Влияние экологических факторов на развитие растений
Добавил пользователь Alex Обновлено: 19.09.2024
При слове "экология" наши современники обязательно прибавляют к нему характеристику "плохая". Но как может быть экология плохой, ведь экология - это, прежде всего, наука изучающая взаимоотношения живых организмов друг с другом и с окружающей средой. Разделов экологии много, среди них и экология плодовых растений. В этой статье я бы хотел немного осветить этот вопрос. Дело в том, что набор плодовых и ягодных культур, выращиваемых в любительских садах очень большой и включает в себя самые разнообразные би ологические группы растений. Эволюция этих растений протекала в определенных условиях среды, в результате чего сформировались специфические признаки и свойства видов. Наиболее четко они выражены в соответствующих жизненных формах. Однако признаки вида, характеризующие внешний облик растения, довольно пластичны. Растительные организмы имеют различные возможности реализации своей наследственности в онтогенезе при взаимодействии генотипа и условий окружающей среды.
Взаимодействие плодовых растений и факторов внешней среды многогранно. Основная задача при их возделывании - изучить это взаимодействие, определить оптимум условий среды для жизнедеятельности растений и на этой основе разработать агротехнические приемы.
Среди факторов внешней среды наибольшее значение для жизнедеятельности растений имеют свет, тепло, влага, условия почвенного питания.
Свет. В зависимости от того, в каких экологических условиях, определяющих режим освещенности, протекала эволюция растений, возникли и соответствующие жизненные формы – от травянистых и кустарничков до кустарников и деревьев. Как правило, кустарники и лианы являются более теневыносливыми, а деревья светолюбивыми.
Световой режим сельскохозяйственных растений обычно характеризуется продолжительностью освещения (длина дня) и количеством света, выражающегося физиологической радиацией или фотосинтетически активной радиацией (ФАР). Эти показатели не всегда положительно связаны между собой. Так, в южных регионах продолжительность освещения в течение вегетационного сезона меньше, чем в средней зоне, однако количество солнечной радиации на юге больше.
В жизнедеятельности растений имеют значение обе характеристики светового режима. Реакцию растений на продолжительность освещения называют фотопериодизмом. Здесь следует иметь в виду общую закономерность – при продвижении с юга на север, то есть с увеличением продолжительности освещения, лучше растут и развиваются те растения, филогенез которых протекал в условиях длинного дня. Южные экотипы, наоборот, лучше развиваются при более коротком дне. В результате возникла физиологическая классификация – растения короткого и длинного дня. Однако есть и нейтральные виды, которые успешно растут как при коротком, так и при длинном дне.
Световой режим в садовых насаждениях можно регулировать. Самыми простыми способами являются: правильное размещение рядов (с севера на юг) и оптимальная густота посадки (она определяется исходя из размеров дерева или кустарника). Также сады лучше растут на пологих склонах, которые хорошо освещаются в течение дня. Более трудозатратным способом регулирования режима освещения является обрезка, которая позволяет удалить лишние ветви и, тем самым, улучшить световой режим внутри кроны дерева или кустарника.
Тепло. Тепловой режим воздушной и почвенной среды – один из ведущих факторов роста и развития растений. Правильное размещение плодовых и ягодных растений невозможно без учета их требований к температуре. При этом следует иметь в виду не только общее количество тепла, необходимое для нормального развития, но и устойчивость плодовых культур к отрицательной (зимостойкость) и высокой положительной (жароустойчивость) температурам.
Отношение плодовых и ягодных культур к теплу определяется двумя факторами: продолжительностью вегетационного периода и режимом температуры. Более теплолюбивые виды и сорта требуют и более продолжительного вегетационного периода. Однако при этом важно учитывать режим температуры в течение вегетации, поскольку от этого зависят темпы роста и развития растений.
