Устойчивость растений к засолению почв. Типы галофитов.

Солеустойчивость растений- это способность растений противостоять засолению, не снижая интенсивность течения основных физиологических процессов.

Настоящие галофиты (эвгалофиты) - наиболее солеустойчивые растения, накапливающие в вакуолях значительные концентрации солей. Растут на влажных засоленных почвах. Вследствие высокого осмотического давления в клетках растения обладают большей сосущей силой, позволяющей поглощать воду из сильно засоленной почвы. Для растений этой группы характерна мясистость листьев, которая исчезает при выращивании их на незасоленных почвах. Типичные представители настоящих галофитов - солерос, сведа.

Солевыделяющие галофиты (криногалофиты), поглощая соли, не накапливают их внутри тканей, а выводят из клеток с помощью секреторных желез, расположенных на листьях. Выделение солей железками осуществляется с помощью ионных насосов и сопровождается транспортом больших количеств воды. Соли оседают белыми налетами на листьях. Часть солей удаляется с опадающими листьями. Эти особенности характерны для кермека (Statice gmeline), тамарикса (Tamarix spectosa) и др. Галофиты этих двух групп называют также солянками.

Соленепроницаемые галофиты (гликогалофиты)растут на менее засоленных почвах. Высокое осмотическое давление в их клетках поддерживается за счет продуктов фотосинтеза, а клетки малопроницаемы для солей. Типичный представитель этой группы - полынь (Агtemisia salina).

Гликофиты - незасоленных мест обитания, в условиях засоления также обнаруживают определенную способность к перенесению избытка солей. Из сельскохозяйственных растений относительно солеустойчивы ячмень, сахарная свекла, хлопчатник, мягкая пшеница.

77. Физиологическая роль азота:

Азот входит в состав многих органических соединений, важнейшими из которых являются аминокислоты, белки, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеазы, хлорофилл, кроме того азот содержат фосфатиды, витамины, АТФ, алкалоиды и др.

78. Физиологическая роль Бора:

1. Опыление и оплодотворение цветков.

2. Стимулирует образование клубеньков у бобовых.

3. Участвует в углеводном и белковом обмене.

4. Определяет анатомическое строение растений.

5. Определяет активность окислительных ферментов.

79. Физиологическая роль Железа:

Оно входит в состав ферментов, участвующих в создании хлорофилла, хотя в него этот элемент не входит. Железо участвует в окислительно - восстановительных процессах, протекающих в растениях, так как оно способно переходить из окисленной формы в закисную и обратно. Кроме того, без железа невозможен процесс дыхания растений, поскольку оно является составной частью дыхательных ферментов.

Недостаток железа ведет к распаду ростовых веществ (ауксинов), синтезируемых растениями. Листья становятся светло - желтыми. Железо не может, как калий и магний, передвигаться из старых тканей в молодые (т. е. повторно использоваться растением).

80.Физиологическая роль Калия:

Калий не входит в состав органических соединений растений. Однако он играет важнейшую физиологическую роль в углеводном и белковом обмене растений, активизирует использование азота в аммиачной форме, влияет на физическое состояние коллоидов клетки, повышает водоудерживающую способность протоплазмы, устойчивость растений к увяданию и преждевременному обезвоживанию и тем самым увеличивает сопротивляемость растений кратковременным засухам.

81.Физиологическая роль Кальция:

Кальций участвует в углеводном и белковом обмене растений, образовании и росте хлоропластов. Подобно магнию и другим катионам, кальций поддерживает определенное физиологическое равновесие ионов в клетке, нейтрализует органические кислоты, влияет на вязкость и проницаемость протоплазмы. Кальций необходим для нормального питания растений аммиачным азотом, он затрудняет восстановление в растениях нитратов до аммиака. От кальция в большей степени зависит построение нормальных клеточных оболочек.

82.Физиологическая роль Магния:

Магний входит в состав хлорофилла и непосредственно участвует в фотосинтезе. В хлорофилле содержится магния около 10 % от общего количества его в зеленых частях растений. С магнием также связано образование в листьях таких пигментов, как ксантофилл и каротин. Магний также входит в состав запасного вещества фитина, содержащегося в семенах растений и пектиновых веществ. Около 70 - 75 % магния в растениях находится в минеральной форме, в основном в виде ионов.

83.Физиологическая роль Мn и Zn

Mn
1.Микроэлемент.
2.Входит в виде Mn³⁺
3.Учавствует в биосинтезе хлорофилла и в фотолизе воды
4. Учавствует в биосинтезе витамина С
5. Активирует восстановление нитратного азота
6.Входит в состав ферментов(глутамин, синтетаза, малатдигидрогеназа)
Недостаток проявляется в виде межжилкового хлороза, листья приобретают светло-зеленый или серо-красный оттенок.

