Влияние внутренних и внешних факторов на развитие и функционирование корневой системы

Вопрос №49

Влияние внутренних и внешних факторов на развитие и  функционирование корневой системы.

     На скорость поступления воды в корни растения большое влияние указывает температура, что можно проследить на таком опыте. Растения табака, фасоли или тыквы выращивают в сосудах, затем обкладывают их льдом и ведут наблюдение. При снижении температуры для корневой системы до 0°С и создании для надземной части растения комнатных условий растения увядают. При охлаждении почвы поступление воды в корни замедляется настолько, что не покрывается расход её во время испарения. В лабораторной практике с помощью прибора потометра можно наблюдать скорость поступления воды в корневую систему растений при различных условиях концентрации питательной смеси, рН раствора, температуры.

Со снижением температуры поступление  воды в корни довольно быстро уменьшается, особенно у теплолюбивых растений. Это объясняется тем, что с  изменением температуры изменяются и свойства протопласта. При снижении температуры вязкость протопласта  возрастает, что и снижает скорость прохождения воды. Наблюдения показали, что при температуре 0°С плазмолиз и деплазмолиз проходят в 4—7 раз Медленнее, чем при температуре 200С. Снижение температуры почвы осенью при относительно высокой температуре воздуха создает в растении значительный водный дефицит. При возникновении этого явления у древесных пород можно наблюдать сбрасывание зеленых листьев, еще не поврежденных морозом. Некоторые ученые утверждают, что холодная почва является физиологически сухой, поскольку вода в ней недоступна для растений. Отсюда создалось и само понятие о физиологической сухости влажных, но холодных почв. Так, болотные почвы называют физиологически сухими, потому что в них недостаточная аэрация, вследствие чего температура их ниже температуры минеральных почв. Согласно этой теории, корни не способны с достаточной интенсивностью поглощать воду из холодных почв.

А. Шимпер (1898) объясняет ряд анатомо-морфологических  признаков у растений болотистых почв именно тем, что эти почвы  являются холодными. Так, чешуйчатые листья с немного закрученными краями у багульника и шиловидные листья у пушицы болотистой способствуют уменьшению испарения. Кроме того, растения болот (рис, камыш, сахарный тростник) имеют полости, через которые воздух проникает в корневую систему.

Исследования последних лет  показали, что только растения южного происхождения в действительности уменьшают поступление воды в  корни при снижении температуры  до 5°С и ниже. Озимые культуры (рожь, пшеница и др.) хорошо растут поздней осенью и рано весной даже при заморозках; достаточное поступление веды при этих условиях подтверждается сильной гуттацией.

В последние годы в связи с  развитием земледелия в северных районах проводили физиологические исследования в Заполярье. Достаточно обстоятельные исследования выполнены В. П. Дадыкиным. Он проводил опыты с семенами вики, помещая их в мерзлую почву при различных отрицательных температурах. Опыты доказали, что вода из мерзлой почвы может поступать в растение. Сосущая сила семян достаточна для того, чтобы отнять воду от мерзлой почвы.

Основной причиной неудовлетворительного  роста и развития, растений на холодных почвах является трудность в использовании  питательных веществ, прежде всего азота.

Другим внешним фактором, влияющим на скорость поглощения воды растением, являемся кислород воздуха. На плотных  и затепленных водой почвах растений развиваются плохо и могут  даже погибнуть. В Лесостепи и  Полесье Украины часто микрорельеф полей характеризуется небольшими лощинами, которые называются блюдцами. Во время снеготаяния и в осенний период они заполняются водой, которая ухудшает аэрацию почвы. Растения, прорастающие в таких блюдцах, могут задохнуться не от избытка воды, а от недостатка кислорода.

В воде можно выращивать растения при условии обеспечения корневой системы кислородом воздуха и  питательными веществами (водные культуры). Снабжение растения кислородом в  водных культурах достигается ежедневным продуванием водной среды определенным количеством воздуха (на 1 л воды до 10 л воздуха). Только в этом случае можно наблюдать нормальный рост растения.

В водных культурах в условиях недостаточной  аэрации корневая система ослизняется, происходит процесс анаэробного  распада тканей. Таким образом, одним из внешних факторов, которые влияют на 4 поглощение и нормальную жизнедеятельность организма, является снабжение корневой системы кислородом воздуха, создание нормальных условий для ее дыхания.

Вода может поступать в растение не только через корневую систему, но и через листья. Обычно после дождя растения становятся более свежими. При этом имеет место не только чисто механическое влияние дождя на растения, но и поглощение воды листьями через слой кутикулы, вследствие чего тургесцентное состояние возрастает и ткани растения становятся более упругими.