Требования плодовых культур к температурному режиму меняются в течение вегетационного периода. В процессе прорастания семян и на начальных этапах развития зимующих растений весной они, как правило, проявляются в меньшей степени. Большинство растений наиболее требовательны к теплу в период цветения и развития семян, а также в период закладки цветковых почек у древесных растений. Особое практическое значение это имеет для красивоцветущих древесных видов и для растений, размножающихся семенами.
Традиционно растения по отношению к теплу делят на теплолюбивые, холодостойкие и зимостойкие.
Теплолюбивые растения – это растения, не способные переносить понижение температуры ниже 10-15 0 С. Сюда относятся тропические и субтропические плодовые культуры – все цитрусовые, тропические разноплодные (бананы, ананасы).
Холодостойкие – растения, способные переносить низкие положительные температуры. К холодостойким можно отнести некоторые цитрусовые растения, произрастающие в условиях Северной Калифорнии (США) или Абхазии, способные переносить понижение температуры до 0 0 С. Еще в начале 20 века американским селекционером Лютером Бербанком были упомянуты гибриды, полученные от скрещивания апельсина с Citrus trifoliata (зимостойкий, но несъедобный вид цитрусовых). Полученные гибриды выдерживали понижение температуры до -18 0 С. ( L . Burbank , 1914-1915 , Л . Бербанк, 1955).
Морозостойкие и зимостойкие – растения способные переносить отрицательные температуры и комплекс неблагоприятных факторов зимнего периода.
Отрегулировать тепловой режим можно рыхлением почвы (темная почва притягивает солнечные лучи и хорошо прогревается), в зимнее время для уменьшения колебания температуры почвы применяют утаптывание снега, либо проводят другие мероприятия, направленные на снегозадержание (с осени оставляют траву в саду не скошенной). Посадка на склоне способствует лучшему прогреву почвы и быстрому стоку холодного воздуха вниз.
Вода. Вода является одним из важнейших факторов, определяющих успешность возделывания плодовых растений, которые, в свою очередь, неодинаково относятся к режиму увлажнения.
Большинство пород предпочитает средние по увлажнению почвы. Однако по уменьшению требовательности к водному режиму их можно расположить в следующем порядке: слива, яблоня, груша, вишня войлочная, абрикос. Ягодные культуры (жимолость, черная смородина, облепиха) все без исключения являются требовательными к влаге.
Для создания благоприятного режима влажности почвы в насаждениях необходимо соблюдать правильную агротехнику. При помощи агротехники можно не только увеличивать запасы продуктивной влаги, но и, наоборот, способствовать ее уменьшению при избыточном увлажнении.
На рост и развитие плодовых растений также оказывают влияние грунтовые воды. Очень важно при закладке сада избегать мест с их близким залеганием, так как они вытесняют из почвы воздух, необходимый для корневой системы дерева (кустарника) и деятельности микроорганизмов. При подъеме грунтовых вод до 1,5 метра от поверхности возникает явление суховершинности. Оно возникает в результате того, что гибнет часть всасывающих корней и корневая система уже не способна снабжать водой всю надземную часть дерева.
Воздух. Определяя значение воздуха как фактора жизни плодовых растений, в первую очередь, необходимо вести речь об аэрации почвы. Аэрация почвы влияет на деятельность всасывающих корней, аэробных микроорганизмов, минерализующих органическое вещество, почвенных животных (червей). Последние также оказывают влияние на воздушный режим почвы, прокладывая ходы. Особенно сильное влияние на воздушный режим почвы оказывают дождевые черви, их каналы с укрепленными выделениями капролита стенками могут достигать 1км на 1м 2 поверхности почвы. Известно, что корни растений предпочитают проникать в глубокие слои почвы по их ходам. Вместе с тем воздушный режим почвы тесно связан с водным и их регуляция производится при помощи агротехнических мероприятий.
Важное значение имеет ветроустойчивость. Ветроустойчивость у пород меняется в зависимости от характера почвы. При высоком стоянии грунтовых вод корневая система развивается не глубоко, и деревья становятся менее устойчивыми к ветру.
