Требования биологии длинно- и короткодневных культур к основным факторам среды: температуре, свету, влаге.

В умеренных и полярных широтах произрастают длиннодневные растения, в субтропиках произрастают короткодневные растения

По отношению к свету выделяют следующие экологические группы растений:

• гелиофиты (светолюбивые);
• сциофиты (тенелюбивые);
• теневыносливые (факультативные гелиофиты).

Гелиофиты. Световые растения. Обитатели открытых мест обитания: лугов, степей, верхних ярусов лесов, ранневесенние растения, многие культурные растения.

Характеризуются следующими признаками:

• мелкие размеры листьев; встречается сезонный диморфизм: весной листья мелкие, летом - крупнее;
• листья располагаются под большим углом, иногда почти вертикально;
• листовая пластинка блестящая или густо опушенная;
• образуют разряженные насаждения.

Сциофиты. Не выносят сильного света. Места обитания: нижние затемненные ярусы; обитатели глубоких слоев водоемов. Прежде всего, это растения, растущие под пологом леса (кислица, костынь, сныть).

Характеризуются следующими признаками:

• листья крупные, нежные;
• листья темно-зеленого цвета;
• листья подвижные;
• характерна так называемая листовая мозаика (то есть особое расположение листьев, при котором листья максимально не заслоняют друг друга).

Теневыносливые: Занимают промежуточное положение. Часто хорошо развиваются в условиях нормального освещения, но могут при этом переносить и затемнение. По своим признакам занимают промежуточное положение.

Существование растений длинного дня, цветение которых наступает при продолжительности светлого периода суток 12 ч и более (картофель, рожь, овес, пшеница и др.), и растений короткого дня с фотопериодом 12 ч и менее (большинство тропических цветковых растений, соя, просо, конопля, кукуруза и многие другие растения умеренной зоны). Но есть растения, цветение которых не зависит от длины дня (томаты, одуванчик и др.). Ритмы освещенности вызывают у животных различную активность в дневное и ночное время суток или в сумерки, а также сезонные явления: весной — подготовку к размножению, осенью — к зимней спячке, линьку.
Чрезвычайно важную роль в регуляции активности живых организмов и их развития играет продолжительность воздействия света - фотопериод.

В умеренных зонах, выше и ниже экватора, цикл развития растений и животных приурочен к сезонам года и подготовка к изменению температурных условий осуществляется на основе сигнала длины дня, которая в отличие от других сезонных факторов в определенное время года в данном месте всегда одинакова.

Фотопериод представляет собой как бы пусковой механизм, последовательно включающий физиологические процессы, приводящие к росту, цветению растений весной, плодоношению летом и сбрасыванию ими листьев осенью, а также к линьке и накоплению жира, миграции и размножению у птиц и млекопитающих, наступлению стадии покоя у насекомых.
Кроме сезонных изменений смена дня и ночи определяет суточный ритм активности, как целых организмов, так и физиологических процессов.

Способность организмов ощущать время, наличие у них "биологических часов"- важное приспособление, обеспечивающее выживание особи в данных условиях среды.

Тепло для растений может выступать формообразующим фактором. Так, при недостатке тепла у высокогорных видов возникает форма "подушки", внутри которой создается более теплый микроклимат; у обитателей тундры возникают стелящиеся, или шпалерные, и карликовые формы.

По отношению к теплу выделяют следующие экологические группы:

• Эвритермные и стенотермные организмы
• Термофилы и криофилы (теплолюбивые и холодолюбивые)
• По степени адаптации к условиям дефицита тепла различают нехолодостойкие организмы, которые гибнут при температуре замерзания воды из-за инактивации ферментов.
• Неморозостойкие организмы, которые гибнут, если в клетках начинают образовываться кристаллики льда; поэтому основной адаптацией является накопление сахаров и других веществ, при понижении температуры.
• Морозостойкие (например, переохлажденное состояние холодноводных рыб поддерживается накоплением в жидкостях тела так называемых биологических антифризов - гликопротеидов, понижающих точку замерзания).

