskiej temperaturze rzędu - 5, - 6 ° C liście mogą nagrzać się do 17-19 ° C, tj. przeprowadzić fotosyntezę w temperaturze dość „letnie” temperatury.

Spadek temperatury roślin w stosunku do otaczającego powietrza najczęściej obserwuje się na siedliskach silnie oświetlonych i ogrzewanych (stepy, pustynie), gdzie powierzchnia liści roślin jest znacznie zmniejszona, a wzmożona transpiracja pomaga usunąć nadmiar ciepła i zapobiega przegrzaniu. U gatunków intensywnie transpirujących wychładzanie liści (różnica od temperatury powietrza) sięga 15°C. To skrajny przykład, ale spadek o 3-4°C może uchronić przed szkodliwym przegrzaniem.

Najogólniej można powiedzieć, że w siedliskach gorących temperatura nadziemnych części roślin jest niższa, a w siedliskach zimnych wyższa od temperatury powietrza. Ten wzór można prześledzić u tego samego gatunku: na przykład w zimnym pasie górskim Ameryka północna, na wysokościach 3000-3500 m rośliny są cieplejsze, a w niskich górach powietrze jest zimniejsze.

Zbieżność temperatury roślin z temperaturą otaczającego powietrza jest znacznie rzadsza w warunkach wykluczających silny dopływ promieniowania i intensywną transpirację, np. u roślin zielnych pod okapem zacienionych lasów (ale nie w blasku słońca) oraz w otwarte siedliska - przy pochmurnej pogodzie lub deszczu.

Istnieją różne typy biologiczne roślin w zależności od temperatury. W roślinach ciepłolubnych lub megatermicznych (kochających ciepło) optymalne leży w regionie podwyższonych temperaturach. Żyją na obszarach o klimacie tropikalnym i subtropikalnym oraz w strefach umiarkowanych - w siedliskach o wysokiej temperaturze. Niskie temperatury są optymalne dla roślin kriofilnych lub mikrotermicznych (lubiących zimno). Należą do nich gatunki żyjące w regionach polarnych i wysokogórskich lub zajmujące zimne nisze ekologiczne. Czasami wyróżnia się pośrednią grupę roślin mezotermicznych.

3. Wpływ stresu temperaturowego

Ciepło i mróz uszkadzają funkcje życiowe i ograniczają rozprzestrzenianie się gatunków w zależności od ich intensywności, czasu trwania i częstotliwości, ale przede wszystkim od stanu aktywności i stopnia zahartowania roślin. Stres to zawsze niezwykłe obciążenie, które niekoniecznie musi zagrażać życiu, ale które z pewnością wywołuje „reakcję alarmową” w organizmie, chyba że jest w stanie wyraźnego odrętwienia. Stadia uśpione, takie jak suche zarodniki, a także rośliny poikilohydryczne w stanie wysuszonym, są niewrażliwe, dzięki czemu mogą przetrwać bez uszkodzeń każdą temperaturę zarejestrowaną na Ziemi.

Protoplazma początkowo reaguje na stres gwałtownym wzrostem metabolizmu. Zwiększenie intensywności oddychania, obserwowane jako reakcja na stres, jest wyrazem próby skorygowania istniejących defektów i stworzenia ultrastrukturalnych warunków adaptacji do nowej sytuacji. Reakcja stresowa to walka mechanizmów adaptacyjnych z procesami destrukcyjnymi w protoplazmie, prowadząca do jej śmierci.

Śmierć komórek z powodu przegrzania i zimna

Jeśli temperatura przekroczy punkt krytyczny, struktury i funkcje komórkowe mogą zostać uszkodzone tak nagle, że protoplazma natychmiast umiera. W naturze takie nagłe zniszczenia często mają miejsce podczas okresowych przymrozków, np. późnych przymrozków wiosennych. Ale uszkodzenia mogą również pojawiać się stopniowo; poszczególne funkcje życiowe zostają wytrącone z równowagi i zahamowane, aż w końcu komórka umiera w wyniku ustania procesów życiowych.

