Погода в Санкт-Петербурге | Pogoda78.ru

Реферат влияние погоды на плодовые растения

ВЛИЯНИЕ ПОГОДНЫХ ФАКТОРОВ НА РАЗВИТИЕ ПЛОДОВЫХ РАСТЕНИЙ В ЮЖНОМ РЕГИОНЕ РОССИИ

1. Кудрявец, Р.П. Продуктивность яблони / Р.П. Кудрявец. - М.: Агропромиздат, 1987. - 303 с.

2. Дорошенко, Т.Н. Физиолого-экологические аспекты южного плодоводства / Т.Н. Дорошенко. - Краснодар: КубГАУ, 2000. - 235с.

3. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур / Под ред. В.И. Потапова, Мичуринск, 1973.-78 с.

4. Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур/ Под ред. Е.Н.Седова и Т.П. Огольцовой.- Орел: Изд-во ВНИИСПК,1999. - 608 с.

5. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А.Доспехов // М.: Агропромиздат,1985. - 351с

6. Система садоводства Краснодарского края: Рекомендации / СКЗНИИСиВ Краснодар, 1990.- с. 224.

7. Тюрина, М.М. Механизм адаптации к повреждающим факторам холодного времени года у плодовых и ягодных культур / М.М. Тюрина// Биологический потенциал садовых растений и пути его реализации: матер. междунар. конф.-М., 2000.-С.15-24.

8. Усков, А.И. Органогенез яблони./ А.И. Усков//-М.: Колос, 1967. 176с.

9. Дорошенко, Т.Н. Адаптивный потенциал плодовых растений юга России: Монография / Т.Н. Дорошенко, Н.В. Захарчук, Л.Г. Рязанова.- Краснодар: Просвещение -Юг, 2010.- 123 с.

Разработка в рамках госконтракта №07.551.11.4002:

Некоммерческое партнерство «Национальный электронно-информационный консорциум» (НП НЭИКОН)

101000, Москва, Мясницкая ул., д. 46 стр. 1; телефон\факс: +7 (495) 621-83-22

Влияние погодных условия на развитие плодово-ягодных растений

Все плодово-ягодные растения — многолетники. Зимой их надземная часть подвергается воздействию неблагоприятных погодных условий: морозам и оттепелям, гололеду и обильным снегопадам, сильному ветру и метелям. Зима для растений любого региона — период серьезных испытаний.

С наступлением весны неблагоприятные условия создаются резкими суточными перепадами температуры воздуха от отрицательных до положительных значений. В период цветения весенние заморозки могут также отрицательно сказаться на дальнейшем развитии растений. В летний период при недостатке тепла ростовые (вегетативные) и плодоносные (генеративные) органы растений, как правило, не успевают вызреть и зимой такие растения могут подмерзнуть даже при сравнительно небольших морозах.

Каждый год плодово-ягодные растения подвергаются тем или иным экстремальным погодным условиям. И садоводам-любителям надо знать, как можно снизить их отрицательное влияние. Вопрос этот сложный и однозначного ответа на него нет. Прежде всего надо знать характер самих экстремальных погодных факторов и механизм биологических процессов, которые возникают под их влиянием.

Плодово-ягодные растения в процессе своего развития за период от их посадки до раскорчевки проходят несколько возрастных периодов. Их можно сгруппировать в три периода:

1. период роста объема и нарастающего плодоношения (до устойчивого плодоношения),
2. период максимального объема и полного плодоношения (до наступления максимальных урожаев),
3. период уменьшения объема и снижения плодоношения (до отмирания вегетативных органов, падения урожайности и ухудшения качества плодов).

Продолжительность каждого из этих периодов варьирует из-за биологических особенностей пород, сортов, погодных и почвенных условий. Различны также и приемы агротехники, перед которой в любой из трех периодов стоят свои задачи, например, обеспечение сильного роста, создание глубокой корневой системы, получение регулярных урожаев и т. д.

В течение года жизнь плодово-ягодных растений изменяется в зависимости от внешних условий. В годовом цикле развития растений выделяют два периода: период вегетации и период покоя.

Период вегетации. Вегетация плодово-ягодных растений начинается с выхода растений из состояния покоя с переходом средних суточных температур через 0—5 °С и сходом снежного покрова. Этот период начинается весной с момента распускания почек и заканчивается осенью листопадом.

Наиболее важной фазой в весеннем развитии является цветение. Период цветения плодовых и ягодных культур очень часто совпадает с волной похолодания, когда при вторжениях холодного воздуха с севера температура воздуха ночью нередко опускается до отрицательных значений.

Температура повреждения растений заморозками непостоянна и зависит прежде всего от предшествующих заморозку температур, их суточной амплитуды, состояния растений и т. д. Как было установлено, температура в зоне цветков деревьев и кустарников находится в прямой зависимости от многих факторов: в каком виде содержится почва, есть ли защита от холодных ветров и др. При содержании почвы в виде черного пара температура будет выше, при залужении или наличии невыполотых сорных растений — ниже. Кроме того, внутри кроны и на ее поверхности температура также неодинаковая.

За фазой цветения следует фаза образования завязей и развития плодов. Не все цветки дают плоды. Завязей, как правило, на растении образуется значительно больше, чем будущих плодов — часть завязей опадает. Яблоня при обильном цветении для создания нормального урожая использует только 5—20 % общего количества цветков.

Параллельно с развитием плодов у растений идет рост вегетативных и генеративных органов — листьев, ростовых побегов, плодовых веточек, ростовых и цветочных почек, корней и корневой поросли — и исподволь начинается подготовка к зимнему периоду. В это время заканчивается линейный рост побегов и растения переходят к послеростовой вегетации. Нормальное прохождение этих процессов зависит от погодных условий, в частности, от температуры воздуха.

Вегетативный рост побегов в длину начинается с момента распускания почек и заканчивается приостановкой их роста с образованием верхушечных почек.