Почвенные условия
Влияние почвенных условий на плодовые растения является определяющим саму возможность их возделывания. Почва, ее гранулометрический состав, содержание органического вещества, толщина плодородного слоя, объемная масса и другие физические показатели оказывают прямое влияние не только на питание растений, но и на содержание влаги и воздуха, необходимых корням.
Несмотря на то, что под плодовые породы часто отводятся места малопригодные для возделывания других сельскохозяйственных культур, большинство из них нуждается в хороших почвах, богатых органическим веществом, имеющих благоприятный для развития корневой системы режим увлажнения. Конечно, растения могут расти в самых разнообразных условиях. Например, облепиха, которая в Амурской области, не являясь представителем аборигенной флоры, сумела очень широко распространиться и хорошо себя чувствует как дикорос на каменистых склонах, по краям оврагов и другим местам, где другие плодовые культуры расти не могут. Однако, для садовода на первом месте стоит задача не выживания растений, а получения высоких и стабильных (ежегодных) урожаев плодов и ягод с высокими потребительскими качествами. Достичь этого при неблагоприятных почвенных условиях невозможно.
Все возделываемые сорта сильно различаются по способности сохранять стабильность своих признаков (урожайности, размера плодов и др.) в зависимости от условий возделывания, одни являются отзывчивыми на изменение условий (пластичные сорта), другие относительно стабильны. Оценивая пригодность почв под закладку плодовых насаждений, необходимо ориентироваться на биологические особенности культур, особенности сортов, их потребность в элементах питания в различные периоды, отзывчивость на изменение условий минерального питания (внесение удобрений). Сама система удобрений также должна строиться исходя из особенностей почв. Например, на легких по гранулометрическому составу почвах требуется внесение калийных удобрений, тогда как на среднесуглинистых и глинистых без них можно и обойтись. Азотные удобрения на песчаных почвах лучше всего вносить дробно в небольших количествах (в виде подкормок), так как почвенный поглощающий комплекс не может их удержать и при ливневых осадках во вторую половину лета они вымываются вниз по профилю, либо в горизонтальном направлении (по склону).
Следует также учитывать и толщину плодородного слоя, который в условиях Амурской области на лугово-бурых черноземовидных почвах не превышает 22 см, а на бурых лесных -15 см. При такой толщине плодородного слоя корни растений предпочитают распространяться не в глубину, а в горизонтальном направлении. Поэтому для формировании глубокой корневой системы нужна агротехника, направленная на повышение содержания органического вещества в почве, улучшение ее аэрации и режима влажности в более глубоких слоях.
На склонах более интенсивно происходит сток холодного воздуха ночью, а днем он быстрее прогревается. В результате создается благоприятный тепловой режим, который влияет на начало вегетации, сроки цветения и наступления съемной зрелости плодов, уменьшает повреждение цветков весенними заморозками. Последнее для Амурской области не актуально, так как все возделываемые сорта устойчивы к данному типу повреждений (в силу своей близости к диким формам), но в некоторых развитых районах плодоводства страны это имеет большое значение.
Презентация на тему: " Основные экологические факторы и их влияние на растения." — Транскрипт:
1 Основные экологические факторы и их влияние на растения
2 Каждый вид живых организмов обитает в определённых условиях.
3 Среда обитания (окружающая среда) – всё, что окружает живые организмы. Факторы среды – отдельные компоненты среды, которые воздействуют на организмы. Факторы среды Факторы живой природы Факторы неживой природы
4 Факторы живой природы Абиотические факторы Биотические факторы свет температура вода воздух ветер атмосферное давление любые взаимодействия живых организмов Деятельность человека
5 Экология – наука, которая изучает связи живых организмов со средой обитания, а также сообщества живых организмов. Факторы среды – экологические факторы. Для жизни живых организмов необходимы определённые условия.
8 Важнейшую роль в природном сообществе играют растения.
