Ano ang epekto ng temperatura sa mga halaman? Ang impluwensya ng temperatura sa pag-unlad ng halaman. Mahalaga ba ang temperatura ng lupa?

Nakakaapekto sa mga halaman, nagbabago sa rate ng paglago at pag-unlad, pagsipsip, asimilasyon at paggalaw ng tubig at mga elemento ng mineral na nutrisyon at synthesis mga organikong compound. Tinutukoy ng temperatura ng lupa ang rate ng pagtubo ng binhi, pati na rin ang antas ng pag-activate ng mga kapaki-pakinabang at phytopathogenic microorganism na pumipinsala sa mga buto at nagpapababa ng pagtubo sa bukid. Malaki ang pagkakaiba ng mga pananim sa hanay ng temperatura kung saan tumutubo ang mga buto.
Ang litsugas, spinach, parsnip at mga buto ng sibuyas ay malamang na tumubo sa malamig. Nagsisimula silang tumubo sa temperatura ng natutunaw na yelo (0°C). Ang proseso ng pagtubo, pati na rin ang pagbuo ng isang punla, ay tumatagal ng napakahabang panahon - 21...65 at 49...136 araw, ayon sa pagkakabanggit. Ang iba't ibang mga pananim ay malaki rin ang pagkakaiba sa pinakamataas na limitasyon ng temperatura ng pagtubo ng binhi. Kaya, sa mga temperatura na higit sa 25 °C, ang mga buto ng lettuce ay hindi tumubo, higit sa 30 °C - spinach at parsnips, higit sa 35 °C - mga karot, mais, kamatis, paminta, beans.
Sa pagtaas ng temperatura, ang rate ng pagtubo ng binhi at paglitaw ng mga punla ay tumataas sa isang tiyak na limitasyon. Sa pinakamataas na limitasyon ng temperatura ng pagtubo ng binhi at pagbuo ng punla sa mga sibuyas, karot, kamatis at asparagus, bumababa ito.
Ang pagtubo ng binhi, iyon ay, ang pagbuo ng isang ugat, ay may mas mababang temperatura na minimum kaysa sa paglaki ng subcotyledon, na nauugnay sa paglitaw ng punla sa ibabaw ng lupa. Kaya, ang mga buto ng asparagus ay nagsisimulang tumubo sa 5 °C, at ang mga punla ay lumilitaw sa 10 °C pataas, ngunit mas mahusay sa 20...25 °C. Sa beans, peppers at okra, ang mga buto ay tumutubo sa 10 °C, at ang mga punla ay nabubuo sa 15 °C. Sa zone ng matinding temperatura, ang mga ugat ng hindi lahat ng mga sprouted na buto ay bumubuo ng mga ugat na buhok, na nakakaapekto sa kanilang kapasidad sa pagsipsip, at hindi lahat ng sprouted na buto ay umusbong, iyon ay, ang pagtubo sa bukid ay nabawasan.
Lalo na nababawasan ang pagtubo sa bukid kapag inihasik sa malamig na lupa sa mga pananim na humihingi ng init, na higit sa lahat ay dahil sa pag-activate ng mga pathogen sa lupa. Maaaring tumaas ang pagtubo sa bukid sa pamamagitan ng paggamot at pagpapatigas ng mga buto at pagdidisimpekta sa lupa.
Mga sistema ng ugat mga pananim na gulay ay may mas mababang mga pinakamabuting kalagayan sa temperatura kaysa sa mga bahagi sa itaas ng lupa ng mga halaman, ngunit ang kanilang hanay ng pagpapaubaya ay mas makitid, iyon ay, sila ay hindi gaanong malamig at lumalaban sa init. Ang mga sistema ng ugat ay mas masakit kaysa sa mga sistema sa itaas ng lupa sa biglaang pagbabagu-bago ng temperatura, na kadalasang nangyayari sa hydroponic culture at kapag lumalaki ang mga punla ng lalagyan.
Ang pagbaba sa temperatura ng lupa ay binabawasan ang supply ng tubig sa mga pananim na nangangailangan ng init (pisyolohikal na tagtuyot), na nangyayari kapag nagdidilig ng pipino at mga melon malamig na tubig. SA mainit na panahon Ang kakulangan sa kahalumigmigan ay kadalasang humahantong sa pagkamatay ng mga pananim. Sa hilagang hangganan ng pananim na pipino, may mga madalas na kaso ng pagkamatay ng pananim sa mainit na araw kasunod ng pag-ulan, na sinamahan ng makabuluhang pagbaba sa temperatura ng hangin at lupa.
Ang epekto ng mababang temperatura ng lupa ay ipinahayag sa antas ng pagsipsip ng mga elemento ng nutrisyon ng mineral, lalo na ang posporus, at madalas na nitrogen dahil sa pagpapahina ng aktibidad ng nitrifying bacteria. Ang kakulangan sa posporus ay lalong matindi sa malamig na lupa sa mga kamatis kapag ang temperatura ay bumaba sa ibaba 15 °C.
Ang temperatura ng substrate ay hindi nakakaapekto sa pagsipsip ng mga elemento ng nutrisyon ng mineral, ngunit sa halip ang kanilang paggalaw sa sistema sa itaas ng lupa.
Tinutukoy ng temperatura ng lupa ang antas ng pag-activate ng mga pathogen sa lupa at ang paglaban ng mga halaman sa kanila. Sa mababang temperatura ng lupa (0...10 °C), ang mga fungi mula sa genera na Pythium at Rhizoctonia ay isinaaktibo, na nakakaapekto sa mga buto, mga punla at halaman, lalo na ang mga pananim na mapagmahal sa init. Sa mataas na temperatura ng lupa (20...30 °C) may panganib mula sa fungi Fusarium genera at Verticillium. Sa temperatura na halos 20 ° C, ang cabbage clubroot ay lubhang nakakapinsala.
Ang impluwensya ng temperatura ng lupa ay natanto sa akumulasyon ng biomass ng halaman, ang laki ng ugat at mga sistema sa itaas ng lupa, ang rate ng paglago at ang pagpasa ng mga phenophases. Ang temperatura ng lupa sa ibaba ng pinakamainam na humahadlang sa paglago ng mga ugat at mga sistema sa itaas ng lupa, ay humantong sa isang pagbawas sa laki ng mga dahon at ang buong halaman, at pagkaantala sa rate ng pagsisimula ng mga phenophases. Ang mga halaman ng pipino at kamatis ay humihina at namumunga. Sa mga eksperimento na may mga uri ng pipino na Vyaznikovsky at Muromsky, ang isang kumpletong kawalan ng fruiting ay naobserbahan sa mga temperatura ng lupa na 12...14 °C. Ang mga halaman ay namumulaklak, ngunit hindi bumubuo ng mga ovary. Sa temperatura na 15...20 °C ang mga halaman ay namumunga nang normal.
Ang pinakamainam na temperatura para sa pagbuo ng mga tubers ng patatas ay 17...19 °C. Kapag nalantad sa mababang temperatura sa loob ng mahabang panahon (sa ibaba 5 °C), ang mga nakatanim na tubers ay hindi umusbong na bumubuo ng mga stolon na may maliliit na nodule (mga sanggol). Sa temperatura na 28 °C, hihinto ang tuberization.
Ang sobrang mataas na temperatura ng lupa ay pinipigilan ang paglaki ng mga sistema ng ugat at sa ibabaw ng lupa, naantala ang pagbuo ng mga ulo ng repolyo, at ang pagbuo ng prutas sa mga kamatis, pipino, at paminta. Sa antas ng ibabaw ng lupa, kung saan ang temperatura ay lalong mataas, ang phloem ng stem ay madalas na namamatay, na humahantong sa pagkamatay ng mga halaman.

Ang pagsumite ng iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay madali. Gamitin ang form sa ibaba

Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga estudyante, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.

Na-post sa http://www.allbest.ru/

Ministri ng Edukasyon ng Russian Federation

Institusyong pang-edukasyon ng estado

mas mataas na propesyonal na edukasyon

IRKUTSK STATE UNIVERSITY

(GOU VPO ISU)

Kagawaran ng Hydrology

Epekto ng temperatura sa mga halaman

Superbisor

Associate Professor, Ph.D. Mashanova O.Ya.