Потребность в солнечном сиянии в период роста побегов составляет для яблони 700—720 ч, для груши 650—670 ч, для смородины и крыжовника 700—720 ч и для малины 840—860 ч. На продолжительность периода линейного роста оказывает влияние влажность почвы и воздуха, минеральное питание и другие факторы.

По мере роста побегов в пазухах листьев формируются новые почки — зачатки будущих побегов. Интенсивность и продолжительность роста побегов варьируют. Если весь период линейного роста разделить на три равные части, то в первой трети периода у всех сортов плодово-ягодных культур в разных географических пунктах рост идет однотипно. Эта часть периода линейного роста полностью или в значительной степени совпадает с бутонизацией, цветением и частично с началом роста плодов. Существенных сортовых различий в течение первой трети периода не наблюдается.

Различия начинают проявляться летом, во второй и особенно в последней трети периода, когда побеги заканчивают линейный рост. Именно в это время проявляются и сортовые различия в реакции растений на погодные условия года. У ягодных (смородина) и косточковых (слива) культур в течение первой трети периода роста на побегах закладывается примерно половина будущего количества почек. На каждом дереве или кусте в зависимости от возраста, состояния растения и условий погоды закладываются разные типы почек: ростовые, цветковые, цветково-ростовые, спящие, придаточные, верхушечные, пазушные и боковые, причем закладываются они в разном соотношении. Сколько и каких почек заложится зависит от всего комплекса условий среды и состояния растения. Последнее определяется погодными и почвенными условиями и генотипом. От количества цветковых и цветково-ростовых почек впрямую зависит урожай следующего года. Именно в это время хорошо сказывается на развитии растений тщательный уход за ними (подкормки, поливы, рыхление почвы, прореживание и т. д.).

После окончания фазы линейного роста наступает фаза послеростовой вегетации. По продолжительности период послеростовой вегетации примерно равен периоду линейного роста. Оба эти периода в совокупности составляют единый период активной вегетации. Для средней полосы, в частности для Подмосковья, по продолжительности он чуть меньше периода органического покоя.

В период активной вегетации развиваются не только надземные части растений, но и их корневые системы.

Корни способствуют устойчивости дерева при ветрах и плодонагрузках. Они поглощают из почвы воду с растворенными в ней минеральными веществами, усваивают из почвы органические вещества и витамины, а также синтезируют разнообразные вещества, необходимые растению для его жизненных процессов, и хранят запасные вещества, которые нужны растению в периоды перезимовки и весеннего роста.

Различают скелетные, обрастающие и активные корни.

Скелетные корни имеют толщину более 2—3 мм, покрыты пробковым слоем. Их назначение — удерживать растение в вертикальном положении, проводить поглощаемую из почвы воду и растворенные в ней элементы минерального питания. В скелетных корнях откладываются также запасные органические вещества, в частности, жиры, крахмал и др.

Обрастающие корни (корневая мочка) — это сильно разветвленные корешки диаметром менее 2 мм. Их назначение — пронизывать почву, охватывать ее объем при поглощении воды и растворенных в ней веществ. Само разделение на скелетные и обрастающие корни довольно условно, так как и те и другие выполняют одинаковые функции.

Активные корни — наиболее мелкие, часто едва различимые невооруженным глазом. Их основное назначение — освоение новых объемов почвы, поглощение почвенного раствора, синтез органических веществ, а также выделение во внешнюю среду некоторых веществ, служащих пищей для микроорганизмов. Активные корни в свою очередь подразделяются на ростовые, всасывающие и переходные.

Корни плодовых растений (на примере яблони)

В зависимости от характера распространения корней в почве их делят на вертикальные и горизонтальные. Последние направлены почти параллельно поверхности почвы, а первые проникают глубоко в почву — это якорные корни.

Через корни в листья растения по проводящим сосудам корней, стебля (ствола) и ветвей из почвы поступают вода и растворенные в ней минеральные вещества. В листьях под влиянием солнечной энергии минеральные вещества перерабатываются в органические, которые затем передаются к точкам роста стеблей и корней.

Диаметр распространения корней больше, чем диаметр кроны, примерно в 1,5 раза. (Об этом надо помнить при обработке почвы, внесении удобрений, поливе и других агротехнических мероприятиях.) В зависимости от породы и сорта корни заглубляются в почву на разную глубину, в отдельных случаях до 2—4 м. Но главная масса корней, особенно в северных районах, располагается в слое почвы от 15—20 до 60—80 см.

Слабая морозоустойчивость корней — уязвимое место плодовых, если начало зимы бывает без снега. Для предотвращения повреждения корневой системы морозами из-за отсутствия снега осенью очень полезно приствольные круги плодовых деревьев мульчировать перегноем, торфом или навозом.

Рост корней, их поглотительная способность зависят от погодных и почвенных условий. Ведущая роль принадлежит свету, температуре, влажности и аэрации почвы. При солнечной погоде растения формируют более мощную, более развитую корневую систему, чем при пасмурной. Даже незначительное затенение отрицательно сказывается на развитии корней. В. А. Колесниковым установлено, что хороший рост корней отмечается при температуре почвы от 8 до 20 °С, слабый — при температуре от 0 до 7 °С и от 20 до 30 °С. При температуре ниже 0 и выше 30 °С рост корней плодово-ягодных культур практически прекращается.

В активно вегетирующем состоянии корни плодово-ягодных растений крайне неустойчивы к низким температурам и гибнут при температуре —2…—5 °С. После вхождения растений в период покоя и зимостойкое состояние их устойчивость к низким температурам повышается и они выдерживают до —10…—15 °С.