3.1 Schemat uszkodzeń

Różne procesy życiowe nie są jednakowo wrażliwe na temperaturę. Po pierwsze, zatrzymuje się ruch protoplazmy, którego intensywność zależy bezpośrednio od zaopatrzenia w energię w wyniku procesów oddychania i obecności wysokoenergetycznych fosforanów. Następnie zmniejsza się fotosynteza i oddychanie. Ciepło jest szczególnie niebezpieczne dla fotosyntezy, podczas gdy oddychanie jest najbardziej wrażliwe na zimno. U roślin uszkodzonych przez zimno lub gorąco poziom oddychania po powrocie do warunków umiarkowanych ulega znacznym wahaniom i często jest nienormalnie podwyższony. Uszkodzenie chloroplastów prowadzi do długotrwałego lub nieodwracalnego zahamowania fotosyntezy. W końcowym etapie dochodzi do utraty półprzepuszczalności błon biologicznych, zniszczenia przedziałów komórkowych, zwłaszcza tylakoidów plastydowych, a do przestrzeni międzykomórkowych uwalniany jest sok komórkowy.

3.2 Przyczyny śmierci na skutek przegrzania

Wysoka temperatura szybko prowadzi do śmierci na skutek uszkodzenia błon, a przede wszystkim w wyniku inaktywacji i denaturacji białek. Nawet jeśli zawiedzie tylko kilka, szczególnie termolabilnych enzymów, prowadzi to do zaburzenia metabolizmu kwasów nukleinowych i białek, a ostatecznie do śmierci komórki. Rozpuszczalne związki azotu gromadzą się w tak wysokich stężeniach, że dyfundują z komórek i są tracone; Ponadto tworzą się toksyczne produkty rozkładu, których nie można już zneutralizować w trakcie metabolizmu.

3.3 Śmierć z powodu wychłodzenia i mrozu

temperatura roślin przegrzanie mróz

Kiedy protoplazma ulega uszkodzeniu pod wpływem zimna, należy rozróżnić, czy jest to spowodowane samą niską temperaturą, czy też zamarzaniem. Niektóre rośliny pochodzenia tropikalnego ulegają uszkodzeniu nawet wtedy, gdy temperatura spada do kilku stopni powyżej zera. Podobnie jak śmierć z przegrzania, śmierć z wychłodzenia również wiąże się przede wszystkim z dezorganizacją metabolizmu kwasów nukleinowych i białek, ale rolę odgrywają tu także zaburzenia przepuszczalności i zaprzestanie przepływu asymilatów.

Rośliny, którym nie zaszkodzi ochłodzenie do temperatur powyżej zera, uszkadzają się dopiero w temperaturach poniżej zera, czyli w wyniku tworzenia się lodu w tkankach. Bogate w wodę, nieutwardzone protoplasty mogą łatwo zamarznąć; W tym przypadku kryształki lodu natychmiast tworzą się wewnątrz komórki, a komórka umiera. Najczęściej lód powstaje nie w protoplastach, ale w przestrzeniach międzykomórkowych i ścianach komórkowych. To tworzenie się lodu nazywa się zewnątrzkomórkowym. Skrystalizowany lód zachowuje się jak suche powietrze, ponieważ prężność pary nad lodem jest niższa niż nad przechłodzonym roztworem. W efekcie protoplastom zostaje odebrana woda, ulegają one znacznemu sprasowaniu (o 2/3 swojej objętości) i wzrasta w nich stężenie substancji rozpuszczonych. Ruch wody i zamarzanie trwają do momentu ustalenia się w protoplazmie równowagi sił ssania między lodem i wodą. Położenie równowagi zależy od temperatury; w temperaturze -5°C równowaga zachodzi w przybliżeniu; 60 bar, a przy - 10°C - już przy 120 bar. Zatem niskie temperatury działają na protoplazmę w taki sam sposób, jak wysuszenie. Mrozoodporność komórki jest większa, jeśli woda jest trwale związana ze strukturami protoplazmy i związana osmotycznie. Kiedy cytoplazma ulega odwodnieniu (nie ma znaczenia, czy w wyniku suszy, czy zamarzania), inaktywowane są układy enzymatyczne związane z błoną - układy zaangażowane głównie w syntezę ATP i procesy fosforylacji (Heber i Santarius, 1979). Inaktywacja jest spowodowana nadmiernym, a przez to toksycznym stężeniem jonów. sole i kwasy organiczne w niezamrożonym roztworze pozostałościowym. Wręcz przeciwnie, cukry, pochodne cukrów, niektóre aminokwasy i białka chronią biomembrany i enzymy szkodliwe substancje(Maksimov, Tumanow, Krasawcew, 1952). Oprócz tego istnieją przesłanki, że białka ulegają denaturacji po zamrożeniu, co również prowadzi do uszkodzenia błony komórkowej (Levitt 1980).