Voloshina V.V.

pangkat ng pag-aaral 6141

Irkutsk, 2010

Panimula

Ang pag-aangkop ng ontogeny ng halaman sa mga kondisyon sa kapaligiran ay ang resulta ng kanilang ebolusyonaryong pag-unlad(pagbabago, pagmamana, pagpili). Sa buong phylogenesis ng bawat species ng halaman, sa proseso ng ebolusyon, ang ilang mga indibidwal na pangangailangan para sa mga kondisyon ng pamumuhay at kakayahang umangkop sa ekolohikal na angkop na lugar na sinasakop nito ay nabuo. Ang moisture at shade tolerance, heat resistance, cold resistance at iba pang ekolohikal na katangian ng mga partikular na species ng halaman ay nabuo sa kurso ng ebolusyon bilang resulta ng pangmatagalang pagkakalantad sa naaangkop na mga kondisyon. Kaya, halamang mahilig sa init at mga halaman maikling araw katangian ng southern latitude, hindi gaanong hinihingi ang init at mga halaman magkaroon ng isang mahabang araw- para sa mga nasa hilaga.

Sa likas na katangian, sa isang heograpikal na rehiyon, ang bawat species ng halaman ay sumasakop sa isang ekolohikal na angkop na lugar na naaayon sa nito biyolohikal na katangian: moisture-loving - mas malapit sa mga anyong tubig, shade-tolerant - sa ilalim ng canopy ng kagubatan, atbp. Ang pagmamana ng mga halaman ay nabuo sa ilalim ng impluwensya ng ilang mga kundisyon panlabas na kapaligiran. Malaki rin ang kahalagahan ng mga panlabas na kondisyon ng ontogenesis ng halaman.

Sa karamihan ng mga kaso, ang mga halaman at pananim (plantings) ng mga pananim na pang-agrikultura, na nakakaranas ng epekto ng ilang hindi kanais-nais na mga kadahilanan, magpakita ng pagtutol sa kanila bilang resulta ng pagbagay sa mga kondisyon ng pag-iral na umunlad sa kasaysayan.

1. Temperatura bilang isang biological factor

Ang mga halaman ay mga poikilothermic na organismo, i.e. ang kanilang sariling temperatura ay katumbas ng temperatura ng kanilang kapaligiran. Gayunpaman, ang sulat na ito ay hindi kumpleto. Siyempre, ang init na inilabas sa panahon ng paghinga at ginamit sa synthesis ay malamang na hindi gumaganap ng anumang ekolohikal na papel, ngunit pa rin ang temperatura ng mga nasa itaas na bahagi ng halaman ay maaaring mag-iba nang malaki mula sa temperatura ng hangin bilang resulta ng pagpapalitan ng enerhiya sa kapaligiran. Salamat dito, halimbawa, ang mga halaman ng Arctic at matataas na bundok, na naninirahan sa mga lugar na protektado mula sa hangin o lumalaki malapit sa lupa, ay may mas kanais-nais na rehimeng thermal at maaaring aktibong suportahan ang metabolismo at paglaki, sa kabila ng patuloy na mababang temperatura ng hangin. Hindi lamang ang mga indibidwal na halaman at ang kanilang mga bahagi, kundi pati na rin ang buong phytocenoses kung minsan ay nagpapakita ng mga katangian na paglihis mula sa temperatura ng hangin. Sa isang mainit na araw ng tag-araw sa Gitnang Europa, ang temperatura sa ibabaw ng mga korona sa kagubatan ay 4 °C, at sa parang - 6 °C na mas mataas kaysa sa temperatura ng hangin at 8 °C (kagubatan) o 6 °C (meadow) mas mababa kaysa sa temperatura sa ibabaw ng lupa na walang mga halaman.

Upang makilala mga kondisyon ng init mga tirahan ng halaman, kinakailangang malaman ang mga pattern ng pamamahagi ng init sa kalawakan at ang dynamics nito sa paglipas ng panahon, kapwa may kaugnayan sa mga pangkalahatang klimatiko na katangian at mga partikular na kondisyon ng paglago ng halaman.

Ang isang pangkalahatang ideya ng supply ng init sa isang partikular na lugar ay ibinibigay ng mga pangkalahatang tagapagpahiwatig ng klimatiko bilang ang average na taunang temperatura para sa isang partikular na lugar, ang ganap na maximum at absolute minimum (i.e., ang pinakamataas at pinakamababang temperatura na naitala sa lugar na ito) , ang average na temperatura ng pinakamainit na buwan (sa karamihan ng hilagang hemisphere ito ay Hulyo, sa timog hemisphere ito ay Enero, sa mga isla at baybayin ay Agosto at Pebrero); ang average na temperatura ng pinakamalamig na buwan (sa mga rehiyon ng kontinental ng hilagang hemisphere - Enero, sa katimugang hemisphere - Hulyo, sa mga rehiyon ng baybayin - Pebrero at Agosto).

Upang makilala ang mga thermal na kondisyon ng pamumuhay ng mga halaman, mahalagang malaman hindi lamang ang kabuuang halaga ng init, kundi pati na rin ang pamamahagi nito sa paglipas ng panahon, kung saan nakasalalay ang mga posibilidad. panahon ng paglaki. Ang taunang dinamika ng init ay mahusay na sinasalamin ng kurso ng average na buwanang (o average na pang-araw-araw) na temperatura, na hindi pareho sa iba't ibang latitude at sa iba't ibang uri klima, pati na rin ang dynamics ng maximum at minimum na temperatura. Ang mga hangganan ng lumalagong panahon ay tinutukoy ng tagal ng panahon na walang hamog na nagyelo, ang dalas at antas ng posibilidad ng mga frost ng tagsibol at taglagas. Naturally, ang vegetation threshold ay hindi maaaring pareho para sa mga halaman na may iba't ibang mga saloobin sa init; para sa malamig na lumalaban kultural na uri Karaniwan, ang 5°C ay tinatanggap, para sa karamihan ng mga pananim sa temperate zone na 10°C, para sa mga pananim na mapagmahal sa init na 15°C. Ito ay pinaniniwalaan na para sa natural na mga halaman ng mapagtimpi latitude ang threshold temperatura para sa simula ng tagsibol phenomena ay 5°C.

SA pangkalahatang balangkas ang bilis ng pana-panahong pag-unlad ay proporsyonal sa naipon na kabuuan ng mga temperatura (ito ay nagkakahalaga ng paghahambing, halimbawa, ang mabagal na pag-unlad ng mga halaman sa isang malamig at mahabang tagsibol o ang "paputok" na simula ng tagsibol sa panahon ng isang malakas na alon ng init). Mula dito pangkalahatang pattern Mayroong ilang mga paglihis: halimbawa, ang masyadong mataas na mga kabuuan ng mga temperatura ay hindi na nagpapabilis, ngunit nakakapagpapahina sa pag-unlad.

2. Temperatura ng halaman

Kasama ng thermal performance kapaligiran kinakailangang malaman ang temperatura ng mga halaman mismo at ang mga pagbabago nito, dahil ito ang kumakatawan sa tunay na background ng temperatura para sa mga proseso ng physiological. Ang temperatura ng halaman ay sinusukat gamit ang mga electric thermometer na may mga miniature na semiconductor sensor. Upang hindi maapektuhan ng sensor ang temperatura ng organ na sinusukat, ang masa nito ay dapat na maraming beses na mas mababa kaysa sa masa ng organ. Ang sensor ay dapat ding low-inersia at mabilis na tumugon sa mga pagbabago sa temperatura. Minsan ginagamit ang mga thermocouple para sa layuning ito. Ang mga sensor ay maaaring inilapat sa ibabaw ng isang halaman, o "itinanim" sa mga tangkay, dahon, o sa ilalim ng balat (halimbawa, upang masukat ang temperatura ng cambium). Kasabay nito, siguraduhing sukatin ang ambient air temperature (sa pamamagitan ng pagtatabing sa sensor).