Как правило, температура на глубине 20 см в начале вегетации близка к температуре воздуха, а затем несколько выше ее. На глубине 45 см она до конца цветения ниже температуры воздуха, в период окончания линейного роста практически равна ей, в период уборки и начала листопада превышает ее. На глубине одного и тем более двух метров почва прогревается только к концу вегетации. (При отсутствии многолетней мерзлоты.) Рост корней не всегда идет в полном соответствии с изменением температуры, а протекает в виде волн ускорения и торможения. При повышении температуры корни иногда ускоряют свой рост в 15—20 раз. При последующей стабилизации температуры рост корней сначала резко замедляется, а затем возобновляется до уровня, соответствующего температуре почвы. Любое снижение температуры почвы резко тормозит рост корней, даже если она уменьшается до оптимальной.

На рост корней оказывает большое влияние влажность почвы и воздуха, ее плотность, аэрация, реакция почвенного раствора, содержание элементов минерального питания. Лучше всего корневые системы развиваются при влажности почвы в интервале от 65 до 85 % полной влагоемкости, при достаточной аэрации, рыхлой хорошо удобренной почве. Рост корней подавляется при избыточном увлажнении и повышенной кислотности.

Период покоя. Постепенное сокращение светового дня, уменьшение поступления солнечного света на поверхность земли сопровождается снижением дневных и ночных температур, вызывает определенные изменения в жизнедеятельности растений. Эти изменения связаны с торможением ростовых процессов, вызреванием тканей, формированием плодовых и ростовых почек, всех плодовых образований. Активность жизненных процессов у растений постепенно затухает, но наблюдается активизация роста корней (осенний максимум). Именно в этот период нужно сажать плодовые и ягодные растения.

Ко времени окончания плодоношения летних сортов яблони у растений наступает листопад. Интересно, что между моментом естественного отделения листа от ветви и степенью вызревания почек, которые образовались в пазухах листьев, имеется прямая связь. Как только заканчивается формирование почки и подготовка ее к зиме, так лист начинает желтеть и опадает. Дружный листопад характеризует нормальное прохождение у растений всех необходимых физиологических процессов, связанных с подготовкой растений к вхождению в зимний покой.

В результате вхождения растений в покой в них происходит полная перестройка в сторону приспособления к совершенно иным условиям жизни, чем в весенне-летне-осенний период вегетации.

Вызревшие побеги характеризуются законченным ростом, своеобразным блеском коры и упругостью, способностью при сгибании не ломаться.

В период послеростовой вегетации у плодовых и ягодных растений иногда бывает вторичный рост побегов, вторичное цветение, чаще у летних сортов яблони и вишни. Вторичный рост и вторичное цветение отрицательно влияют на зимостойкость растений.

У ростовых побегов осенью расцвечивание листьев и листопад заканчивается обычно позже, чем у плодовых образований — кольчаток, копьецов и букетных ветвей. Побеги, расположенные внутри кроны, быстрее сбрасывают листья, чем на периферии. У одного и того же побега основание оголяется раньше, чем его верхняя часть.

С листопада начинается вхождение растений в период покоя, переход в новое зимостойкое состояние. Сам переход в зимостойкое состояние — это активный физиологический процесс, в результате которого устойчивость растений меняется в соответствии с изменяющейся погодой, в частности с температурой.

Проблемы зимостойкости и морозоустойчивости растений были исследованы И. И. Тумановым. Установлено, что зимостойкость обусловлена особой организацией растительного организма, приспособленной к условиям жизни в зимних условиях при сильном обезвоживании и замедленном обмене веществ. При этом отдельные органы одного и того же растения имеют разную устойчивость к неблагоприятным условиям.

Рост и зимостойкость несовместимы и разделены во времени. Процесс закаливания растений, т. е. становления зимостойкого состояния, проходит ступенчато, в две фазы.

Первая фаза закаливания является переходным периодом от вегетирующего состояния к невегетирующему, от незимующего к зимующему. К процессам первой фазы, проходящим при низких положительных температурах, относятся остановка роста и накопление запасных веществ. После прохождения растениями первой фазы их зимостойкость повышается. Первой фазе предшествует процесс вхождения растений в состояние покоя под влиянием короткого дня. Низкие температуры не ускоряют вхождение растений в период покоя. Этот процесс усиливает способность растений к закаливанию, которая возникает у них только после достаточно продолжительной вегетации. Молодые растения и поздно развившиеся органы оказываются малочувствительными к изменению длины дня, они не могут накапливать защитные вещества. Способность накапливать сахара возникает у растений только в конце вегетации.

Вторая фаза состоит в перестройке всех процессов жизнедеятельности в качественно новое зимостойкое состояние. Она протекает при слабых и умеренных морозах и сопровождается потерей клетками воды вследствие образования льда. Процессы этой фазы как бы направлены на предотвращение разрушительного действия, образующегося при низких температурах льда. Низкая температура сама по себе не является причиной вымерзания растений.

Растения способны утрачивать вторую фазу закаливания в период оттепелей и проходят ее повторно при наступлении морозов при условии сохранения первой фазы.

По мере усиления морозов объем закаленных клеток сначала уменьшается из-за оттока воды в межклетники, а затем этот процесс делается незаметным. Обезвоживание клеток продолжается при зимних морозах, закаленные растения остаются живыми.

Кроме зимостойкости для растений свойственна устойчивость к зимнему иссушению, выпреванию и вымоканию, к повреждению в конце зимы от резких перепадов температуры от отрицательных ночью до высоких положительных днем.

Вхождение в состояние покоя связано со сложными физиолого-биохимическими процессами, идущими одновременно в двух направлениях:

• подготовка растительного организма к весеннему росту и развитию в следующем году;
• закаливание растений для выживания в суровых зимних условиях текущей зимы.

Максимальная устойчивость растений в состоянии покоя, как правило, соответствует периоду сильных морозов (январь, февраль), после чего степень устойчивости снижается. Зимостойкость растений не остается постоянной, она изменяется с изменением температуры и как бы следует за ней. Температура воздуха и солнечное сияние являются факторами, определяющими продолжительность периода покоя. Они изменяют температуру тканей растений, особенно с южной стороны. В среднем продолжительность периода покоя для средней полосы колеблется от 138 (малина) до 159 дней (яблоня).

