Движения растений

Зависимость роста от внутренних факторов

Газовый состав (аэрация)

Минеральное питание

Рост растений зависит от обеспеченности растений минеральными веществами, особенно N, P и K, а также другими макро- и микроэлементами.

Для нормального роста необходимо сбалансированное снабжение растения всеми элементами питания, особенно азотом, так как он входит не только в состав белков, но и гормонов. Однако избыточное внесение удобрений, особенно азотных, приводит к росту вегетативных органов и тормозит заложение цветков. Это полезно при выращивании трав, зеленных овощных культур, но снижает урожай плодов и семян.

Для роста растений необходим кислород. В первую очередь недостаток О₂ сказывается на дыхании (особенно корней). Оптимальной концентрацией кислорода для роста корней считается 8-10%. Снижение до 5-3% приводит к ингибированию роста корней. Даже при затоплении у некоторых растений включаются механизмы адаптации, позволяющие использовать кислород нитратов или воздухоносных тканей, и растение не гибнет. При повышении температуры почвы потребность корней в кислороде возрастает.

Избыток CO₂ вызывает кратковременное усиление роста за счет повышения фотосинтеза, приводящее к удлинению нижних междоузлий и однолетние растения, особенно злаки, могут полегать. Однако накопление СО₂ в атмосфере вызывает остановку роста, а затем торможение и других процессов. Растение впадает в состояние анабиоза.

Высокая концентрация СО₂ в плодах служит причиной, задерживающей прорастание семян и удлиняет лежкость плодов при хранении.

Закон минимума и взаимодействия факторов роста

Рост и развитие растений ограничивается тем фактором, который оказывается в минимуме. Максимальный рост растений обеспечивается при оптимальном уровне всех факторов среды и их взаимодействии. Действие факторов равноценно и выражается одновершинной кривой.

1. Генетические особенности.

2. Полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом.

3. Гетерозис (гибридная сила) – повышение продуктивности гибридов F₁.

4. Возрастное состояние растений (например, у злаковых культур в фазы третий лист – кущение (выход в трубку) – самый интенсивный рост, затем рост снижается, после колошения затухает).

Движение растений – это изменение положения органов растений в пространстве, обусловленное разными факторами внешней среды: свет, температура, влага, химические вещества и т.д.

Движения растений могут быть связаны с изменением тургора в отдельных клетках и тканях, а также с изменением скорости роста различных сторон, частей и органов растений.

Тропизмы – ростовые движения, вызываемые односторонним раздражителем (свет, сила тяжести, температура, химические вещества). Изгибание растений в сторону действующего фактора называют положительным тропизмом, а в противоположную – отрицательным.

В зависимости от раздражителя тропизмы получили название:

Фототропизм – свет

Геотропизм – сила тяжести

Гидротропизм – распределение воды

Хемотропизм – химические соединения

Аэротропизм – кислород

Наиболее изучены фото и геотропизм. Такие движения осуществляются за счёт действия фитогормонов, доказано Н.Г. Холодным и Ф.В. Вентом (1928г).

Фототропизм имеет огромное значение в жизни растений, за счет которого листья принимают наиболее благоприятное положение для фотосинтеза (листовая мозаика).

Некоторые растения наиболее сильно реагируют на изменение направления света, что следуют за движением солнца на небосводе – нутации (гелиотропизм), Примером которого может служить движение корзинки подсолнечника за солнцем.

Механизм фототропизма объясняется поляризацией тканей при поглощении света пигментными комплексами (каротин, криптохромы, фототропин и фитохром). При одностороннем действии света освещенная сторона приобретает отрицательный заряд, а затененная – положительный. За счет такой поляризации транспорт ауксина смещается на затененную сторону, что вызывает неравномерное деление и растяжение клеток на затененной стороне органа. В результате возникает изгиб по направлению к источнику света.

Положительным геотропизмом обладают корни, отрицательным – надземные органы, благодаря чему надломленные или полегшие растения возвращаются в вертикальное положение. Но в процессе вегетации геотропическая реакция может изменяться. Так, у цветоножки мака до раскрытия бутона положительный геотропизм, а после раскрытия – отрицательный. У земляного ореха цветоножки отрицательно геотропны, но превратившись в плодоножки, они становятся положительно геотропными.

Настии не имеют определённой ориентации относительно раздражителя. Стимулом настий служат изменения интенсивности различных внешних факторов (изменение интенсивности света, температуры, влажности воздуха и т.д).

Различают фото-, термо, хемо-, гидро-, тигмо-, сейсмо-, электро- и травмонастии. Эти движения могут быть как ростовыми, так и связанными с изменением тургора.

Наиболее распространены никтонастические движения, вызываемые сменой дня и ночи (например, при переходе от света к темноте, от тепла к холоду закрываются и раскрываются цветки и соцветия). Это имеет большое значение в опылении цветков и также защите внутренних органов цветка от неблагоприятных факторов среды.

Известен «сон растений» у бобовых днём черешки и листья располагаются горизонтально, а ночью вертикально.

Сейсмонастии – движения, происходящие в ответ на толчки, сотрясения (дождь, ветер, колебания земной поверхности).

Тигмонастии – ростовые движения на прикосновения. Характерны для стеблевых и листовых усиков цепляющихся растений. Также относятся складывание листочков мимозы от прикосновения (наличие моторных клеток, которые изменяя тургор, дают движение черешкам и листовым пластинкам).

Механизм настий до конца не изучен.

Если быстрый рост наблюдается на морфологически верхней части органа и движение идет вниз – это эпинастии, если на нижней – гипонастии.

Таксисы свойственны низшим растениям и не связаны с ростом. Это направленные движения всего организма, обусловленные односторонним влиянием внешних раздражителей.