Ang temperatura ng halaman ay lubos na nagbabago. Dahil sa magulong daloy at patuloy na mga pagbabago sa temperatura ng hangin na agad na pumapalibot sa dahon, ang pagkilos ng hangin, atbp. ang temperatura ng halaman ay nag-iiba na may saklaw na ilang ikasampu o kahit buong digri at may dalas ng ilang segundo. Samakatuwid, ang "temperatura ng halaman" ay dapat na maunawaan bilang isang higit pa o hindi gaanong pangkalahatan at medyo karaniwang halaga na nagpapakilala sa pangkalahatang antas ng pag-init. Ang mga halaman, bilang mga poikilothermic na organismo, ay walang sariling matatag na temperatura ng katawan. Ang kanilang temperatura ay tinutukoy ng thermal balance, ibig sabihin, ang ratio ng pagsipsip at pagpapalabas ng enerhiya. Ang mga halagang ito ay nakasalalay sa maraming mga katangian ng parehong kapaligiran (laki ng pagdating ng radiation, temperatura ng hangin sa paligid at paggalaw nito) at ang mga halaman mismo (kulay at iba pa. optical properties halaman, sukat at ayos ng mga dahon, atbp.). Ang pangunahing papel ay nilalaro ng cooling effect ng transpiration, na pumipigil sa napakalakas na overheating sa mainit na tirahan. Madali itong maipakita sa mga eksperimento sa mga halaman sa disyerto: kailangan mo lamang na pahiran ang Vaseline sa ibabaw ng dahon kung saan matatagpuan ang stomata, at ang dahon ay namatay bago ang iyong mga mata mula sa sobrang init at pagkasunog.

Bilang resulta ng lahat ng mga kadahilanang ito, ang temperatura ng mga halaman ay karaniwang naiiba (kung minsan ay lubos na makabuluhan) mula sa nakapaligid na temperatura. Sa kasong ito, posible ang tatlong sitwasyon:

· ang temperatura ng halaman ay mas mataas kaysa sa ambient air temperature ("supratemperature" na mga halaman, ayon sa terminolohiya ni O. Lange),

sa ibaba nito (“sub-temperatura”),

· katumbas o napakalapit dito.

Ang unang sitwasyon ay madalas na nangyayari sa isang malawak na iba't ibang mga kondisyon. Ang isang makabuluhang labis na temperatura ng halaman sa temperatura ng hangin ay karaniwang nakikita sa napakalaking organo ng halaman, lalo na sa mga mainit na tirahan at may mababang transpiration. Ang malalaking mataba na tangkay ng cacti, makapal na dahon ng euphorbias, sedum, at mga batang halaman, kung saan ang pagsingaw ng tubig ay napakaliit, ay nagiging napakainit. Kaya, sa temperatura ng hangin na 40-45°C, ang desert cacti ay uminit hanggang 55-60°C; sa katamtamang latitude mga araw ng tag-init Ang mga makatas na dahon ng mga halaman mula sa genera na Sempervivum at Sedum ay kadalasang may temperatura na 45°C, at sa loob ng mga rosette ng mga kabataan - hanggang 50°C. Kaya, ang pagtaas ng temperatura ng halaman sa itaas ng temperatura ng hangin ay maaaring umabot sa 20°C.

Ang iba't ibang mataba na prutas ay malakas na pinainit ng araw: halimbawa, ang mga hinog na kamatis at mga pakwan ay 10-15°C na mas mainit kaysa sa hangin; ang temperatura ng mga pulang prutas sa mature cobs ng arum - Arum maculatum umabot sa 50°C. Mayroong isang kapansin-pansing pagtaas ng temperatura sa loob ng isang bulaklak na may higit o mas kaunting saradong perianth, na nagpapanatili ng init na inilabas sa panahon ng paghinga mula sa pagwawaldas. Minsan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay maaaring magkaroon ng makabuluhang adaptive na kahalagahan, halimbawa, para sa mga bulaklak ng mga ephemeroid ng kagubatan (scilla, corydalis, atbp.), maagang tagsibol kapag ang temperatura ng hangin ay halos lumampas sa 0°C.

Kakaiba at rehimen ng temperatura napakalaking pormasyon tulad ng mga puno ng kahoy. Ikaw single nakatayong mga puno, pati na rin sa mga nangungulag na kagubatan sa "walang dahon" na yugto (tagsibol at taglagas), ang ibabaw ng mga putot ay umiinit nang husto sa araw, at sa pinakamalaking lawak sa timog na bahagi; ang temperatura ng cambium dito ay maaaring 10-20°C na mas mataas kaysa sa hilagang bahagi, kung saan ito ay nasa ambient temperature. Sa mainit na araw, ang temperatura ng dark spruce trunks ay tumataas sa 50-55°C, na maaaring humantong sa cambium burns. Ang mga pagbabasa ng manipis na thermocouple na itinanim sa ilalim ng bark ay naging posible upang maitatag na ang mga putot uri ng puno ay protektado nang iba: sa birch, ang temperatura ng cambium ay nagbabago nang mas mabilis alinsunod sa mga pagbabago sa temperatura ng hangin sa labas, habang sa pine ito ay mas pare-pareho dahil sa mas mahusay na mga katangian ng proteksiyon ng init ng bark. Nagpapainit ng mga puno at walang dahon kagubatan ng tagsibol makabuluhang nakakaapekto sa microclimate pamayanan ng kagubatan, dahil ang mga putot ay mahusay na nagtitipon ng init.

Ang labis na temperatura ng halaman sa temperatura ng hangin ay nangyayari hindi lamang sa sobrang init, kundi pati na rin sa mas malamig na mga tirahan. Ito ay pinadali ng madilim na kulay o iba pang mga optical na katangian ng mga halaman na nagpapataas ng pagsipsip solar radiation, pati na rin ang mga anatomical at morphological feature na nag-aambag sa pagbaba ng transpiration. Ang mga halaman sa Arctic ay maaaring uminit nang kapansin-pansin: ang isang halimbawa ay ang dwarf willow - Salix arctica sa Alaska, na ang mga dahon ay 2-11°C mas mainit kaysa sa hangin sa araw at maging sa gabi sa panahon ng polar na "24 na oras na araw" - sa pamamagitan ng 1-3°C. Isa pa kawili-wiling halimbawa pag-init sa ilalim ng niyebe: sa tag-araw sa Antarctica, ang temperatura ng mga lichen ay maaaring mas mataas sa 0°C kahit na sa ilalim ng isang layer ng niyebe na higit sa 30 cm Malinaw, sa gayong malupit na mga kondisyon natural na pagpili napanatili ang mga form na may pinakamadilim na kulay, kung saan, salamat sa naturang pag-init, posible ang isang positibong balanse ng carbon dioxide gas exchange.

Ang mga karayom ​​ng mga puno ng coniferous ay maaaring pinainit nang malaki sa pamamagitan ng sinag ng araw sa taglamig: kahit na sa mga negatibong temperatura, posible na lumampas sa temperatura ng hangin ng 9-12 ° C, na lumilikha ng mga kanais-nais na pagkakataon para sa potosintesis ng taglamig. Ipinakita sa eksperimento na kung ang isang malakas na daloy ng radiation ay nilikha para sa mga halaman, kung gayon kahit na sa isang mababang temperatura ng pagkakasunud-sunod ng - 5, - 6 ° C, ang mga dahon ay maaaring magpainit hanggang sa 17-19 ° C, i.e., photosynthesize sa medyo "tag-init" na temperatura.

Ang pagbaba sa temperatura ng halaman kumpara sa nakapaligid na hangin ay kadalasang nakikita sa mataas na iluminado at pinainit na mga tirahan (steppes, disyerto), kung saan ang ibabaw ng dahon ng mga halaman ay lubhang nabawasan, at ang pagtaas ng transpiration ay nakakatulong na alisin ang labis na init at pinipigilan ang sobrang init. Sa intensively transpiring species, ang paglamig ng dahon (ang pagkakaiba sa temperatura ng hangin) ay umabot sa 15°C. Ito ay isang matinding halimbawa, ngunit ang pagbaba ng 3-4°C ay maaaring maprotektahan laban sa mapaminsalang overheating.