3.4 Stabilność termiczna

Tolerancja termiczna to zdolność organizmu do tolerowania ekstremalnego ciepła lub zimna bez trwałych uszkodzeń. Na odporność termiczną rośliny składa się zdolność protoplazmy do tolerowania ekstremalnych temperatur (tolerancja wg J. Levitta) oraz skuteczność środków spowalniających lub zapobiegających rozwojowi uszkodzeń (unikanie).

Środki zapobiegające uszkodzeniom

Możliwości ochrony komórek przed uszkodzeniami termicznymi jest niewiele i są mało skuteczne. Izolacja chroniąca przed przegrzaniem i ochłodzeniem może zapewnić jedynie krótkotrwałą ochronę. I tak na przykład w gęstych koronach drzew lub roślinach poduszkowych pąki liści i kwiatów położone głęboko i bliżej ziemi są mniej narażone na zamarznięcie w wyniku utraty ciepła przez promieniowanie niż zewnętrzne części roślin. Roślina. Gatunki iglaste o szczególnie grubej korze lepiej znoszą pożary runa leśnego. Ogólne znaczenie mają dwa działania ochronne: spowolnienie tworzenia się lodu w tkankach oraz (w czasie upałów) chłodzenie poprzez odbicie padających promieni i wykorzystanie transpiracji.

3.5 Stabilność protoplazmy

Rośliny mogą wytrzymać długotrwałe i regularnie powtarzające się działanie ekstremalnych temperatur tylko wtedy, gdy sama protoplazma jest odporna na ciepło lub mróz. Ta cecha jest zdeterminowana genetycznie i dlatego różne rodzaje a nawet odmiany są wyrażane w różnym stopniu. Nie jest to jednak właściwość wrodzona roślinie stale i zawsze w tym samym stopniu. Kiełki, pędy wiosenne drewniane rośliny W okresie intensywnego rozciągania kultury mikroorganizmów w fazie wzrostu wykładniczego raczej nie będą w stanie stwardnieć i dlatego są niezwykle wrażliwe na temperaturę.

Odporność na lód i mrozoodporność

Na obszarach o klimacie sezonowym Rośliny lądowe jesienią nabywają „odporność na lód”, tj. zdolność tolerowania tworzenia się lodu w tkankach. Wiosną, wraz z otwarciem pąków, ponownie tracą tę zdolność, a teraz zamrożenie prowadzi do ich zamarzania. Dlatego odporność na zimno rośliny wieloletnie poza tropikami waha się regularnie przez cały rok pomiędzy wartością minimalną w okresie wegetacyjnym a maksymalną w zimowy czas. Odporność na lód rozwija się stopniowo jesienią. Pierwszym warunkiem jest przejście rośliny do stanu gotowości do stwardnienia, który następuje dopiero po zakończeniu wzrostu. Jeżeli osiągnięta została gotowość do hartowania, można rozpocząć proces hartowania. Proces ten składa się z kilku faz, z których każda przygotowuje przejście do następnej. Hartowanie do mrozu, w zbożach ozimych i owocach; drzew (rośliny te zostały najdokładniej zbadane) rozpoczyna się od wielodniowego (do kilku tygodni) wystawienia na działanie temperatur nieco powyżej zera. W tej fazie, poprzedzającej twardnienie, w protoplazmie gromadzą się cukry i inne substancje ochronne, komórki stają się uboższe w wodę, a wakuola centralna rozpada się na wiele małych wakuoli. Dzięki temu protoplazma jest przygotowana do kolejnej fazy, która ma miejsce podczas regularnych, łagodnych przymrozków od -3 do -5°C. W tym przypadku ultrastruktury i enzymy protoplazmy są przestawiane w taki sposób, że komórki tolerują odwodnienie związane z tworzeniem się lodu. Dopiero potem rośliny mogą bez narażenia na niebezpieczeństwo wejść w końcową fazę procesu; utwardzanie, które przy ciągłym mrozie co najmniej -10 do -15 ° C czyni protoplazmę wyjątkowo mrozoodporną.