После окончания периода глубокого покоя растения готовы к весеннему пробуждению. Но к моменту его окончания обычно стоят мартовские холода и рост растений еще невозможен. При перенесении растений в оранжерею они легко возобновляют рост. Но из-за низких для роста температур они сохраняют повышенную морозоустойчивость, свойственную для конца периода глубокого покоя, до набухания почек. Это период вынужденного покоя. Его продолжительность колеблется в зависимости от погодных условий. В среднем она варьирует от 23 (яблоня) до 49 дней (малина).

Выход растений из вынужденного покоя определяется погодными условиями весны. У всех плодово-ягодных культур он заканчивается при температуре 3—4 °С и лишь у смородины и жимолости съедобной при температуре 2,5 °С.

В Сибири под Иркутском плодово-ягодные растения, по нашим наблюдениям, в значительной мере повреждаются и гибнут ранней весной. Именно в этот период при сильной солнечной инсоляции в дневные часы температура поднимается до положительной, а ночью опускается до отрицательной. Разница температур между южной стороной ствола дерева и северной в послеполуденные часы достигает 10—15°С и более.

Следует остановиться на роли запасных органических веществ, накапливаемых растениями в летне-осенний период.

Чем больше таких веществ накапливают растения, тем выше их потенциальная зимостойкость. Можно считать установленным, что своевременное накопление запасных органических веществ является одним из главнейших и определяющих условий хорошей перезимовки.

Жизненные процессы в зимний период носят защитный характер и в отсутствии фотосинтеза идут за счет траты запасных веществ. Вот почему зимующие растения должны накопить определенное количество запасных веществ, чтобы поддерживать за их счет жизненные процессы во всех живых клетках и тканях.

В заключение следует остановиться еще на одном важном вопросе — времени возможного повреждения. В период покоя повреждения могут быть в любом из трех случаев: в начале или первой половине зимы, в середине зимы или в конце зимы — начале весны.

В начале или первой половине зимы, если почва не покрыта снегом, повреждаются корни. Например, корни яблони подмерзают уже при температуре —10…—15 °С, а корни яблони на карликовых подвоях — даже при —8…—10 °С.

В это время могут подмерзнуть также древесина и кора в развилках сучьев и у основания штамба. Последнее объясняется тем, что ткани здесь позднее заканчивают подготовку к периоду покоя по сравнению с тканями сучьев. Начало зимы часто бывает опасным периодом, особенно после холодного лета, в течение которого древесина и кора не успевают вызреть, а следовательно, вовремя войти в период покоя.

В середине зимы в первую очередь вымерзает сердцевина, древесные лучи, особенно на концах побегов. Более устойчив камбий, несколько меньше кора. Менее устойчивы к морозам цветковые почки по сравнению с вегетативными и плодовые и обрастающие ветви по сравнению со скелетными. Зимние повреждения наиболее распространены.

В конце зимы — в начале весны меристематические ткани выходят из состояния покоя, утрачивают закалку, теряют стойкость к холодам и легко повреждаются морозами. Именно камбий, кора (солнечные ожоги) и цветковые почки больше всего страдают от позднезимних и ранневесенних резких смен температур между днем и ночью. У цветковых почек в это время наиболее страдают рыльца и завязи. Вот почему цветковые почки могут нормально распускаться, но не способны завязать плоды.

На повреждения оказывает влияние, как было отмечено, количество запасных питательных веществ. Обильно плодоносящие растения, как правило, имеют их меньше, чем неплодоносящие. Поэтому дерево яблони морозостойкого сорта после обильного плодоношения может быть повреждено морозами сильнее, чем дерево менее морозостойкое, но неплодоносящее. Периодически плодоносящие растения менее морозостойки, чем плодоносящие регулярно.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Влияние погодных факторов на развитие плодовых растений в южном регионе России

Все обменные процессы, обусловливающие оптимальный рост и плодоношение растений каждой плодовой породы и сорта, протекают только в определенном диапазоне температур воздуха и почвы.

У большинства плодовых пород умеренного климата нормальный рост и развитие происходят при температуре 20-24°С [1].

По мере прохождения плодовыми растениями фенологических фаз меняется и чувствительность к критическим температурам. В состоянии покоя (при условии нормального затухания ростовых процессов) яблоня выдерживает - 40 о С [2].

В отдельные годы юг России подвержен воздействию необычно сильных морозов на фоне оттепелей, отрицательное действие которых усиливается малоснежной зимой. Иногда результат такого воздействия - гибель плодовых растений. Практически ежегодно от морозов страдают однолетние невызревшие приросты, нередко повреждается и многолетняя древесина. Однако критические температуры на юге России наблюдаются не только в осенне-зимнем периоде. В этой связи цель настоящих исследований - изучение особенностей развития растений яблони в аномальных погодных условиях юга России.

Для достижения поставленной цели в 2006-2010 гг. в учхозе "Кубань" КубГАУ в зоне черноземов выщелоченных (прикубанская подзона) в неорошаемом саду яблони, заложенном в 2000 г. по схеме 4х2 м, изучали особенности жизнедеятельности следующих сортов яблони - летнего срока созревания (Мелба), и зимнего (Голден Делишес, Флорина, ГолдРаш), привитых на подвое М 9.

Полевые и лабораторные опыты проводили в соответствии с методиками ВНИИ садоводства им. И.В. Мичурина [3] и "Программой и методиками сортоизучения плодовых, ягодных и орехоплодных культур" Всероссийского научно-исследовательского института селекции плодовых культур [4]. Повторность анализов - трехкратная. Результаты опытов обрабатывали методами математической статистики [5]. Уход за насаждениями осуществляли по агротехническим указаниям [6].