Sa pinaka-pangkalahatang mga termino, maaari nating sabihin na sa mga mainit na tirahan ang temperatura ng mga bahagi sa itaas ng lupa ng mga halaman ay mas mababa, at sa malamig na mga tirahan ito ay mas mataas kaysa sa temperatura ng hangin. Ang pattern na ito ay maaaring masubaybayan sa parehong species: halimbawa, sa malamig na sinturon ng bundok Hilagang Amerika, sa mga altitude ng 3000-3500 m, ang mga halaman ay mas mainit, at sa mababang bundok ang hangin ay mas malamig.

Ang pagkakasabay ng temperatura ng halaman sa temperatura ng hangin sa paligid ay hindi gaanong karaniwan sa mga kondisyon na hindi kasama ang malakas na pag-agos ng radiation at matinding transpiration, halimbawa, sa mga mala-damo na halaman sa ilalim ng canopy ng malilim na kagubatan (ngunit hindi sa sikat ng araw), at sa bukas na tirahan - sa maulap na panahon o sa ulan.

Mayroong iba't ibang mga biological na uri ng mga halaman na may kaugnayan sa temperatura. Sa thermophilic, o megathermic (mahilig sa init) na mga halaman, ang pinakamabuting kalagayan ay nasa rehiyon mataas na temperatura. Nakatira sila sa mga lugar ng mga tropikal at subtropikal na klima, at sa mga mapagtimpi na mga zone - sa mga napakainit na tirahan. Ang mababang temperatura ay pinakamainam para sa cryophilic o microthermal (mahilig sa malamig) na mga halaman. Kabilang dito ang mga species na naninirahan sa polar at mataas na bundok na mga rehiyon o sumasakop sa malamig na ecological niches. Minsan ang isang intermediate na grupo ng mga mesothermic na halaman ay nakikilala.

3. Epekto ng stress sa temperatura

Ang init at hamog na nagyelo ay nakakapinsala sa mahahalagang pag-andar at nililimitahan ang pamamahagi ng mga species depende sa kanilang intensity, tagal at dalas, ngunit higit sa lahat sa estado ng aktibidad at ang antas ng hardening ng mga halaman. Ang stress ay palaging isang hindi pangkaraniwang pagkarga, na hindi naman kailangang maging banta sa buhay, ngunit tiyak na nagdudulot ng "alarm reaction" sa katawan, maliban kung ito ay nasa isang binibigkas na estado ng pamamanhid. Ang mga natutulog na yugto, tulad ng mga tuyong spore, gayundin ang mga poikilohydric na halaman sa isang tuyo na estado, ay hindi sensitibo, upang sila ay mabuhay nang walang pinsala sa anumang temperatura na naitala sa Earth.

Ang protoplasm sa una ay tumutugon sa stress na may matalim na pagtaas sa metabolismo. Ang pagtaas sa intensity ng paghinga, na sinusunod bilang isang reaksyon ng stress, ay sumasalamin sa isang pagtatangka na iwasto ang mga umiiral na mga depekto at lumikha ng mga ultrastructural na kinakailangan para sa pagbagay sa isang bagong sitwasyon. Ang reaksyon ng stress ay isang pakikibaka sa pagitan ng mga mekanismo ng adaptasyon at mga mapanirang proseso sa protoplasm na humahantong sa pagkamatay nito.

Ang pagkamatay ng cell mula sa sobrang init at lamig

Kung ang temperatura ay pumasa sa isang kritikal na punto, ang mga istruktura at pag-andar ng cellular ay maaaring masira nang biglaan na ang protoplasm ay agad na namatay. Sa likas na katangian, ang gayong biglaang pagkasira ay madalas na nangyayari sa panahon ng episodic frosts, tulad ng late frosts sa tagsibol. Ngunit ang pinsala ay maaari ding mangyari nang unti-unti; ang mga indibidwal na mahahalagang function ay itinapon sa labas ng balanse at inhibited hanggang, sa wakas, ang cell ay namatay bilang isang resulta ng pagtigil ng mga mahahalagang proseso.

3.1 Pattern ng pinsala

Ang iba't ibang proseso ng buhay ay hindi pantay na sensitibo sa temperatura. Una, huminto ang paggalaw ng protoplasm, ang intensity nito ay direktang nakasalalay sa supply ng enerhiya dahil sa mga proseso ng paghinga at sa pagkakaroon ng high-energy phosphates. Pagkatapos ay bumababa ang photosynthesis at respiration. Ang init ay lalong mapanganib para sa photosynthesis, habang ang paghinga ay pinaka-sensitibo sa lamig. Sa mga halaman na nasira ng lamig o init, ang mga antas ng paghinga ay nagbabago nang malaki pagkatapos bumalik sa katamtamang mga kondisyon at kadalasang abnormal na tumaas. Ang pinsala sa mga chloroplast ay humahantong sa pangmatagalan o hindi maibabalik na pagsugpo sa photosynthesis. Sa huling yugto, ang semi-permeability ng biomembranes ay nawala, ang mga cellular compartment ay nawasak, lalo na ang plastid thylakoids, at ang cell sap ay inilabas sa mga intercellular space.

3.2 Mga sanhi ng kamatayan dahil sa sobrang init

Ang mataas na temperatura ay mabilis na humahantong sa kamatayan dahil sa pinsala sa lamad at pangunahin bilang isang resulta ng hindi aktibo at denaturation ng mga protina. Kahit na iilan lamang, partikular na ang heat-labile enzymes ay nabigo, ito ay humahantong sa isang disorder sa metabolismo ng mga nucleic acid at protina at, sa huli, sa cell death. Ang mga natutunaw na nitrogen compound ay naiipon sa napakataas na konsentrasyon na nagkakalat sila sa labas ng mga selula at nawawala; Bilang karagdagan, ang mga nakakalason na produkto ng agnas ay nabuo na hindi na ma-neutralize sa panahon ng metabolismo.

3.3 Kamatayan mula sa paglamig at hamog na nagyelo

temperatura ng halaman overheating hamog na nagyelo

Kapag ang protoplasm ay nasira ng lamig, dapat na makilala kung ito ay sanhi ng mababang temperatura mismo o sa pamamagitan ng pagyeyelo. Ang ilang mga halaman ng tropikal na pinagmulan ay nasira kahit na ang temperatura ay bumaba sa ilang degree sa itaas ng zero. Tulad ng kamatayan mula sa sobrang pag-init, ang kamatayan mula sa paglamig ay pangunahing nauugnay din sa disorganisasyon ng metabolismo ng mga nucleic acid at protina, ngunit ang mga kaguluhan, pagkamatagusin at pagtigil ng daloy ng mga assimilates ay may papel din dito.

Ang mga halaman na hindi napinsala ng paglamig sa mga temperatura sa itaas ng zero ay nasira lamang sa mga temperatura sa ibaba ng zero, iyon ay, bilang isang resulta ng pagbuo ng yelo sa mga tisyu. Madaling mag-freeze ang mga protoplast na mayaman sa tubig, hindi matigas; Sa kasong ito, ang mga kristal ng yelo ay agad na nabubuo sa loob ng cell, at ang cell ay namatay. Kadalasan, ang yelo ay nabuo hindi sa mga protoplast, ngunit sa mga intercellular space at mga cell wall. Ang pagbuo ng yelo na ito ay tinatawag na extracellular. Ang crystallized na yelo ay kumikilos tulad ng tuyong hangin, dahil ang presyon ng singaw sa itaas ng yelo ay mas mababa kaysa sa itaas ng supercooled na solusyon. Bilang isang resulta, ang tubig ay inalis mula sa mga protoplas, sila ay lubos na na-compress (sa pamamagitan ng 2/3 ng kanilang dami) at ang konsentrasyon ng mga dissolved substance sa kanila ay tumataas. Ang paggalaw ng tubig at pagyeyelo ay nagpapatuloy hanggang sa isang ekwilibriyo ng mga puwersa ng pagsipsip sa pagitan ng yelo at tubig ay naitatag sa protoplasm. Ang posisyon ng balanse ay depende sa temperatura; sa temperatura na -5°C, ang ekwilibriyo ay nangyayari sa humigit-kumulang; 60 bar, at sa - 10 ° C - nasa 120 bar na. Kaya, ang mababang temperatura ay kumikilos sa protoplasm sa parehong paraan tulad ng pagpapatuyo. Ang frost resistance ng cell ay mas mataas kung ang tubig ay mahigpit na nakatali sa mga istruktura ng protoplasm at osmotically bound. Kapag ang cytoplasm ay na-dehydrate (wala itong pinagkaiba kung bilang resulta ng tagtuyot o pagyeyelo), ang mga sistema ng enzyme na nauugnay sa mga lamad ay hindi aktibo - mga sistemang pangunahing kasangkot sa synthesis ng ATP at sa mga proseso ng phosphorylation (Heber at Santarius, 1979). Ang hindi aktibo ay sanhi ng labis at samakatuwid ay nakakalason na konsentrasyon ng mga ion. mga asin at mga organikong asido sa unfrozen residual solution. Sa kabaligtaran, ang mga asukal, mga derivatives ng asukal, ilang amino acid at protina ay nagpoprotekta sa mga biomembrane at enzyme mula sa nakakapinsalang mga sangkap(Maksimov, Tumanov, Krasavtsev, 1952). Kasama nito, may mga indikasyon na ang mga protina ay nagiging denatured kapag nagyelo, na humahantong din sa pagkasira ng lamad (Levitt 1980).