Efektywne strefy temperatur są różne dla różnych gatunków. Sadzonki brzozy gotowe do hartowania, które przed rozpoczęciem hartowania zamarzłyby w temperaturze od -15 do -20°C, przenosi się po zakończeniu pierwszej fazy hartowania; już - 35°C, a po całkowitym stwardnieniu wytrzymują nawet ochłodzenie do -195°C. Zatem samo zimno stymuluje proces utwardzania. Jeśli mróz osłabnie, protoplazma ponownie przechodzi w pierwszą fazę twardnienia, jednak w zimnych okresach opór może ponownie wzrosnąć najwyższy poziom podczas gdy rośliny pozostają w stanie uśpienia.

W okres zimowy Sezonowy przebieg mrozoodporności nakłada się na adaptacje krótkotrwałe (indukowane), dzięki czemu poziom odporności szybko dostosowuje się do zmian pogodowych. Zimno najbardziej przyczynia się do hartowania na początku zimy. W tym momencie opór może w ciągu kilku dni wzrosnąć do najwyższego poziomu. Odwilż, zwłaszcza pod koniec zimy, powoduje gwałtowny spadek odporności roślin, jednak w środku zimy, po kilkudniowym przetrzymywaniu w temperaturze od +10 do +20°C, rośliny tracą swoją hartowność w znaczącym stopniu. Zdolność do zmiany mrozoodporności pod wpływem zimna i ciepła, czyli zakres indukowanych adaptacji odpornościowych, jest konstytucjonalną cechą poszczególnych gatunków roślin.

Po zakończeniu spoczynku zimowego zdolność do twardnienia i jednocześnie wysoki stopień twardnienie szybko zanika. Wiosną istnieje ścisły związek pomiędzy aktywacją pękania pąków a postępem zmian oporu

Wniosek

Formy adaptacji u roślin są nieskończenie różnorodne. Wszystko świat warzyw Od momentu pojawienia się poprawia się na drodze celowego dostosowania do warunków życia.

Rośliny są organizmami poikilotermicznymi. Uszkodzenia zaczynają się na poziomie molekularnym od dysfunkcji białek i kwasów nukleinowych. Temperatura jest czynnikiem poważnie wpływającym na morfologię i fizjologię roślin, wymagającym zmian w samej roślinie, które mogłyby ją przystosować. Przystosowania roślin do różnych warunków warunki temperaturowe nawet w obrębie tego samego gatunku są różne.

Przy wysokich temperaturach adaptacje takie jak gęste pokwitanie liści, błyszcząca powierzchnia, zmniejszenie powierzchni pochłaniającej promieniowanie, zmiana położenia względem źródła ciepła, wzmożona transpiracja, wysoka zawartość substancji ochronnych, przesunięcie optymalnej temperatury aktywności najważniejszych enzymów, przejście w stan zawieszenia, zajęcie mikronich chronionych przed nasłonecznieniem i przegrzaniem, przesunięcie okresu wegetacyjnego na sezon o korzystniejszych warunkach termicznych.

Przystosowaniami do zimna są: pokwitanie łusek pąków, gruba skórka, pogrubienie warstwy korka, pokwitanie liści, zamykanie się liści rozetowych w nocy, rozwój karłowatości, rozwój form pełzających, forma wzrostu poduszkowego, rozwój korzeni kurczliwych, zwiększone stężenie soków komórkowych, zwiększony udział wody związanej z koloidem, zawieszona animacja

Według różnej odporności na ciepło rozróżnia się gatunki: nieodporne na zimno, mrozoodporne, odporne na lód, nieodporne na ciepło, odporne na ciepło zukaryota, odporne na ciepło prokarioty.

Wykaz używanej literatury

1. Aleksandrow V.Ya. Komórki, makrocząsteczki i temperatura. L.: Nauka, 1975. 328 s

2. Voznesensky V. L., Reinus R. M. Temperatura narządów asymilujących rośliny pustynne//Bot. Żurn., 1977; t. 62. N 6

3. Goryshina T.K. Efemeroidy wczesnowiosenne leśno-stepowe lasy dębowe. L., Wydawnictwo Leningr. nie-ta. 1969

4. Goryshina T.N. Ekologia roślin uch. Podręcznik dla uniwersytetów, Moskwa, V.

5. Kultiasov I.M. Ekologia roślin M.: Wydawnictwo Uniwersytetu Moskiewskiego, 1982 33-89 s.

6. Larcher V. Ekologia roślin M.: Mir 1978, 283-324c.

7. Maksimov N. A. Wybrane prace dotyczące odporności roślin na suszę i zimotrwałości M.: Wydawnictwo AN-USSR.-1952 t. 1-2

