Морозостійкість.

Серед багатьох екзогенних факторів, до яких рослини здатні формувати стійкість, особливе місце займають процеси, які дають змогу зберегти життєздатність в умовах низьких температур. Географічне поширення різних видів рослин тісно пов'язане з температурним фактором.

Відомо, що рослини тропічного поясу не здатні витримувати навіть незначні зниження температури до 10...12 °С. Температурні межі можливого існування для різних організмів досить широкі. Найвищі температури зареєстровані для бактерій (88 °С) та синьо-зелених водоростей, які існують у гарячих джерелах гейзерів (85 °С). В Якутії, де температура знижується до -68 °С, зростає близько 200 видів рослин.

У вивченні механізмів холодо- та морозостійкості рослинних організмів основне місце займають дослідження залежності швидкості різних фізіолого-біохімічних процесів від температури. Температурну залежність показують криві з трьома кардинальними точками: мінімум, оптимум і максимум. За положенням температурних кардинальних точок рослини поділяють на термофільні та фригофільні.

• Термофільні — це теплолюбні рослини з високим значенням кардинальних точок.

• Фригофільні — це рослини, що ростуть за більш низьких температур.

Холодостійкість — це здатність теплолюбних рослин витримувати температури дещо вище за 0 °С.

Морозостійкість — це здатність рослинних організмів витримувати температури нижче за 0 °С.

Основною причиною ушкоджень низькою позитивною температурою теплолюбних рослин є порушення функціональної активності мембран унаслідок переходу їхніх насичених жирних кислот із рідинно-кристалічного в стан гелю, що спричинює зміни в обміні речовин. У цих умовах руйнується оптимальна структура пігмент-ліпопротеїдного комплексу, гальмуються функції запасання енергії, спостерігаються зміни водного балансу рослинної клітини.

Передпосівне загартування насіння низькими позитивними температурами підвищує холодостійкість.

Дослідження, присвячені розробці фізіологічних основ морозостійкості рослин (Т. Трунова, 2003; Л. Хохлова, 2004), показали, що адаптація до низьких температур супроводжується глибокими змінами інтенсивності та направленості обміну речовин. Ці зміни сприяють створенню умов для синтезу і накопичення деяких сполук, найважливішими з яких є вуглеводи, білки та нуклеїнові кислоти.

Ушкодження та загибель зимуючих рослин зумовлені замерзанням води в міжклітинниках і клітинах, яке супроводжується дегідратацією, осмотичним шоком, механічним травмуванням мембран. Формування морозостійкості зимуючих рослин в онтогенезі розглядається як ланцюг адаптивних перебудов вуглеводного, амінокислотного, білкового, ліпідного обмінів, а також зміни окисно-відновних, енергетичних та інших функцій.

Зменшення чутливості до морозів пояснюється передусім тими складними змінами, які виникають у хімічному складі речовин, що містяться в клітині, появі так званих кріопротекторів. До них належать, насамперед, полімери, здатні зв'язувати воду — гідрофільні білки, моно- та полісахариди, молекули геміцелюлоз тощо. У деяких рослин спостерігається утворення й інших речовин, наприклад, дубильних, шестиатомних спиртів (маніт, сорбіт), а також виникають зміни фізико-хімічного складу біоколоїдів.

Створення високого енергетичного потенціалу — основа процесу адаптації до низьких температур. Висока морозостійкість пов'язана з генерацією енергії за низьких температур у мітохондріях. Низькі температури гальмують окиснювальну активність мітохондрій, спричинюють зниження швидкості поглинання кисню та співвідношення АТФ/кисень.

В дослідженнях І. І. Туманова про температурно-світлові умови загартування рослин встановлено, що підвищення морозостійкості досягається поступовим зниженням температури на фоні скорочення світлового дня.

Дата добавления: 2015-07-17