3.4 Thermal na katatagan

Ang thermal tolerance ay ang kakayahan ng katawan na tiisin ang matinding init o lamig nang walang permanenteng pinsala. Ang thermal resistance ng isang halaman ay binubuo ng kakayahan ng protoplasm na tiisin ang matinding temperatura (tolerance ayon kay J. Levitt) at ang bisa ng mga hakbang na nagpapabagal o pumipigil sa pag-unlad ng pinsala (pag-iwas).

Mga hakbang upang maiwasan ang pinsala

Ang mga posibleng paraan upang maprotektahan ang mga cell mula sa pinsala sa temperatura ay kakaunti at hindi masyadong epektibo. Ang pagkakabukod laban sa sobrang pag-init at paglamig ay maaari lamang magbigay ng panandaliang proteksyon. Kaya, halimbawa, sa mga siksik na korona ng mga puno o sa mga halaman ng unan, ang mga putot ng mga dahon at bulaklak na matatagpuan malalim at mas malapit sa lupa ay mas mababa sa panganib ng pagyeyelo bilang resulta ng pagkawala ng init sa pamamagitan ng radiation kaysa sa mga panlabas na bahagi ng ang halaman. Ang mga species ng conifer na may partikular na makapal na bark ay mas mahusay na makatiis sa sunog sa undergrowth. Dalawang proteksiyon na hakbang ang may pangkalahatang kahalagahan: pagpapabagal sa pagbuo ng yelo sa mga tisyu at (sa mainit na panahon) paglamig sa pamamagitan ng pagpapakita ng mga sinag ng insidente at paggamit ng transpiration.

3.5 Katatagan ng protoplasm

Ang mga halaman ay maaaring makatiis ng matagal at regular na paulit-ulit na pagkakalantad sa matinding temperatura lamang kung ang protoplasm mismo ay lumalaban sa init o hamog na nagyelo. Ang tampok na ito ay genetically tinutukoy at samakatuwid iba't ibang uri at kahit na ang mga varieties ay ipinahayag sa iba't ibang antas. Gayunpaman, hindi ito isang pag-aari na likas sa halaman nang palagian at palaging sa parehong lawak. Sprouts, spring shoots makahoy na halaman Sa panahon ng kanilang matinding pag-uunat, ang mga kultura ng mga mikroorganismo sa yugto ng paglaki ng exponential ay malamang na hindi tumigas at samakatuwid ay lubhang sensitibo sa temperatura.

Ice resistance at frost hardening

Sa mga lugar na may pana-panahong klima halaman sa lupa makakuha ng "paglaban sa yelo" sa taglagas, ibig sabihin, ang kakayahang tiisin ang pagbuo ng yelo sa mga tisyu. Sa tagsibol, sa pagbubukas ng mga putot, muli nilang nawala ang kakayahang ito, at ngayon ang pagyeyelo ay humahantong sa kanilang pagyeyelo. Samakatuwid, malamig na pagtutol pangmatagalang halaman sa labas ng tropiko ay regular na nagbabago-bago sa buong taon sa pagitan ng pinakamababang halaga sa panahon ng lumalagong panahon at isang maximum sa panahon ng taglamig. Ang paglaban sa yelo ay unti-unting nabubuo sa taglagas. Ang unang kinakailangan para dito ay ang paglipat ng halaman sa isang estado ng pagiging handa para sa hardening, na nangyayari lamang kapag natapos ang paglago. Kung ang kahandaan para sa hardening ay nakamit, pagkatapos ay ang proseso ng hardening ay maaaring magsimula. Ang prosesong ito ay binubuo ng ilang mga yugto, ang bawat isa ay naghahanda ng paglipat sa susunod. Hardening sa hamog na nagyelo, sa taglamig cereal at prutas; mga puno (ang mga halaman na ito ay pinag-aralan nang lubusan) ay nagsisimula sa maraming araw (hanggang ilang linggo) na pagkakalantad sa mga temperatura na higit sa zero. Sa yugtong ito, bago ang hardening, ang mga asukal at iba pang mga proteksiyon na sangkap ay naipon sa protoplasm, ang mga selula ay nagiging mas mahirap sa tubig, at ang gitnang vacuole ay nahahati sa maraming maliliit na vacuole. Salamat dito, ang protoplasm ay inihanda para sa susunod na yugto, na nagaganap sa regular na banayad na hamog na nagyelo mula -3 hanggang -5 ° C. Sa kasong ito, ang mga ultrastructure at enzymes ng protoplasm ay muling inayos sa paraang ang mga cell ay pinahihintulutan ang pag-aalis ng tubig na nauugnay sa pagbuo ng yelo. Pagkatapos lamang nito ang mga halaman, nang hindi nalantad sa panganib, ay maaaring pumasok sa huling yugto ng proseso; pagpapatigas, na, na may tuluy-tuloy na hamog na nagyelo na hindi bababa sa -10 hanggang -15 ° C, ay gumagawa ng protoplasm na lubhang lumalaban sa hamog na nagyelo.

Ang mga epektibong zone ng temperatura ay iba para sa iba't ibang species. Ang mga punla ng Birch ay handa na para sa hardening, na bago magsimula ang proseso ng hardening ay magyelo sa temperatura na - 15 hanggang - 20 ° C, ay inilipat pagkatapos ng pagtatapos ng unang yugto ng hardening; mayroon na - 35 °C, at kapag ganap na tumigas, maaari pa silang makatiis ng paglamig hanggang -195 °C. Kaya, ang lamig mismo ay nagpapasigla sa proseso ng hardening. Kung humina ang hamog na nagyelo, pagkatapos ay ang protoplasm ay muling napupunta sa unang yugto ng hardening, gayunpaman, ang paglaban ay maaaring muling tumaas sa pamamagitan ng malamig na mga panahon sa pinakamataas na antas habang ang mga halaman ay nananatiling tulog.

SA panahon ng taglamig Ang pana-panahong kurso ng frost resistance ay superimposed sa panandaliang (induced) adaptations, salamat sa kung saan ang antas ng paglaban ay mabilis na umaangkop sa mga pagbabago sa panahon. Ang lamig ay higit na nakakatulong sa pagpapatigas sa simula ng taglamig. Sa oras na ito, ang paglaban ay maaaring tumaas sa pinakamataas na antas nito sa loob ng ilang araw. Ang pagtunaw, lalo na sa pagtatapos ng taglamig, ay nagdudulot ng mabilis na pagbaba sa paglaban ng mga halaman, ngunit sa kalagitnaan ng taglamig, pagkatapos na mapanatili ng ilang araw sa temperatura na +10 hanggang +20 ° C, ang mga halaman ay nawawala ang kanilang hardening. sa isang makabuluhang lawak. Ang kakayahang baguhin ang paglaban sa hamog na nagyelo sa ilalim ng impluwensya ng malamig at init, ibig sabihin, ang hanay ng mga inducible resistance adaptations, ay isang konstitusyonal na katangian ng mga indibidwal na species ng halaman.