8. Polevoy V.V. Fizjologia roślin 1978 414-424.

9. Selyaninov G. T. O metodologii klimatologii rolniczej. Pracuje w rolnictwie meteorologia, 1930, t. 22

10. Tikhomirov B. A. Eseje o biologii roślin w Arktyce. L., Wydawnictwo Akademii Nauk ZSRR, 1963

11. Tumanov I. I. Przyczyny śmierci roślin w zimnych porach roku i środki zapobiegające temu. M., Wiedza, 1955

Opublikowano na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Temperatura jak czynnik środowiskowy. Temperatura rośliny. Wpływ stresu temperaturowego. Zdjęcie uszkodzenia. Przyczyny śmierci z powodu przegrzania. Śmierć z powodu wychłodzenia i mrozu. Stabilność protoplazmy. Rośliny i wysoka temperatura.

praca na kursie, dodano 31.07.2007


Wpływ przegrzania roślin na ich cechy funkcjonalne, rodzaje zagrożeń. Zależność warunków siedliskowych roślin od odporności na ciepło. Przystosowania i adaptacja roślin do wysokich temperatur. Grupy ekologiczne roślin według odporności cieplnej.

streszczenie, dodano 23.04.2011


Dlaczego kiełkowanie nasion różne rośliny zachodzi w różnych temperaturach. Jakie znaczenie ma mrożenie nasion roślin? Co zatrzymuje ciepło w atmosferze. Długość sezonu wegetacyjnego. Oznaczanie temperatury ciała roślin.

prezentacja, dodano 11.04.2013


Krótka charakterystyka warunki klimatyczne do kwitnienia rośliny wcześnie kwitnące. Dzienne wahania temperatury powietrza. Wpływ czasu topnienia śniegu na sezonowy rozwój roślin. Charakterystyka wczesnokwitnących roślin zielnych, krzewów i drzew.

praca na kursie, dodano 01.06.2014


Cykl życiowy roślin drzewiastych. Wyraz przystosowania się do warunków środowiskowych. Rozwój fenologiczny roślin drzewiastych. Program obserwacji fenologicznych. Rośliny w młodzieńczym stadium ontogenezy, w dziewiczym i kolejnych stadiach ontogenezy.

streszczenie, dodano 24.02.2009


Wpływ temperatury na cechy kiełkowania i kiełkowania nasion efemerycznych w laboratorium i warunki terenowe. Określenie minimum, optymalnego i maksymalna temperatura kiełkowanie nasion roślin efemerycznych Donbasu, ich analiza taksonomiczna.

praca magisterska, dodano 19.11.2015


Przyczyny przystosowania się organizmów do środowiska. Specjacja geograficzna (alopatyczna). Wpływ procesu mutacji na populację w przyrodzie. Postęp i regresja biologiczna. Aromorfoza jako kierunek ewolucji. Przykłady idioadaptacji.

prezentacja, dodano 21.01.2011


Rośliny wskaźnikowe to rośliny charakteryzujące się wyraźną adaptacją do określonych warunków środowiskowych. Reakcje organizmów żywych na przyszłe zmiany warunki pogodowe. Przykłady wykorzystania właściwości wskaźnikowych roślin i zwierząt.

prezentacja, dodano 30.11.2011


Badanie struktury i podstawowych właściwości ekosystemów. Uczenie się połączenia ekologiczne w ekosystemach naturalnych i sztucznych. Analiza zależności w układzie „organizm-środowisko”. Łańcuch pokarmowy roślin. Przystosowanie roślin do warunków środowiskowych.

praca praktyczna, dodano 23.10.2014


Definicja pojęć „susza” i „odporność na suszę”. Uwzględnienie reakcji roślin na suszę. Badanie rodzajów roślin w odniesieniu do reżim wodny: kserofity, higrofity i mezofity. Opis mechanizmu adaptacji roślin do warunków środowiskowych.

Negatywny wpływ zimna zależy od zakresu spadków temperatury i czasu ich ekspozycji. Nawet niezbyt ekstremalnie niskie temperatury niekorzystnie wpływają na rośliny, ponieważ:

• hamują podstawowe procesy fizjologiczne (fotosyntezę, transpirację, wymianę wody itp.),
• zmniejszyć efektywności energetycznej oddechowy,
• zmienić aktywność funkcjonalną błon,
• prowadzą do dominacji reakcji hydrolitycznych w metabolizmie.

