Сторінка 33 з 48
Індивідуальний розвиток рослин
Розвиток - це якісні морфологічні і фізіологічні зміни, які здійснюються протягом життя рослини. Так, поява квітки свідчить про те, що в рослині відбулися глибокі біохімічні і фізіологічні зрушення. Кожна рослина проходить певний цикл розвитку - онтогенез, який триває від утворення зиготи до смерті. Розрізняють два періоди індивідуального розвитку.
Ембріональний розвиток (ембріогенез) - розвиток від зиготи до формування зародка.
Постембріональний розвиток - це час розвитку з моменту проростання насіння.
Постембріональний розвиток проходить в кілька етапів.
1. Латентний період - стан покоїться насіння. Цей період може тривати від кількох днів до кількох років, поки насіння не потрапить в сприятливі умови для проростання.
2. Період сходів, або проростка, триває до появи першого листа, і до його появи зародок харчується запасними речовинами насіння.
3. Період молодого рослини триває від першого листа до початку цвітіння. Рослина повністю забезпечує себе поживними речовинами.
4. Період дорослої рослини - час цвітіння і плодоношення.
5. Період старого рослини - рослина перестає цвісти і плодоносити.
6. Період старості - останній період в житті рослини, коли воно перестає цвісти і плодоносити, чахне і вмирає.
Перехід від одного етапу розвитку до іншого супроводжується різними змінами, які призводять до утворення різноманітних органів. Цей процес називається органогенезу і триває протягом усього життя рослини.
Розвиток рослини починається з проростання насіння.
Умови проростання насіння і формування проростка. Для проростання насіння необхідні певні умови зволоження, температури. Діапазон температур, сприятливих для проростання, залежить від географічного походження рослин. У північних рослин він нижчий, ніж у південних: насіння пшениці можуть проростати при температурі 0 - 10 С, а насіння кукурудзи - не нижче 120 С. Для насіння тропічних пальм необхідна температура 20 - 25 ° С. Температуру навколишнього середовища, при якій насіння починає проростати, називають мінімальної. Найкраща температура для проростання насіння - оптимальна. Висока температура, при якій можлива поява сходів, називають максимальною. Проростання насіння супроводжується складними біохімічними і анатомо-фізіологічними процесами. Не всі насіння здатні давати сходи відразу після дозрівання. У рослин вологого жаркого клімату насіння проростає відразу. У помірному кліматі теж є рослини з легко і швидко проростають насінням (сріблясті клени, верби). Цвітуть ці рослини навесні, і їх насіння при сприятливих умовах дають сходи і до осені утворюють зміцнілі рослини. Насіння, що не встигли прорости, гинуть.
Насінням багатьох квіткових рослин для проростання потрібен період спокою. Іноді він вимушений - коли немає сприятливих умов для проростання. Насіння рослин, що мешкають в місцях з сезонними коливаннями температур і вологості (помірний, субтропічний пояс), можуть перебувати в органічному спокої, який визначається особливими властивостями самого насіння. Покояться насіння іноді лежать в землі навіть набряклими протягом багатьох років. Перешкоджає проростанню насіння твердосемянность (бобові) - тверда шкірка. У природі порушення цілісності такої шкірки і придбання здатності насіння до набухання допомагають температурні впливи: прогрівання, промороження, різкі коливання температур. У практиці сільського господарства для порушення цілісності твердої шкірки застосовують скарифікацію (пошкодження цілісності шкірки за допомогою перетирання з піском, битим склом в спеціальних установках або ошпарювання окропом). Іноді проростання насіння гальмують ферменти, що знаходяться на поверхні насіння (буряк), - хімічний спокій. Морфологічний спокій буває при недорозвиненому зародку. Фізіологічний спокій спостерігається у свіжозібраних насіння злаків, салату, це неглибокий спокій. У насіння багатьох деревних рослин існує глибокий фізіологічний спокій. Подолати його можна при посіві їх восени або в результаті штучної холодної стратифікації - витримування насіння при зниженій позитивній температурі (0. + 7 ° С) у вологому середовищі (пісок) з достатньою аерацією. Охолодження набряклих насіння або опромінення світлом сприяє проростанню. Є насіння, яким світло для проростання не потрібен (чорнушка).