Pagkatapos ng pagtatapos ng taglamig dormancy, ang kakayahang tumigas at sa parehong oras mataas na antas ang hardening ay mabilis na nawala. Sa tagsibol mayroong isang malapit na koneksyon sa pagitan ng pag-activate ng bud break at ang pag-unlad ng mga pagbabago sa paglaban

Konklusyon

Ang mga anyo ng adaptasyon sa mga halaman ay walang katapusan na magkakaibang. Lahat flora Mula sa hitsura nito, ito ay nagpapabuti sa landas ng mga angkop na pagbagay sa mga kondisyon ng pamumuhay.

Ang mga halaman ay mga poikilothermic na organismo. Ang pinsala ay nagsisimula sa antas ng molekular na may dysfunction ng mga protina at nucleic acid. Ang temperatura ay isang salik na seryosong nakakaapekto sa morpolohiya at pisyolohiya ng mga halaman, na nangangailangan ng mga pagbabago sa mismong halaman na maaaring umangkop dito. Pag-angkop ng mga halaman sa iba't ibang mga kondisyon ng temperatura kahit na sa loob ng parehong species ay iba.

Sa mataas na temperatura, ang mga adaptasyon tulad ng siksik na pagbibinata ng dahon, isang makintab na ibabaw, isang pagbaba sa ibabaw na sumisipsip ng radiation, isang pagbabago sa posisyon na may kaugnayan sa pinagmulan ng init, nadagdagan ang transpiration, isang mataas na nilalaman ng mga proteksiyon na sangkap, isang pagbabago sa temperatura na pinakamabuting kalagayan ng aktibidad ng pinakamahalagang enzymes, isang paglipat sa isang estado ng nasuspinde na animation, mga microniches ng trabaho na protektado mula sa insolation at overheating, paglilipat ng lumalagong panahon sa isang panahon na may mas kanais-nais na mga kondisyon ng thermal.

Ang mga adaptasyon sa malamig ay ang mga sumusunod: pagbibinata ng mga kaliskis ng usbong, makapal na cuticle, pampalapot ng layer ng cork, pagbibinata ng mga dahon, pagsasara ng mga dahon ng rosette sa gabi, pag-unlad ng dwarfism, pag-unlad ng mga gumagapang na anyo, anyo ng paglago ng cushion, pag-unlad ng mga ugat ng contractile, tumaas na konsentrasyon ng cell sap, tumaas na proporsyon ng colloid-bound na tubig, nasuspinde ang animation

Ayon sa iba't ibang paglaban sa init, ang mga species ay nakikilala: hindi lumalaban sa malamig, hindi lumalaban sa hamog na nagyelo, lumalaban sa yelo, hindi lumalaban sa init, mga zukaryote na nagpaparaya sa init, mga prokaryote na nagpaparaya sa init.

Listahan ng ginamit na panitikan

1. Alexandrov V.Ya. Mga cell, macromolecule at temperatura. L.: Nauka, 1975. 328 s

2. Voznesensky V. L., Reinus R. M. Temperatura ng mga assimilating organ mga halaman sa disyerto// Bot. zhurn., 1977; t. 62. N 6

3. Goryshina T.K. Mga ephemeroid sa unang bahagi ng tagsibol gubat-steppe oak na kagubatan. L., Publishing house Leningr. un-ta. 1969

4. Goryshina T.N. Ekolohiya ng mga halaman uch. Isang manwal para sa mga unibersidad, Moscow, V.

5. Kultiasov I.M. Ekolohiya ng halaman M.: Moscow University Publishing House, 1982 33-89 p.

6. Larcher V. Ekolohiya ng halaman M.: Mir 1978, 283-324c.

7. Maksimov N. A. Napiling mga gawa sa paglaban sa tagtuyot at tibay ng taglamig ng mga halaman M.: Publishing House AN-USSR.-1952 vol

8. Polevoy V.V. Physiology ng Halaman 1978 414-424s.

9. Selyaninov G. T. Sa pamamaraan ng agrikultura climatology. Nagtatrabaho sa agrikultura meteorolohiya, 1930, v. 22

10. Tikhomirov B. A. Mga sanaysay sa biology ng mga halaman sa Arctic. L., Publishing House ng USSR Academy of Sciences, 1963

11. Tumanov I.I. Mga sanhi ng pagkamatay ng halaman sa malamig na panahon at mga hakbang upang maiwasan ito. M., Kaalaman, 1955

Nai-post sa Allbest.ru

Mga katulad na dokumento

Temperatura bilang salik sa kapaligiran. Temperatura ng halaman. Epekto ng stress sa temperatura. Larawan ng pinsala. Mga sanhi ng kamatayan dahil sa sobrang init. Kamatayan mula sa paglamig at hamog na nagyelo. Katatagan ng protoplasm. Mga halaman at mataas na temperatura.

course work, idinagdag noong 07/31/2007


Ang epekto ng sobrang pag-init ng mga halaman sa kanilang functional na mga tampok, mga uri ng panganib. Relasyon sa pagitan ng mga kondisyon ng tirahan ng halaman at paglaban sa init. Mga adaptasyon at pagbagay ng mga halaman sa mataas na temperatura. Mga pangkat ng ekolohiya ng mga halaman ayon sa paglaban sa init.

abstract, idinagdag 04/23/2011


Bakit tumutubo ang binhi iba't ibang halaman nangyayari sa iba't ibang temperatura. Ano ang kahalagahan ng pagyeyelo ng mga buto ng halaman? Ano ang naghuhukay ng init sa kapaligiran. Ang haba ng lumalagong panahon. Pagpapasiya ng temperatura ng katawan ng halaman.

pagtatanghal, idinagdag noong 04/11/2013


Maikling katangian klimatiko kondisyon para sa pamumulaklak maagang namumulaklak na mga halaman. Araw-araw na pagbabago sa temperatura ng hangin. Ang impluwensya ng oras ng pagtunaw ng niyebe sa pana-panahong pag-unlad ng mga halaman. Mga katangian ng maagang namumulaklak na mala-damo na mga halaman, shrubs at puno.

course work, idinagdag 06/01/2014


Siklo ng buhay ng mga makahoy na halaman. Pagpapahayag ng pagbagay sa mga kondisyon sa kapaligiran. Phenological na pag-unlad ng makahoy na mga halaman. Phenological observation program. Mga halaman sa juvenile stage ng ontogenesis, sa virginal at kasunod na yugto ng ontogenesis.

abstract, idinagdag 02/24/2009


Ang impluwensya ng temperatura sa mga katangian ng pagtubo at pagtubo ng ephemeral seeds sa laboratoryo at mga kondisyon sa larangan. Pagpapasiya ng pinakamababa, pinakamainam at pinakamataas na temperatura pagtubo ng mga buto ng ephemeral na halaman ng Donbass, ang kanilang pagsusuri sa taxonomic.

master's thesis, idinagdag noong 11/19/2015


Mga dahilan ng pagbagay ng mga organismo sa kanilang kapaligiran. Heograpikal (alopatric) speciation. Ang epekto ng proseso ng mutation sa isang populasyon sa kalikasan. Biyolohikal na pag-unlad at pagbabalik. Aromorphosis bilang isang direksyon ng ebolusyon. Mga halimbawa ng idioadaptation.

pagtatanghal, idinagdag noong 01/21/2011


Ang mga halaman ng tagapagpahiwatig ay mga halaman na nailalarawan sa pamamagitan ng binibigkas na pagbagay sa ilang mga kondisyon sa kapaligiran. Mga tugon ng mga buhay na organismo sa mga pagbabago sa hinaharap lagay ng panahon. Mga halimbawa ng paggamit ng mga katangian ng tagapagpahiwatig ng mga halaman at hayop.

pagtatanghal, idinagdag noong 11/30/2011


Pag-aaral ng istruktura at mga pangunahing katangian ng ecosystem. Nag-aaral mga koneksyon sa kapaligiran sa natural at artipisyal na ecosystem. Pagsusuri ng mga relasyon sa "organismo-kapaligiran" na sistema. Plant food chain. Pag-angkop ng mga halaman sa mga kondisyon sa kapaligiran.

praktikal na gawain, idinagdag 10/23/2014


Kahulugan ng mga konsepto ng "drought" at "drought resistance". Pagsasaalang-alang ng mga tugon ng halaman sa tagtuyot. Pag-aaral ng mga uri ng halaman na may kaugnayan sa rehimen ng tubig: xerophytes, hygrophytes at mesophytes. Paglalarawan ng mekanismo ng pagbagay ng halaman sa mga kondisyon sa kapaligiran.