Zewnętrznie uszkodzeniom spowodowanym zimnem towarzyszy utrata turgoru liści i zmiana ich koloru z powodu zniszczenia chlorofilu. Główny powód szkodliwy efekt niska temperatura dodatnia na roślinach ciepłolubnych - zakłócenie aktywności funkcjonalnej błon w wyniku przejścia nasyconego Kwasy tłuszczowe ze stanu ciekłokrystalicznego do żelu. W efekcie z jednej strony zwiększa się przepuszczalność błon dla jonów, z drugiej zaś zwiększa się energia aktywacji enzymów związanych z błoną. Szybkość reakcji katalizowanych przez enzymy błonowe maleje po przejściu fazowym szybciej niż szybkość reakcji z udziałem enzymów rozpuszczalnych. Wszystko to prowadzi do niekorzystnych zmian w metabolizmie, gwałtownego wzrostu ilości endogennych substancji toksycznych i kiedy działanie długoterminowe niska temperatura - aż do śmierci rośliny.

Ustalono, że akcja niskie ujemne temperatury zależy od stanu roślin, a w szczególności od zawartości wody w tkankach organizmu. Zatem suche nasiona mogą tolerować temperatury do -196°C (temperatura ciekłego azotu). To pokazuje, że szkodliwy wpływ niskiej temperatury zasadniczo różni się od efektu wysoka temperatura, powodując bezpośrednią koagulację białek.

Główny szkodliwy efekt tworzenie się lodu wpływa na organizm roślinny. W takim przypadku lód może tworzyć się jako wewnątrz komórki i na zewnątrz komórki. Wraz z gwałtownym spadkiem temperatury wewnątrz komórki (w cytoplazmie, wakuolach) następuje tworzenie się lodu. Wraz ze stopniowym spadkiem temperatury kryształki lodu tworzą się głównie w przestrzeniach międzykomórkowych. Błona plazmatyczna zapobiega przedostawaniu się kryształków lodu do wnętrza komórki. Zawartość ogniwa jest w stanie przechłodzonym. W wyniku początkowego tworzenia się lodu na zewnątrz komórek, potencjał wody w przestrzeni międzykomórkowej staje się bardziej ujemny w porównaniu z potencjałem wody w komórce. Trwa redystrybucja wody. Równowaga pomiędzy zawartością wody w przestrzeniach międzykomórkowych i w komórce osiągana jest dzięki:

• lub odpływ wody z ogniwa,
• lub tworzenie się lodu wewnątrzkomórkowego.

Jeżeli szybkość wypływu wody z komórki odpowiada szybkości spadku temperatury, wówczas lód wewnątrzkomórkowy nie tworzy się. Jednakże śmierć komórki i organizmu jako całości może nastąpić na skutek tego, że tworzące się w przestrzeniach międzykomórkowych kryształki lodu, pobierające wodę z komórki, powodują jej odwodnienie i jednocześnie wywierają nacisk mechaniczny na cytoplazmę , uszkadzając struktury komórkowe. Powoduje to szereg konsekwencji:

• utrata turgoru,
• zwiększenie stężenia soku komórkowego,
• gwałtowny spadek objętości komórek,
• przesunięcie wartości pH w niekorzystnym kierunku.

Odporność roślin na niskie temperatury dzieli się na mrozoodporność i mrozoodporność.

Odporność roślin na zimno– zdolność roślin ciepłolubnych do tolerowania niskich dodatnich temperatur. Szereg adaptacji ma wartość ochronną pod wpływem niskich dodatnich temperatur na rośliny ciepłolubne. Przede wszystkim utrzymuje stabilność membrany i zapobieganie wyciekom jonów. Rośliny odporne charakteryzują się większym udziałem nienasyconych kwasów tłuszczowych w składzie fosfolipidów błonowych. Pozwala to zachować ruchliwość membran i chroni je przed zniszczeniem. Pod tym względem ważną rolę odgrywają enzymy acetylotransferaza i desaturaza. Te ostatnie prowadzą do powstawania podwójnych wiązań w nasyconych kwasach tłuszczowych.