В состоянии роста плодовые растения повреждаются даже незначительными ранними морозами. В вегетирующем состоянии критический порог составляет - 5 о С [7]. Об этом же свидетельствуют результаты наших наблюдений. Так, чрезмерное увеличение продолжительности периода вегетации деревьев, вызванное аномально высокими температурами воздуха в конце осени - начале зимы 2009 года, привело к повреждению почек некоторых сортов яблони декабрьскими морозами, едва достигшими - 3,8°С (рисунок 1).

Рисунок 1 - Изменения температуры воздуха в течение 2009 г.

На фоне теплых конца осени - начала зимы воздействие морозов до - 22 о С, сопровождающихся ожеледью (рисунок 2), вызвало сильные повреждения генеративных почек у косточковых культур (рисунок 3).

яблоня критическая температура аномалия

Такое негативное явление не обошло стороной и семечковые культуры. Учитывая, что закладка и дифференциация смешанных почек плодового дерева - длительный процесс, протекающий примерно 250 - 270 дней [8], гарантией получения запланированного урожая является систематический контроль за ходом их развития. С учетом этого положения в течение осени 2009 - весны 2010 года нами осуществлялся мониторинг изменения морфологического состояния смешанных почек яблони.

На основе таких наблюдений, развитие смешанных почек всех сортов яблони (особенно летней группы) отличалось от оптимального хода данного процесса в указанный отрезок времени (таблица 1).

Рисунок 2 - Ожеледь на сливе

Рисунок 3 - Повреждения генеративных почек косточковых культур, % (январь 2010 г.)

Таблица 1 - Особенности развития смешанных почек яблони сорта Мелба (2009-2010 гг.)

По нашим данным, у летних сортов яблони 3-й этап органогенеза фиксировался в течение декабря 2009 г. - января 2010 г., и лишь к концу февраля 2010 г. отмечалось начало 4-го этапа. Таким образом, повышенные температуры воздуха в конце периода вегетации способствовали задержке начала соответствующих этапов органогенеза летних сортов яблони (в среднем на 30-45 дней). Описанная температурная аномалия создала следующий биологический прецедент - в январе - марте смешанные почки у летних сортов яблони были менее развиты, чем у зимних. Между тем летние сорта, как правило, отличаются более ранним началом вегетации. Совершенно очевидно, что описанные выше отклонения от нормы на начальном этапе закладки урожая должны негативно отразиться и на дальнейшем его формировании. В пользу данного утверждения свидетельствуют отклонения от оптимума, отмеченные нами в фенофазе "распускание почек и цветение": израстание соцветий, формирование единичного бутона, формирование избыточного количества бутонов в соцветии (таблица 2). Кроме изложенных выше встречались и такие аномалий, как недоразвитость частей цветка, гибель центрального цветка и всего соцветия, растянутый период цветения.

Подобные отклонения в развитии яблони крайне негативно отразились на урожайности этой культуры (рисунок 4).

Рисунок 4 - Урожайность яблони сорта Голден Делишес т/га: 1 - в среднем за 2006-2009 гг.; 2 - 2010 г.

Таблица 2 - Аномалии в развитии растений яблони в фенофазе "распускание почек и цветения"

Так, в 2010 году урожайность сорта Голден Делишес снизилась практически в два раза по сравнению со среднемноголетними данными (2006-2009 гг.). Аналогичные тенденции отмечены нами и у других сортов яблони осенне-зимнего срока созревания.

Примечательно, что аномальные температуры отмечались и в конце летнего периода 2010 года.

По литературным данным [9], температура выше 30-35°С угнетающе действует на процессы жизнедеятельности многих плодовых культур, сложившихся в условиях умеренно теплого климата.

Более высокая температура (выше 50°С) приводит к повреждению коры дерева и ожогу плодов, особенно у крупноплодных сортов яблони и груши. Как показали наши наблюдения, максимальная температура воздуха в августе 2010 года достигала 55 о С. В это время температура внутри плодов достигала 43 о С, что приводило к ожогу отдельных участков.

Данное негативное явление способствовало ощутимому снижению товарных качеств плодов на всей территории юга России (таблица 3).

Плодовые деревья зимой

Температура воздуха и почвы – один из главных факторов роста и развития надземной и корневой систем плодовых растений.

Растения зимой

Температура влияет на химические превращения и передвижение всех веществ по растению, на испарение воды листьями, микробиологические процессы в почве и прочее. Для нормального развития растениям нужен не только безморозный период определенной продолжительности, но и соответствующий ритм температуры за год. Так, постепенное похолодание в течение осени позволяет деревьям подготовиться к зимней спячке. Вначале, при температуре от +6 до 0°C, в растительных органах сложные углеводы (например, крахмал) превращаются в простые (сахара). Затем, при температуре от 0 до -12°C, когда вода из клеток переходит в межклеточные пространства, – идет запасание органических веществ «на черный день». После этого растение переходит в состояние покоя. Причем, чем глубже у растений состояние относительного покоя, тем их зимостойкость выше.

Кстати, нужно различать такие агрономические термины, как морозоустойчивость и зимостойкость. Это важно знать при выборе сортов для сада.

• Морозоустойчивость – свойство растений хорошо приспосабливаться к действию низких температур.
• Зимостойкость – способность растений выдерживать комплекс зимних условий: определенную влажность почвы, силу ветра и т. д. (Установлено, что морозоустойчивые сорта глубже погружаются в покой.)

Советуем садоводам вести дневник наблюдений – записывать признаки изменений в жизни плодовых и ягодных растений, а также сроки и. характер садовых работ.

Суровые зимы если и не губят плодовые растения, то укорачивают их жизнь. Но чаще всего от морозов страдают почки и ветви. Причем происходит это чаще всего из-за того, что растения не смогли хорошо подготовиться к зиме. Например, они обильно плодоносили и не успели накопить запасные вещества, или вследствие летне-осенней засухи преждевременно сбросили листья, или их листва была повреждена вредителями и болезнями. Чтобы этого не случилось, нужен грамотный уход за садом – только так растения смогут благополучно перезимовать.