Ang negatibong epekto ng lamig ay nakasalalay sa saklaw ng pagbaba ng temperatura at sa tagal ng pagkakalantad nito. Kahit na ang di-matinding mababang temperatura ay negatibong nakakaapekto sa mga halaman dahil:

• pinipigilan ang mga pangunahing proseso ng physiological (photosynthesis, transpiration, palitan ng tubig, atbp.),
• bawasan kahusayan ng enerhiya paghinga,
• baguhin ang functional na aktibidad ng mga lamad,
• humantong sa pamamayani ng hydrolytic reaksyon sa metabolismo.

Sa panlabas, ang malamig na pinsala ay sinamahan ng pagkawala ng turgor sa mga dahon at pagbabago sa kanilang kulay dahil sa pagkasira ng chlorophyll. Pangunahing dahilan nakakapinsalang epekto mababang positibong temperatura sa mga halaman na mapagmahal sa init - pagkagambala sa pagganap na aktibidad ng mga lamad dahil sa paglipat ng puspos mga fatty acid mula sa isang likidong mala-kristal na estado hanggang sa isang gel. Bilang isang resulta, sa isang banda, ang pagkamatagusin ng mga lamad para sa mga ion ay tumataas, at sa kabilang banda, ang enerhiya ng pag-activate ng mga enzyme na nauugnay sa pagtaas ng lamad. Ang rate ng mga reaksyon na na-catalyze ng mga enzyme ng lamad ay mas mabilis na bumababa pagkatapos ng isang phase transition kaysa sa rate ng mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga natutunaw na enzyme. Ang lahat ng ito ay humahantong sa hindi kanais-nais na mga pagbabago sa metabolismo, isang matalim na pagtaas sa dami ng endogenous toxicants, at kapag pangmatagalang aksyon mababang temperatura - hanggang sa pagkamatay ng halaman.

Ito ay itinatag na ang aksyon mababang negatibong temperatura depende sa estado ng mga halaman at, sa partikular, sa nilalaman ng tubig ng mga tisyu ng katawan. Kaya, ang mga tuyong buto ay kayang tiisin ang temperatura hanggang -196°C (temperatura ng likidong nitrogen). Ito ay nagpapakita na ang nakapipinsalang epekto ng mababang temperatura ay sa panimula ay naiiba sa epekto mataas na temperatura, na nagiging sanhi ng direktang coagulation ng protina.

Pangunahing nakakapinsalang epekto ang pagbuo ng yelo ay nakakaapekto sa organismo ng halaman. Sa kasong ito, ang yelo ay maaaring mabuo bilang sa loob ng selda at sa labas ng selda. Sa isang mabilis na pagbaba sa temperatura, ang pagbuo ng yelo ay nangyayari sa loob ng cell (sa cytoplasm, vacuoles). Sa unti-unting pagbaba ng temperatura, ang mga kristal ng yelo ay pangunahing nabubuo sa mga intercellular space. Pinipigilan ng plasmalemma ang mga kristal ng yelo na tumagos sa cell. Ang mga nilalaman ng cell ay nasa supercooled na estado. Bilang resulta ng paunang pagbuo ng yelo sa labas ng mga cell, ang potensyal ng tubig sa intercellular space ay nagiging mas negatibo kumpara sa potensyal ng tubig sa cell. Ang tubig ay muling ipinamamahagi. Ang balanse sa pagitan ng nilalaman ng tubig sa mga intercellular space at sa cell ay nakakamit salamat sa:

• o ang pag-agos ng tubig mula sa cell,
• o ang pagbuo ng intracellular ice.

Kung ang rate ng pag-agos ng tubig mula sa cell ay tumutugma sa rate ng pagbaba ng temperatura, kung gayon ang intracellular ice ay hindi bumubuo. Gayunpaman, ang pagkamatay ng cell at ng organismo sa kabuuan ay maaaring mangyari bilang isang resulta ng katotohanan na ang mga kristal ng yelo na nabuo sa mga intercellular space, na kumukuha ng tubig mula sa cell, ay nagiging sanhi ng pag-aalis ng tubig nito at sa parehong oras ay nagsasagawa ng mekanikal na presyon sa cytoplasm. , nakakapinsala sa mga istruktura ng cellular. Nagdudulot ito ng ilang mga kahihinatnan:

• pagkawala ng turgor,
• pagtaas ng konsentrasyon ng cell sap,
• isang matalim na pagbaba sa dami ng cell,
• isang pagbabago sa mga halaga ng pH sa isang hindi kanais-nais na direksyon.

Ang paglaban ng halaman sa mababang temperatura ay nahahati sa paglaban sa malamig at paglaban sa hamog na nagyelo.

Malamig na pagtutol ng mga halaman– ang kakayahan ng mga halamang mahilig sa init na tiisin ang mababang positibong temperatura. Ang isang bilang ng mga adaptasyon ay may proteksiyon na halaga sa ilalim ng impluwensya ng mababang positibong temperatura sa mga halaman na mapagmahal sa init. Una sa lahat, ito ay pagpapanatili katatagan ng lamad at pag-iwas sa pagtagas ng ion. Ang mga lumalaban na halaman ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mataas na proporsyon ng mga unsaturated fatty acid sa komposisyon ng mga phospholipid sa lamad. Pinapayagan ka nitong mapanatili ang kadaliang mapakilos ng mga lamad at pinoprotektahan ang mga ito mula sa pagkawasak. Kaugnay nito, ang mga enzyme acetyltransferase at desaturase ay may mahalagang papel. Ang huli ay humahantong sa pagbuo ng dobleng mga bono sa mga saturated fatty acid.

Mga adaptive na reaksyon sa mababang positibong temperatura ay ipinakikita sa kakayahang mapanatili ang metabolismo kapag bumababa ito. Ito ay nakakamit sa pamamagitan ng isang mas malawak na hanay ng temperatura ng pagpapatakbo ng enzyme at ang synthesis ng mga proteksiyon na compound. Sa lumalaban na mga halaman, ang papel ng pentose phosphate respiration pathway ay tumataas, ang kahusayan ng antioxidant system ay tumataas, at ang mga stress protein ay na-synthesize. Ipinakita na sa ilalim ng impluwensya ng mababang positibong temperatura ang synthesis ng mababang molekular na timbang na mga protina ay sapilitan.

Upang madagdagan ang malamig na resistensya, ginagamit ang paunang paghahasik ng binhi. Ang paggamit ng mga microelement (Zn, Mn, Cu, B, Mo) ay epektibo rin. Kaya, ibabad ang mga buto sa mga solusyon boric acid, ang zinc sulfate o copper sulfate ay nagpapataas ng malamig na resistensya ng mga halaman.

Frost resistance ng mga halaman– ang kakayahan ng mga halaman na tiisin ang mga negatibong temperatura.

Mga adaptasyon ng halaman sa negatibong temperatura . Mayroong dalawang uri ng mga adaptasyon sa negatibong temperatura:

• pag-iwas sa nakakapinsalang epekto ng kadahilanan (passive adaptation),
• nadagdagan ang kaligtasan ng buhay (aktibong pagbagay).

Pag-iwas sa mga nakakapinsalang epekto mababang temperatura ay nakamit lalo na dahil sa maikling ontogenesis - ito aalis sa oras. U taunang halaman ikot ng buhay nagtatapos bago ang simula ng mga negatibong temperatura. Ang mga halaman na ito ay may oras upang makagawa ng mga buto bago ang simula ng taglagas na malamig na panahon.

Karamihan sa mga perennial ay nawawala ang kanilang mga organo sa itaas ng lupa at nagpapalipas ng taglamig sa anyo ng mga bombilya, tubers o rhizomes, na mahusay na protektado mula sa hamog na nagyelo ng isang layer ng lupa at niyebe - ito ay pangangalaga sa kalawakan mula sa mga nakakapinsalang epekto ng mababang temperatura.