Reakcje adaptacyjne do niskich temperatur dodatnich objawiają się zdolnością do utrzymania metabolizmu, gdy się zmniejsza. Osiąga się to poprzez szerszy zakres temperatur działania enzymów i syntezę związków ochronnych. U roślin odpornych zwiększa się rola szlaku oddychania pentozofosforanowego, wzrasta wydajność układu antyoksydacyjnego i następuje synteza białek stresowych. Wykazano, że pod wpływem niskich temperatur dodatnich indukowana jest synteza białek o niskiej masie cząsteczkowej.

Aby zwiększyć odporność na zimno, stosuje się przedsiewne moczenie nasion. Skuteczne jest także wykorzystanie mikroelementów (Zn, Mn, Cu, B, Mo). A więc moczenie nasion w roztworach kwas borowy, siarczan cynku lub siarczan miedzi zwiększa odporność roślin na zimno.

Mrozoodporność roślin– zdolność roślin do tolerowania ujemnych temperatur.

Przystosowania roślin do ujemne temperatury . Istnieją dwa rodzaje adaptacji do ujemnych temperatur:

• uniknięcie szkodliwego działania czynnika (adaptacja bierna),
• zwiększone przeżycie (aktywna adaptacja).

Unikanie szkodliwych skutków niskie temperatury osiąga się przede wszystkim dzięki krótkiej ontogenezie – to wyjeżdżając na czas. U rośliny jednoroczne koło życia kończy się przed nadejściem ujemnych temperatur. Rośliny te mają czas na wyprodukowanie nasion przed nadejściem jesiennych chłodów.

Większość bylin traci organy nadziemne i zimuje w postaci cebul, bulw lub kłączy, dobrze chronionych przed mrozem warstwą gleby i śniegu – jest to opieka w kosmosie przed szkodliwym działaniem niskich temperatur.

Hartowanie jest odwracalną, fizjologiczną adaptacją do działań niepożądanych, zachodzącą pod wpływem pewnych substancji warunki zewnętrzne, odnosi się do aktywnej adaptacji. Fizjologiczny charakter procesu utwardzania do ujemnych temperatur został ujawniony dzięki pracy I.I. Tumanow i jego szkoła.

W wyniku procesu hartowania mrozoodporność nadwozia gwałtownie wzrasta. Nie wszystkie organizmy roślinne mają zdolność do utwardzania; zależy to od rodzaju rośliny i jej pochodzenia. Rośliny pochodzenia południowego nie są zdolne do twardnienia. W roślinach północnych szerokości geograficznych proces hartowania ogranicza się tylko do niektórych etapów rozwoju.

Utwardzanie roślin przebiega w dwóch fazach:

Pierwsza faza utwardzanie odbywa się na świetle w nieco niższej temperaturze powyżej zera (około 10°C w dzień, około 2°C w nocy) i umiarkowanej wilgotności. W tej fazie następuje dalsze spowolnienie, a nawet całkowite zatrzymanie procesów wzrostu.

Szczególne znaczenie w rozwoju odporności roślin na mróz w tej fazie ma akumulacja działających substancji krioprotekcyjnych funkcję ochronną: sacharoza, monosacharydy, rozpuszczalne białka itp. Kumulujące się w komórkach cukry zwiększają stężenie soków komórkowych i zmniejszają potencjał wody. Im wyższe stężenie roztworu, tym niższa jest jego temperatura zamarzania, dlatego nagromadzenie cukrów stabilizuje struktury komórkowe, w szczególności chloroplasty, dzięki czemu mogą one nadal funkcjonować.

Druga faza Utwardzanie następuje wraz z dalszym spadkiem temperatury (około 0°C) i nie wymaga światła. W związku z tym w przypadku roślin zielnych może wystąpić również pod śniegiem. Podczas tej fazy następuje odpływ wody z komórek, a także restrukturyzacja struktury protoplastów. Trwa tworzenie nowych specyficznych, odpornych na odwodnienie białek. Ważny ma zmianę w wiązaniach międzycząsteczkowych białek cytoplazmatycznych. Podczas odwodnienia, które następuje pod wpływem tworzenia się lodu, cząsteczki białka zbliżają się do siebie. Połączenia między nimi ulegają zerwaniu i nie są przywracane do poprzedniej formy z powodu zbyt bliskiego sąsiedztwa i deformacji cząsteczek białka. Z tego powodu bardzo ważne ma obecność grup sulfhydrylowych i innych grup hydrofilowych, które sprzyjają zatrzymywaniu wody i zapobiegają bliskości cząsteczek białka. Restrukturyzacja cytoplazmy pomaga zwiększyć jej przepuszczalność dla wody. Dzięki szybszemu odpływowi wody zmniejsza się ryzyko powstawania lodu wewnątrzkomórkowego.