Zn
1.микроэлемент
2.Zn2+
3.Активирует биосинтез витаминов и биосинтез хлорофилла
4.Повышает устойчивость растений по всем факторам
5.Активирует биосинтез триптофана →ИУК (индомин уксусн.к-та)
6.Ускоряет поглощения калия и молибдена
Недостаток проявляется в виде разеточности листьев и задержки роста междоузлев.

84.Физиологическая роль Сu
1.микроэлемент
2.входит в виде Cu2+
3.Активирует ферменты(протеазы,нитрат редуктазы)
4.Учавствует в устойчивости растений
5.Учавствует в процессе фотосинтеза (фотосинтетическое фосфорилирование)
6.Активирует биосинтез хлорофилла
7.Входит в состав ферментов(цитохромоксидаза)
Недостаток проявляется в виде темно-зеленой окраски и некрозных пятен на молодых листьях.

85.Физиологическая роль Mo и Co
Mo
1.микроэлемент
2.входит в виде высшего окисла MoO₄^2-
3.Входит в состав нитрогеназы и нитрат редуктазы
4.Активирует биосинтез НУК и биосинтез хлорофилла
5.Улучшает усвоение фосфора
Недостаток проявляется в виде дыр на листьях и происходит деформация листовой пластинки .

Co
1.микроэлемент
2.Со²⁺
3.Учавствует в фиксации атмосферного азота
4. Входит в состав кобаламина (витамин В12 и его производные)
5. Входит в состав ферментов у азотфиксирующих организмов
Недостаток проявляется в виде хлороза листьев, замедление роста растений, короткий цикл развития.

86.Физиологическая роль S

S
1.макроэлемент
2.Поглащается растением в виде анионов SO42-
3Входит в состав трех аминокислот — цистина, цистеина и метионина.
4. Входит также в состав многих витаминов и многих коферментов, таких, как биотин, тиамин, глютатион, липоевая кислота и др.
5. Принимает участие в многочисленных реакциях обмена (аэробная фаза дыхания, синтез жиров и др.)
6. Участвует в образо­вании макроэргической связи с ацильными группами кислот.
7.Соединения серы участвуют в поддержании уровня окислительно-восстановительного потенциала клетки.
Недостаток проявляется в виде замедления роста, задержки синтеза белка и побледнение листьев

87.Физиологическая роль Ph

Ph
1.макроэлемент
2.PO₄
3.Входит в состав гумуса,фитина(соль кальцево-магниевая,C₁₂ H₂₂O₄₄P₁₀Ca₇Mg)
4.Входит в состав АТФ(рост, транспорт и обмен веществ)АТФ образуется в процессе дыхания.
5.Учавствует в фосфорилировании(Циулическое,нецеклическое,субстратное,окислительное)
Входит в состав фосфолипидов (структура мембран)
6.Учавствует в образовании полисахарид(целлюлоза,крахмал) УДФ-глюкоз(уридиндифосфат глюкоза) и дисахарид(сахароза)
7.Учавствует в фотосинтезе и дыхании
8.Повышает устойчивость растений к морозоустойчивости и холодостойкости.
Недостаток проявляется в виде мелколистности и на нижней стороне листа сине бурый цвет

88.Фикобилины и их участие в фотосинтезе

Фикобилины- красные и синие пигменты, содерж. у цианобактерий и некоторых водорослей.
В основе химического строения фикобилинов лежат четыре пиррольные группировки. В отличие от хлорофилла у фикобилинов пиррольные группы расположены в виде открытой цепочки. Фикобилины представлены пигментами: фикоцианином, фикоэритрином и аллофикоцианином. Фикоэритрин — это окисленный фикоцианин. Красные водоросли в основном содержат фикоэритрин, а цианобактерий — фикоцианин. Фикобилины образуют прочные соединения с белками (фикобилинпротеиды). Связь между фикобилинами и белками разрушается только кислотой. Необходимо отметить, что в отличие от хлорофиллов и каротиноидов, расположенных в мембранах, фикобилины концентрируются в особых гранулах (фикобилисомах), тесно связанных с мембранами тилакоидов.

Фикобилины поглощают лучи в зеленой и желтой частях солнечного спектра. Это та часть спектра, которая находится между двумя основными линиями поглощения хлорофилла. Фикоэритрин поглощает лучи с длиной волны 495— 565 нм, а фикоцианин — 550— 615 нм. Сравнение спектров поглощения фикобилинов со спектральным составом света, в котором проходит фотосинтез у цианобактерий и красных водорослей, показывает, что они очень близки. Это позволяет считать, что фикобилины поглощают энергию света и, подобно каротиноидам, передают ее на молекулу хлорофилла, после чего она используется в процессе фотосинтеза.