Погода и урожай

• На рост плодовых растений наибольшее влияние оказывает температура в течение весны, особенно в утренние часы.
• На поступление питательных веществ – погода в середине лета и осени.
• На процессы фотосинтеза (поступление органических веществ) благоприятно действует умеренная дневная температура. И напротив, высокая (такая, например, как была летом 2010 года) ухудшает работу листьев и поступление органических веществ. Отсюда – недобор урожая.
• Плоды созревают лучше при повышенной температуре в августе-сентябре.
• Древесина – при понижении температуры в конце осени – начале зимы до 0°C.

Холодно, тепло, жарко

По требовательности к теплу плодовые растения можно расположить в таком порядке.

• Северная зона: рябина – черемуха – сибирская яблоня – ягодные культуры.
• Средняя зона: яблоня – вишня – слива – груша.
• Южная зона: черешня – айва – абрикос – грецкий орех – пекан – фундук – миндаль – персик.
• Субтропическая зона: фисташка настоящая – каштан сладкий – хурма восточная – инжир – маслина – фейхоа – мандарин – апельсин – лимон – авокадо.

Сроки распускания почек и цветения плодовых и ягодных растений

Сроки распускания почек и начала цветения плодовых и ягодных растений в средней полосе РФ

Влияние температуры на растения (роль)

Поступление на земную поверхность тепла зависит от высоты солнца над горизонтом и от угла падения лучей. Поскольку эти показатели закономерно уменьшаются от экватора к полюсам, то соответственно изменяется количество тепла. Поэтому в зависимости от температур на Земле различают несколько климатических зон: тропическую, субтропическую, умеренно-тёплую, умеренно-холодную и холодную полярную.

Все растения могут существовать только в определённых температурных условиях. В каждой зоне произрастают растения, приспособленные к колебаниям температуры в определённых границах. Поэтому для каждого вида существуют определённые границы распространения.

Температура влияет на процессы фотосинтеза, дыхания и транспирации, на рост и развитие растений, на формообразование. Известно, что ранней весной и поздней осенью побеги у многих растений растут горизонтально. В условиях сурового климата многие растения имеют стелющиеся или подушкообразные формы (рис. 55). По отношению к температуре различают теплолюбивые и холодолюбивые растения.

Теплолюбивые растения

Теплолюбивые растения хорошо растут в условиях высоких температур, ниже +10 °C у них прекращается рост, а при 0 °C они уже погибают. Многие способны переносить очень высокую температуру, например, верблюжья колючка — до 70 °C. У теплолюбивых растений выработались в процессе эволюции приспособления к высоким температурам: малые размеры листьев, развитие волосков, эфирных железок, образование наростов кристаллов на надземных органах, переход в состояние покоя.

Читать реферат по биологии: "Влияние высоких температур на растения" Страница 1

Влияние высоких температур на растения Для большинства растений наиболее благоприятными для жизни являются температуры +15…+30 оС. При температуре +35…+40 оС большинство растений повреждаются.

Действие высоких температур влечет за собой целый ряд опасностей для растений: сильное обезвоживание и иссушение, ожоги, разрушение хлорофилла, необратимые расстройства дыхания и других физиологических процессов, прекращение синтеза белков и усиление их распада, накопление ядовитых веществ, в частности аммиака. При очень высоких температурах резко повышается проницаемость мембран, а затем наступает тепловая денатурация белков, коагуляция цитоплазмы и отмирание клеток. Перегрев почвы приводит к повреждению и отмиранию поверхностно расположенных корней, к ожогам корневой шейки.

Первичные изменения клеточных структур происходят на уровне мембран в результате активации образования кислородных радикалов и последующего перекисного окисления липидов, нарушения антиоксидантной системы – активности супероксиддисмутазы, глутатионредуктазы и других ферментов. Это вызывает разрушение белково-липидных комплексов плазмалеммы и других клеточных мембран, приводит к потере осмотических свойств клетки. В результате наблюдаются дезорганизация многих функций клеток, снижение скорости различных физиологических процессов. Так, при температуре 20 оС все клетки проходят процесс митотического деления, при 38 оС митоз отмечается в каждой седьмой клетке, а повышение температуры до 42 оС снижает число делящихся клеток в 500 раз.

При максимальных температурах расход органических веществ на дыхание превышает его синтез, растение беднеет углеводами, а затем начинает голодать. Особенно резко это выражено у растений более умеренного климата (пшеница, картофель, многие огородные культуры). При общем ослаблении повышается их восприимчивость к грибковым и вирусным инфекциям.

Даже кратковременное стрессирующее действие высокой температуры вызывает перестройку гормональной системы растений. На примере проростков пшеницы и гороха установлено, что тепловой шок индуцирует целый каскад многоступенчатых изменений гормональной системы, который запускается выбросом ИУК из пула ее конъюгатов, выполняющего роль стрессового сигнала и инициирующего синтез этилена. Результат синтеза этилена – последующее снижение уровня ИУК и увеличение АБК. Эти гормональные перестройки, очевидно, индуцируют синтез ферментов антиоксидантной защиты и белков теплового шока, вызывают снижение темпов роста и как следствие – повышается устойчивость растения к действию высоких температур.

Существует определенная связь между условиями местообитания растений и жароустойчивостью. Чем суше местообитание, тем выше температурный максимум, тем больше жароустойчивость растений.

К воздействию высоких температур растения могут подготовиться за несколько часов. Так, в жаркие дни устойчивость растений к высоким температурам после полудня выше, чем утром. Обычно эта устойчивость временная, она не

Без воды ни туды и ни сюды!