Jeśli chodzi o temperaturę, są następujące typy rośliny:

• 1. Termofile, rośliny megatermiczne, ciepłolubne, których optymalne temperatury leżą w obszarze temperatur podwyższonych.
• 2. Kriofile, mikrotermiczne, zimnolubne rośliny, których optymalna temperatura leży w obszarze niskich temperatur.
• 3. Mezotermiczny rośliny stanowią grupę pośrednią.

Tolerancja roślin na ekstremalne temperatury charakteryzuje ich odporność na ciepło i mrozoodporność. Ze względu na wpływ temperatury rośliny lądowe wykształciły szereg adaptacji.

Tak więc roślina chroni przed przegrzaniem:

• 1. Transpiracja (odparowanie 1 g wody w temperaturze 20° wymaga 500 kcal)
• 2. Błyszcząca powierzchnia, gęste pokwitanie, układ pionowy wąskie blaszki liściowe (kostrzewa, pierzówka), ogólne zmniejszenie powierzchni liści - czyli wszystkie te urządzenia, które służą osłabieniu wpływu promieniowania słonecznego.
• 3. Korek na korze, pustki powietrzne na szyjce korzeniowej - adaptacje charakterystyczne dla roślin pustynnych.
• 4. Osobliwą adaptacją jest zajmowanie przez rośliny pewnych nisz ekologicznych, chronionych przed przegrzaniem.
• 5. Przetrwanie najgorętszych miesięcy w stanie zawieszenia lub w postaci nasion i organów podziemnych.

Specjalne adaptacje na skutki zimna rośliny nie, ale z całego kompleksu niekorzystnych czynników z tym związanych ( silne wiatry, możliwość przesuszenia) roślinę chronią takie cechy morfologiczne, jak owłosione łuski pąków, pąki smołowane, pogrubiona warstwa korka i gruby kutikuła. Na wyżynach Afryki obserwuje się osobliwą adaptację do zimna u drzew lobeliowych rozetowych; podczas nocnego chłodu rozety liści zamykają się.

Ochrona przed zimnem przyczynia się również do:

• 1. Mały rozmiar, karłowatość lub nanizm. Na przykład o godz brzoza karłowata i wierzby - Betula nana, Salix polaris.
• 2. Formy pełzające - stlanty.
• 3. Przetrwanie najgorętszych miesięcy w stanie zawieszenia lub w postaci nasion lub organów podziemnych.
• 4. Specjalne forma życia rośliny poduszkowe (we wrzosie) są w stanie utrzymać w gąszczu gałęzi temperaturę o 13°C wyższą od temperatury otoczenia.
• 5. Rozwój skurczony- korzenie kurczliwe. Jesienią takie korzenie wysychają, kurczą się i wciskają zimujące pąki głęboko w glebę, co zakłóca siłę wyporu wiecznej zmarzliny).

Fizjologiczne metody ochrony przed zimnem są bardziej typowe dla roślin w regionach umiarkowanych.

• 1. Obniżenie temperatury zamarzania soków komórkowych (więcej rozpuszczalnych cukrów, zwiększenie udziału wody związanej koloidem). Ogólnie rzecz biorąc, rośliny są pod tym względem gorzej przystosowane niż owady.
• 2. Obniżenie optymalnej temperatury procesów fizjologicznych. Na przykład u porostów arktycznych fotosynteza jest optymalna w temperaturze 5° i możliwa w -10°
• 3. Śnieżny wzrost cebul, tulipanów i innych efemeroidów w okresie przedwiosennym.
• 4. Anabioza- skrajny środek ochrony roślin - stan spoczynku, podczas którego roślina toleruje temperaturę do -200°C. W stanie spoczynku zimowego rozróżnia się fazę głębokiego lub organicznego spoczynku, kiedy ścięte gałęzie nie kwitną w cieple, i fazę wymuszonego spoczynku pod koniec zimy. Sygnałem do rozpoczęcia odpoczynku jest skrócenie dnia.