По степени адаптации к повышенным температурам выделяют нежаростойкие виды (повреждаются при t=30... 40 ^o С); жаровыносливые (выносят +50... + 60 ^o С); жароустойчивые (это, прежде всего, термофильные бактерии, некоторые виды сине-зеленых водорослей).

Различают организмы с непостоянной температурой тела - пойкилотермные (от греч. poikilos - различный, переменчивый и therme - тепло) и организмы с постоянной температурой тела - гомойотермные (от греч. homoios - подобный и therme - тепло). Температура тела пойкилотермных организмов зависит от температуры окружающей среды. Ее повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и, в известных пределах, ускорение развития.
В природе температура непостоянна. Организмы, которые обычно подвергаются воздействию сезонных колебаний температур, что наблюдается в умеренных зонах, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания температуры - сильные морозы или зной - также неблагоприятны для организмов. Существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом. С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ резко снижается, в тканях запасается много жиров и углеводов. Количество воды в клетках уменьшается, накапливаются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию.

В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы. Кроме того, пойкилотермные животные избегают перегрева путем приспособительного поведения: выбирают местообитания с наиболее благоприятным микроклиматом, в жаркое время дня скрываются в норах или под камнями, проявляют активность в определенное время суток и т. п.
Таким образом, температура окружающей среды представляет собой важный и зачастую ограничивающий жизненные проявления фактор.
Гораздо меньше зависят от температурных условий среды животные гомойотермные - птицы и млекопитающие. Ароморфные изменения строения позволили этим двум классам сохранять активность при очень резких перепадах температур и освоить практически все места обитания.
Угнетающее действие низких температур на организмы усиливается сильными ветрами.

Растения используют влагу в основном из почвы. Для реализации потенциальной урожайности многих культур влажность почвы в течение вегетации должна быть в диапазоне 60-100% от наименьшей полевой влагоемкости.

Наименьшая влагоемкость – максимальное количество воды, которое может находиться в почве в условиях свободного дренирования, т.е. после стекания избытка воды.

Этот показатель характеризует максимально возможное содержание подвешенной влаги.

Условия водоснабжения с/х культур на разных почвах различны. Песчаные почвы имеют меньшую водоудерживающую способность, их наим. влагоемкость меньше, чем у суглинистых почв. Поэтому кол-во влаги, превышающее влажность устойчивого завядания, т.е. продуктивная для растений влага будет различным на разных почвах.

Культур короткого дня сформировались в тропических и субтропических поясах, где летом длина дня близка к длине ночи, т.е. в условиях короткого дня. Эти растения зацветают при длине дня не менее 12 часов.(Кукуруза, просо, сорго, рис, соя, чумиза, картофель)

Культуры длинного дня сформировались в средних умеренных широтах, в зоне длинного дня. (Рожь, пшеница, ячмень, овес, горох, вика)

У короткодневных культур терпимость к недостатку влаги выше, у длиннодневных – ниже.

Предельная полевая влагоемкость (ППВ) – это максимальная влажность подвешенной почвы или максимальное количество воды, которое почва способна удержать после стекания гравитационной воды (влажность при которой все поры почвы заняты водой, зазывается полной влагоемкостью). Почву в этом состоянии высушивают и определяют процент воды к абсолютно сухой почве. Это значение влажности и будет равно 100% ППВ. Оно в большей степени зависит от гранулометрического состава и гумусированности почвы. Для среднесуглинистых почв (с содержанием гумуса около 2%) 100% ППВ бывает около 25-26% на абсолютно сухую почву. Для супесчаных слабогумусированных почв этот показатель снижается до 22-24%, а для тяжелых суглинков (с содержанием гумуса 4-5%) увеличивается до 30-34%. У оторфованных почв 100% ППВ еще выше.

Дата добавления: 2015-08-03