Pagtigas ay isang nababaligtad na pisyolohikal na pagbagay sa masamang epekto na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng ilang partikular panlabas na kondisyon, ay tumutukoy sa aktibong pagbagay. Ang physiological na katangian ng proseso ng hardening sa negatibong temperatura ay ipinahayag salamat sa gawain ng I.I. Tumanov at sa kanyang paaralan.

Bilang resulta ng proseso ng hardening, ang frost resistance ng katawan ay tumataas nang husto. Hindi lahat ng organismo ng halaman ay may kakayahang tumigas; ito ay nakasalalay sa uri ng halaman at pinagmulan nito. Ang mga halaman ng timog na pinagmulan ay hindi kayang tumigas. Sa mga halaman sa hilagang latitude, ang proseso ng hardening ay nakakulong lamang sa ilang mga yugto ng pag-unlad.

Ang pagpapatigas ng halaman ay nangyayari sa dalawang yugto:

Unang yugto Ang hardening ay nagaganap sa liwanag sa bahagyang mas mababang temperatura sa itaas ng zero (mga 10°C sa araw, mga 2°C sa gabi) at katamtamang halumigmig. Sa yugtong ito, nagpapatuloy ang karagdagang paghina at maging ang kumpletong paghinto ng mga proseso ng paglago.

Ang partikular na kahalagahan sa pagbuo ng paglaban ng halaman sa hamog na nagyelo sa yugtong ito ay ang akumulasyon ng mga cryoprotective substance na gumaganap. proteksiyon na function: sucrose, monosaccharides, natutunaw na protina, atbp. Naiipon sa mga selula, pinapataas ng mga asukal ang konsentrasyon ng cell sap at binabawasan ang potensyal ng tubig. Kung mas mataas ang konsentrasyon ng solusyon, mas mababa ang punto ng pagyeyelo nito, kaya ang akumulasyon ng mga asukal ay nagpapatatag ng mga istruktura ng cellular, sa partikular na mga chloroplast, upang patuloy silang gumana.

Pangalawang yugto Ang hardening ay nangyayari na may karagdagang pagbaba sa temperatura (mga 0°C) at hindi nangangailangan ng liwanag. Kaugnay nito, para sa mala-damo na mga halaman maaari rin itong mangyari sa ilalim ng niyebe. Sa yugtong ito, umaagos ang tubig mula sa mga selula, pati na rin ang muling pagsasaayos ng istruktura ng protoplast. Ang bagong pagbuo ng mga tiyak, dehydration-resistant na protina ay nagpapatuloy. Mahalaga ay may pagbabago sa intermolecular bond ng cytoplasmic proteins. Sa panahon ng pag-aalis ng tubig, na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng pagbuo ng yelo, ang mga molekula ng protina ay magkakalapit. Ang mga koneksyon sa pagitan ng mga ito ay nasira at hindi naibalik sa kanilang dating anyo dahil sa masyadong malapit at pagpapapangit ng mga molekula ng protina. Dahil dito malaking halaga ay may presensya ng sulfhydryl at iba pang mga hydrophilic na grupo, na nagtataguyod ng pagpapanatili ng tubig at pinipigilan ang kalapitan ng mga molekula ng protina. Ang muling pagsasaayos ng cytoplasm ay nakakatulong upang mapataas ang pagkamatagusin nito sa tubig. Salamat sa mas mabilis na pag-agos ng tubig, ang panganib ng pagbuo ng intracellular na yelo ay nabawasan.

Kaugnay ng temperatura mayroong mga sumusunod na uri halaman:

• 1. Mga Thermophile, megathermal, mga halamang mahilig sa init, ang pinakamabuting kalagayan ng temperatura ay nasa rehiyon ng matataas na temperatura.
• 2. Mga cryophile, microthermic, malamig na mga halaman, ang pinakamabuting kalagayan ng temperatura ay nasa mababang temperatura na rehiyon.
• 3. Mesothermic Ang mga halaman ay isang intermediate group.

Ang pagpapaubaya ng mga halaman sa matinding temperatura ay nagpapakilala sa kanilang paglaban sa init at paglaban sa hamog na nagyelo. Sa epekto ng temperatura bilang isang kadahilanan, ang mga halaman sa lupa ay nakabuo ng isang bilang ng mga adaptasyon.

Kaya, pinoprotektahan ng halaman mula sa sobrang pag-init:

• 1. Transpiration (ang pagsingaw ng 1 g ng tubig sa 20° ay nangangailangan ng 500 kcal)
• 2. Makintab na ibabaw, siksik na pagbibinata, patayong pagkakaayos makitid na mga blades ng dahon (fescue, feather grass), pangkalahatang pagbabawas ng ibabaw ng dahon - iyon ay, lahat ng mga aparatong iyon na nagsisilbi upang pahinain ang impluwensya ng solar radiation.
• 3. Cork sa bark, air cavities sa root collar - mga adaptasyon na katangian ng mga halaman sa disyerto.
• 4. Ang isang kakaibang pagbagay ay ang trabaho ng ilang mga ekolohikal na niches ng mga halaman, na protektado mula sa sobrang init.
• 5. Nakaligtas sa pinakamainit na buwan sa isang estado ng suspendido na animation o sa anyo ng mga buto at underground na organo.

Mga espesyal na adaptasyon sa mga epekto ng lamig ang mga halaman ay hindi, ngunit mula sa buong kumplikado ng hindi kanais-nais na mga kadahilanan na nauugnay dito ( malakas na hangin, ang posibilidad na matuyo) ang halaman ay protektado ng mga tampok na morphological tulad ng pubescent bud scales, tarred buds, isang thickened cork layer, at isang makapal na cuticle. Ang isang kakaibang pagbagay sa malamig ay sinusunod sa mga kabundukan ng Africa sa mga puno ng rosette lobelia sa malamig na gabi, ang mga rosette ng mga dahon ay nagsasara.

Ang proteksyon mula sa lamig ay nakakatulong din sa:

• 1. Maliit na sukat, dwarfism, o nanismo. Halimbawa, sa dwarf birch at mga willow - Betula nana, Salix polaris.
• 2. Gumagapang na mga anyo - stlantsy.
• 3. Nakaligtas sa pinakamainit na buwan sa isang estado ng suspendido na animation o sa anyo ng mga buto o underground na organo.
• 4. Espesyal anyo ng buhay Ang mga halaman ng cushion (sa heather) ay nakapagpapanatili ng temperatura sa kasukalan ng mga sanga na 13°C na mas mataas kaysa sa temperatura ng kapaligiran.
• 5. Pag-unlad contractile- mga ugat ng contractile. Sa taglagas, ang gayong mga ugat ay natutuyo, lumiliit at pinindot ang taglamig na mga buds nang malalim sa lupa, na nakakasagabal sa buoyant na puwersa ng permafrost).

Ang mga pamamaraan ng physiological ng proteksyon mula sa malamig ay mas tipikal para sa mga halaman sa mapagtimpi na mga rehiyon.

• 1. Pagbabawas ng freezing point ng cell sap (mas natutunaw na asukal, pagtaas ng proporsyon ng colloid-bound na tubig). Sa pangkalahatan, ang mga halaman ay mas masahol na inangkop sa bagay na ito kaysa sa mga insekto.
• 2. Pagbaba sa temperatura pinakamabuting kalagayan ng mga prosesong pisyolohikal. Sa arctic lichens, halimbawa, ang photosynthesis ay pinakamainam sa 5° at posible sa -10°
• 3. Ang paglaki ng niyebe sa pre-spring period sa scillas, tulips at iba pang ephemeroids.
• 4. Anabiosis- isang matinding sukatan ng proteksyon ng halaman - isang estado ng dormancy, kung saan ang halaman ay maaaring magparaya hanggang -200°C. Sa estado ng winter dormancy, ang pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng isang yugto ng malalim o organic na dormancy, kapag ang mga pinutol na sanga ay hindi namumulaklak sa init, at isang yugto ng sapilitang dormancy sa pagtatapos ng taglamig. Ang hudyat para sa simula ng pahinga ay ang pagpapaikli ng araw.