Сухі насіння рослин мають різну тривалість життя, протягом якої вони зберігають схожість. Насіння, які легко проростають, втрачають схожість протягом місяців, тижнів, днів (верби). У гарбузових насіння зберігає схожість до 5 років і більше. Насіння деяких рослин можуть пролежати в певних умовах сотні років. Так, в торфовищах знайдені насіння лотоса, зберегли схожість після 1000 років поховання, а вік насіння люпину, витягнутих з льодів Аляски, досягає 10 000 років.
Як тільки вода починає надходити в насіння, в них посилюється дихання, активуються ферменти. Під їх впливом запасні поживні речовини гідролізуються. Після чого зародок починає рости за рахунок поділу клітин. Першим виходить назовні, прорвавши шкірку, зародкової корінь, чому сприяє вставочная меристема подсемядольного коліна. Зростає корінь за рахунок верхівкової меристеми. У багатьох рослин зародковий стебло інтенсивно росте і виносить сім'ядолі в повітряне середовище. Вони стають зеленими і виконують роль фотосинтезирующих органів. Іноді зародковий стебло не росте і сім'ядольні вузол разом з сім'ядолями залишається в землі. Таке проростання насіння називається підземним (ліщина, горох, дуб). В цьому випадку сім'ядолі виконують запасаючу функцію. Наприклад, у злаків, цибулі, ірису сім'ядолі виконують всмоктувальну функцію, передають поживні речовини з запасающих тканин проростку. Якщо сім'ядолі виносяться на поверхню землі і стають зеленими, то таке проростання називається надземним.
Якщо дві сім'ядолі відходять на різному рівні, то між двома сім'ядольними вузлами розташовується мезокотиль. Зародковий корінь дає початок головному корені, від якого відходять бічні, що допомагають краще утримувати рослина і забезпечують грунтову і водне харчування.
Для кожного етапу індивідуального розвитку рослини необхідно поєднання різних факторів середовища і внутрішніх факторів самої рослини.
Для настання стадії проростка на насіння необхідно впливати неоднаковими температурами. Цей процес називається яровизації. Так, озимі рослини, насіння яких висівають на початку осені, потребують низьких позитивних і невеликих негативних температурах (0 - 5 ° С). Ярові рослини висівають рано навесні. Їм для проходження першої стадії потрібні позитивні температури, від невисоких до більш високим. Під впливом різного роду температур у рослини закладаються квітки. Для освіти квітки необхідний запас поживних речовин, тому відразу після появи сходів рослини зацвісти не можуть. У одних цвітіння настає через 30 - 35 днів після посіву, у інших - в середині вегетаційного періоду.
Умови переходу рослин до цвітіння. Більшість рослин перед цвітінням потребує впливі холодом. Так, якщо буряк вирощувати в тропіках, де не буває низьких температур, сприяють яровизації, то вона кілька років залишається у вегетативному стані. Але є рослини, яким такий вплив не потрібно (салат). На думку вчених, до початку цвітіння після яровизації в конусах наростання утворюються речовини, що викликають цвітіння.
Довжина світлового дня - ще один фактор, що впливає на перехід рослини до цвітіння. Це явище отримало назву фотопериодизма. Було встановлено, що рослини неоднаково реагують на довгий і короткий світловий день: одні швидше розвиваються при короткому дні, інші - на подовженому. І є рослини, байдужі до тривалості освітлення. У зв'язку з цим виділяють три групи рослин. Рослини довгого дня зацвітають при святий день, що триває 16 - 20 год, короткодневние цвітуть, якщо світловий день триває 8 - 12 год, індиферентності (нейтральні) зацвітають при будь-якому світловому режимі. Вплив певного світлового дня потрібно не весь час, а тільки протягом фотоперіоду 10 - 12 днів після появи сходів. Різниця між цими групами рослин в тому, що короткодневние рослини (соя, просо, рис, коноплі, хризантема, айстри) цвітуть у кінці літа - на початку осені. Дліннодневние рослини (овес, ячмінь, рудбекія, льон, буряк, редис, люпин) цвітуть на початку літа.