"Потому что без воды и не туды и не сюды!" слова из всем известной песни Водовоз подтверждают то что вода это важнейший источник жизнеобеспечения не только человека, но и для растений. Вода входит в состав клеток растения, она необходима для образования прироста. Вода, растворяя находящиеся в почве питательные вещества, переносит их от корней к листьям, где часть ее вместе с этими веществами перерабатывается в органическое вещество.

Благодаря воде растение поддерживает свои клетки в свежем состоянии (в состоянии тургора).

Листья, побеги и плоды содержат свыше 80% воды. Установлено, что осенью, плоды имеют свыше 84%, молодые побеги - 38-50%. а листья - 33-65%. Для поддержания жизни растения в него должна непрерывно поступать вода. Избыток ее испаряется листьями. Только незначительная часть проходящей через растение воды остается в нем: из 1 литр поглощенной воды - всего 1 грамм, а 999 грамм испаряется. В жаркие дни растение испаряет за час и даже полчаса всю содержащуюся в нем воду.

Больше всего влаги требует яблоня, слива, затем в нисходящем порядке - айва, черешня, персик, абрикос и вишня.

Решающее влияние на потребность в воде оказывают условия внешней среды, прежде всего почва. Песчаные почвы, например, по сравнению с другими пропускают и испаряют свободную воду гораздо быстрее.

Температура почвы и воздуха также сильно влияет на снабжение растений водой. Установлено, что при понижении температуры воды с +20 градусов до 0 градусов поглощение ее корнями растения уменьшается до 25-30%.

При высоких и низких температурах воздуха потребность в воде различна. Высокая температура воздуха вызывает сильное испарение воды листьями. При недостатке воды, в особенности при засухе, растение не в состоянии образовать новые цветочные почки. При очень высоких температурах испарение воды растением так велико, что корни не успевают доставлять ее в листья, и они увядают. Ночью и на другой день, если температура воздуха понижается или растение получает воду, оно опять становится свежим. Такое увядание называется временным в отличии полного, при котором увядшие органы не могут восстановить своего тургора.

Плодовое растение в зависимости от содержания питательных веществ в почве нуждается в большем или меньшем количестве воды. Опыты показали, что при одновременном удобрении и орошении яблоня дает почти в два раза больше плодов, чем при одном только орошении, и в три раза больше по сравнению с деревьями без удобрения и орошения.

Потребность плодовых растений в воде находится в зависимости от густоты посадки. При загущенной посадке деревья нуждаются в большем количестве воды, а при разреженной - в меньшем. Эта потребность изменяется и в зависимости от силы преобладающих в данной местности ветров, а также от направления склона. Ветер оказывает косвенное влияние на растение, изменяя влажность воздуха (например, сухой или влажный ветер), или же оказывает непосредственное воздействие на листья, которые испаряют при ветре больше воды. Для одного и того же растения потребность в воде на северных склонах меньшая.

Чрезмерная влажность почвы так же, как и сухость ее, вредна для плодовых деревьев. Избыточная влажность вытесняет воздух из почвы, вследствие чего снабжение корней кислородом, необходимым для их дыхания, нарушается, в почве накапливается много углекислоты и корни погибают от удушья. В результате их отмирания надземные части растения перестают получать воду, увядают и усыхают.

При недостатке воды в почве прибегают к орошению плодовых растений, а при излишке, особенно застоявшейся, - к осушению при помощи дренажных каналов.

Реферат: Влияние высоких температур на растения

Для большинства растений наиболее благоприятными для жизни являются температуры +15…+30 о С. При температуре +35…+40 о С большинство растений повреждаются.

Действие высоких температур влечет за собой целый ряд опасностей для растений: сильное обезвоживание и иссушение, ожоги, разрушение хлорофилла, необратимые расстройства дыхания и других физиологических процессов, прекращение синтеза белков и усиление их распада, накопление ядовитых веществ, в частности аммиака. При очень высоких температурах резко повышается проницаемость мембран, а затем наступает тепловая денатурация белков, коагуляция цитоплазмы и отмирание клеток. Перегрев почвы приводит к повреждению и отмиранию поверхностно расположенных корней, к ожогам корневой шейки.

Первичные изменения клеточных структур происходят на уровне мембран в результате активации образования кислородных радикалов и последующего перекисного окисления липидов, нарушения антиоксидантной системы – активности супероксиддисмутазы, глутатионредуктазы и других ферментов. Это вызывает разрушение белково-липидных комплексов плазмалеммы и других клеточных мембран, приводит к потере осмотических свойств клетки. В результате наблюдаются дезорганизация многих функций клеток, снижение скорости различных физиологических процессов. Так, при температуре 20 о С все клетки проходят процесс митотического деления, при 38 о С митоз отмечается в каждой седьмой клетке, а повышение температуры до 42 о С снижает число делящихся клеток в 500 раз.

При максимальных температурах расход органических веществ на дыхание превышает его синтез, растение беднеет углеводами, а затем начинает голодать. Особенно резко это выражено у растений более умеренного климата (пшеница, картофель, многие огородные культуры). При общем ослаблении повышается их восприимчивость к грибковым и вирусным инфекциям.

Даже кратковременное стрессирующее действие высокой температуры вызывает перестройку гормональной системы растений. На примере проростков пшеницы и гороха установлено, что тепловой шок индуцирует целый каскад многоступенчатых изменений гормональной системы, который запускается выбросом ИУК из пула ее конъюгатов, выполняющего роль стрессового сигнала и инициирующего синтез этилена. Результат синтеза этилена – последующее снижение уровня ИУК и увеличение АБК. Эти гормональные перестройки, очевидно, индуцируют синтез ферментов антиоксидантной защиты и белков теплового шока, вызывают снижение темпов роста и как следствие – повышается устойчивость растения к действию высоких температур.

Существует определенная связь между условиями местообитания растений и жароустойчивостью. Чем суше местообитание, тем выше температурный максимум, тем больше жароустойчивость растений.