89. Фотодыхание

Фотодыхание представляет собой процесс разложения рибулезодифосфата - ключевого вещества цикла Кальвина - на фосфоглицериновую кислоту и фосфогликолевую кислоту (С₅ = С₃ + С₂). Этот процесс происходит в условиях наличия большого количества кислорода и осуществляется основным ферментом цикла Кальвина РДФ-карбоксилазой, которая в обычных условиях осуществляет собственно акцепцию углекислого газа и образование двух молекул фосфоглицериновой кислоты.

Анатомическая особенность состоит в том, что в процессе фотодыхания в отличие от обычного дыхания, происходящего в митохондриях, задействованы три типа органоидов - хлоропласты, пероксисомы и митохондрии.

90.Фотопереодизм

Фотопериодизм— реакция живых организмов (растений и животных) на суточный ритм освещённости, продолжительность светового дня и соотношение между темным и светлым временем суток (фотопериодами).
Под действием реакции фотопериодизма растения переходят от вегетативного роста к зацветанию. Эта особенность является проявлением адаптации растений к условиям существования, и позволяет им переходить к цветению и плодоношению в наиболее благоприятное время года. Помимо реакции на свет, известна также реакция на температурные воздействия — яровизация растений.

За восприятие фотопериодических условий у растений отвечают особые рецепторы листьев (например, фитохром( фоторецептор, сине-зеленый пигмент))

Растения делят на длиннодневные, которые зацветают при непрерывной суточной освещенности более 12 часов, такие как рожь, морковь, лук. и короткодневные, которые зацветают при непрерывной суточной освещенности менее 12 часов, такие как хризантемы, георгины, астры, капуста. Есть и нейтральные, для цветения им необходимо 12 часов, например виноград, одуванчики, сирень.. В умеренных широтах короткие дни весной, а длинные — в середине лета. Поэтому короткодневные цветут весной и осенью, а длиннодневные — летом.

91.Фотосинтез и урожай.

Фотосинтез является основным процессом, при котором образуется сухое ве­щество растений. Биологический урожай (Vбиол) ра­вен сумме приростов сухой массы за каждые сутки вегетационного периода. Для того чтобы перейти от массы усвоенного С02к сухому веществу, необходимо ввести коэффициент 0,64 (1 г усвоенного С02 соответствует 0,64 г углеводов). Однако не все образовав­шееся сухое вещество накапливается. Частично оно расходуется в процессе ды­хания, теряется при опадении отдельных органов. Эти потери составляют около 25—30%. Вместе с тем определенное количество ве­ществ поступает через корневую систему (5—10% от общей массы растения). Если все это учесть, то К . составит 0,50. Следовательно, общее накопление сухой массы растении зависит от интен­сивности фотосинтеза, коэффициента эффективности (куда входит трата на про­цесс дыхания), размера листовой поверхности и суммы дней вегетационного пе­риода.

Размер листовой поверхности в посеве выражают величиной, получившей название листового индекса. Листовой индекс — это отношение суммарной по­верхности листьев к площади почвы, занимаемой посевом. Если листовой ин­декс равен 3, значит, над гектаром посева площадь листьев равна 30 тыс. м2. Оп­тимальная площадь листьев различна для растений с разным расположением листьев. Чем более вертикально расположены листья, тем меньше они затеняют нижележащие и тем выше значение оптимальной площади листьев.

Для получения наибольшего хозяйственного урожая важное значение имеет повы­шение Кхоз(коэффициент хозяйственной эффективности, т. е. часть вещества, которая определяет урожай) , иначе говоря, увеличение доли полезного продукта в урожае. Это может быть достигнуто, прежде всего, путем изменения направления оттока ас­симилятов из листьев и связанной с этим различной скоростью роста отдельных органов. В этом отношении существенную роль должно сыграть умелое примене­ние регуляторов роста — фитогормонов. Важно также, чтобы в конце вегетаци­онного периода питательные вещества были как можно полнее использованы на формирование хозяйственно ценных органов. В этой связи все приемы, ко­торые усиливают отток ассимилятов и даже отмирание листьев в конце вегета­ционного периода, могут быть полезными. Наконец, большую роль играет селекционный отбор растений. В настоящее время показана возможность отбора сортов сельскохозяйственных растений, ха­рактеризующихся более высокой интенсивностью как световых, так и темно­вых реакций. Подводя итоги, можно сказать, что, отмечая важную роль фотосинтеза в про­дукционном процессе, необходимо учитывать его связь с процессами роста, раз­вития, дыхания, водного и минерального питания.