К воздействию высоких температур растения могут подготовиться за несколько часов. Так, в жаркие дни устойчивость растений к высоким температурам после полудня выше, чем утром. Обычно эта устойчивость временная, она не закрепляется и довольно быстро исчезает, если становится прохладно. Обратимость теплового воздействия может составлять от нескольких часов до 20 дней.

Жароустойчивость связана также со стадией развития растений: молодые, активно растущие ткани менее устойчивы, чем старые. Особенно опасны высокие температуры в период цветения. Практически все генеративные клетки в данных условиях претерпевают структурные изменения, теряют активность и способность к делению, наблюдается деформация пыльцевых зерен, слабое развитие зародышевого мешка и появление стерильных цветков.

Отличаются по жароустойчивости и органы растений. Лучше переносят повышенную температуру обезвоженные органы: семена до 120 о С, пыльца до 70 о С, споры в течении нескольких минут выдерживают нагревание до 180 о С.

Из тканей наиболее устойчивы камбиальные. Так, камбиальный слой в стволах переносит летом температуру до +51 о С.

Приспособления растений к высоким температурам

перегрев растение температура жароустойчивость

Жароустойчивость – это способность теплолюбивых растений длительно, а умеренно теплолюбивых кратковременно переносить действие высоких температур, перегрев.

В защитных приспособлениях растений к высоким температурам использованы разные пути адаптации.

Морфологические черты : в основном те же, что служат растению для ослабления прихода солнечной радиации к тканям надземных частей и обеспечивают возможность уменьшения потерь воды.

1. усиленная транспирация. Необходимо отметить, что у интенсивно транспирирующих видов охлаждение листьев достигает 15 о С. Это крайний пример, но и снижение на 3-4 о С может предохранить от губительного перегрева.

2. стабилизация метаболических процессов (более жесткая структура мембран, высокая вязкость цитоплазмы, низкое содержание воды в клетке и т.д.). Под действие температуры, прежде всего, изменяется содержание липидов мембран. Так, теплоустойчивые сорта люцерны при +30 о С содержали большое количество сульфо- и фосфолипидов, чем при +15 о С. Кроме того, повышение температуры оказывает влияние и на жирнокислотный состав липидов: увеличивается содержание насыщенных жирных кислот, более тугоплавких.

3. высокая интенсивность фотосинтеза и дыхания.

4. высокое содержание защитных веществ (слизи, органических кислот и др.). Аммиак, образовавшийся при распаде белка, вызывает отравление растительных клеток и их гибель. Под влиянием высоких температур у жароустойчивых растений снижается дыхательный коэффициент и накапливаются органические кислоты, которые обезвреживают аммиак, образуя с ним аммонийные соли. Кроме этого, аммиак связывается с аминокислотами с образованием амидов и с аланином, синтез которого при +30-40 о С резко возрастает.

5. сдвиги температурного оптимума активности важнейших ферментов.

6. синтез термостойких белков (БТШ)

БТШ обнаруживаются в клетках через 10-15 мин после повышения температуры, а через 0,5-3,5 ч наблюдается их максимальное содержание. Локализуются данные белки в ядре, цитозоле, клеточных органеллах и функционируют в клетках в виде высокомолекулярных комплексов. Очевидно, большинство низкомолекулярных белков теплового шока выполняют функции шаперонов, т.е. защищают полипептиды от денатурации в период стресса и восстанавливают поврежденные белки. Действие белков теплового шока приурочено к начальному периоду ответа растений на повышение температуры, т.е. БТШ защищают клетки лишь в течение очень ограниченного времени. Синтез БТШ имеет кратковременный характер, т.к. их длительный синтез невозможен из-за крайне высокой потребности в энергии. Однако БТШ, предотвращая быструю гибель растения создают тем самым условия для формирования более совершенных долговременных механизмов адаптации.

Рассматривая приспособления растений к действию высоких температур, необходимо отметить своеобразное физиологическое приспособление к температуре среды, превышающей адаптивные возможности растений, - переход в состояние анабиоза. Из этого состояния живые существа могут возвратиться к нормальной активности только в том случае, если не была нарушена структура макромолекул в их клетках.

Существует еще один способ адаптации растений к чрезмерно высоким температурам – смещение вегетации на сезон с более благоприятными температурными условиями. Это сезонная адаптация, связанная с перестройкой всего годичного цикла развития, обеспечивает растениям надежную защиту от жары даже в районах самых жарких пустынь.

Экологические группы растений по жароустойчивости

Нежаростойкие – мезофитные и водные растения. Борются с перегревом с помощью вертикального расположения листьев, складывания и свертывания листовых пластинок, увеличением интенсивности транспирации. Более жаростойкие мезофиты отличаются повышенной вязкостью цитоплазмы и концентрацией клеточного сока, усиленным синтезом жаростойких белков-ферментов.

Жаровыносливые – растения пустынь и сухих мест обитания. Они характеризуются специфическими морфолого-анатомическими особенностями строения отдельных органов, имеют пониженный уровень метаболических процессов, отличаются повышенной вязкостью цитоплазмы, высоким содержанием связанной воды в клетке и т.д.

Некоторые растения в условиях жаркого климата способны выделять соли, из которых на стволах и листьях образуются кристаллы, преломляющие и отражающие падающие лучи солнца.

Жаростойкие – термофильные сине-зеленые водоросли и бактерии горячих минеральных источников и кратеров вулканов. Жароустойчивость определяется высоким уровнем метаболизма, повышенным содержанием РНК в клетках, устойчивостью белка цитоплазмы и тепловой денатурации, синтезом более жароустойчивых белков-ферментов, высокой вязкостью цитоплазмы, повышенным содержанием осмотически активных веществ.

1. Жукова И.И. Адаптация растений к условиям окружающей среды. Могилев, 2008.

2. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений/ Третьяков Н.Н. и др. – М.:Колос, 2000.