9 Все экологические факторы оказывают влияние на растение. Свет Температура Влажность
10 Солнечный свет – основной источник энергии, поступающей на Землю. Солнечный свет влияет на: фотосинтез рост растения цветение растения плодоношение растения прорастание семян
11 По отношению к свету выделяют три группы растений: Светолюбивые Светолюбивые Тенелюбивые Тенелюбивые Теневыносливые Теневыносливые
12 Светолюбивые растения Живут только на освещённых солнцем открытых местах. Мать – и – мачеха Очиток Пшеница Подсолнечник Сосна Берёза Лиственница Белая акация Мать – и – мачеха Очиток Пшеница Подсолнечник Сосна Берёза Лиственница Белая акация
13 Не выносят прямого солнечного света и хорошо растут только в затенённых местах. Тенелюбивые растения Кислица Вороний глаз Майник двулистный Ветреница Папоротники Мхи Кислица Вороний глаз Майник двулистный Ветреница Папоротники Мхи
14 Лучше растут при прямом солнечном освещении, но способны выносить и затенение. Теневыносливые растения Липа Дуб Ясень Травянистые растения лесов, опушек и лугов Липа Дуб Ясень Травянистые растения лесов, опушек и лугов
15 Температура + 50 – 60 °С °С Каждый вид живых организмов приспособился к определённому температурному режиму.
16 Действие чрезмерно высоких температур вызывает у растений: иссушение ожоги разрушение хлорофилла нарушение процессов жизнедеятельности гибель
17 Воздействию высоких температур и недостатку влаги часто подвергаются светолюбивые растения. Приспособления растений, позволяющие избежать перегрева: вертикальное положение листьев уменьшение поверхности листа развитие колючек (кактусы) запасание воды хорошо развитая корневая система густое опушение листьев
18 Холод также может неблагоприятно воздействовать на растения. Приспособления растений к перенесению холода: мелкие листья небольшие размеры самих растений (карликовая берёза) рост в горизонтальном направлении (кедровый стланик, можжевельник) способность к замедлению процессов жизнедеятельности
19 Влажность Без воды не может существовать ни один растительный организм. Источники воды: атмосферные осадки, водоёмы, подземные воды, роса и туман.
20 Содержание воды в различных видах растений: у растений пустынь – 30 – 65% от массы тела у лесостепных растений – 70 – 80% у влаголюбивых растений – 90% от массы тела
21 растения водных и избыточно увлажнённых мест обитания растения сухих мест обитания растения, живущие в достаточных условиях увлажнения По отношению к влажности выделяют три группы растений:
22 Биотические факторы Все живые организмы влияют друг на друга.
25 Влияние деятельности человека на природу
26 Положительное значение Отрицательное значение создание благоприятных условий для выращивания сельскохозяйственных культур выведение новых сортов растений сохранение и распространение ценных растений заболачивание и засоление почв гибель растений вырубка лесов разрушение плодородного слоя почв
Влияние экологического фактора на организм зависит не только от характера действия фактора, но и от его дозировки. Диапазон действия экологического фактора ограничен точками минимума и максимума, при которых возможно существование растений. Величина фактора, при котором наблюдаются наилучшие показатели жизнедеятельности растений, означает его оптимум. Например, горох посевной может расти в диапазоне температур от -2 °C до +44 °C, но оптимальной температурой для него в период вегетации является +10-15 °C.
Диапазон действия экологических факторов различен для разных видов растений. Так, например, одни виды предпочитают нейтральные почвы по степени кислотности, а другие хорошо растут при широком диапазоне рН, от сильно кислого до щелочного.
Оптимум действия фактора также различен у разных видов и меняется в разные периоды их жизни. Так, для гороха в период вегетации оптимальной является температура +10-15 °C, а в период от цветения до плодоношения +20-25 °C.
Каждый экологический фактор действует в совокупности с другими, и его влияние зависит от них. Так, при оптимальном снабжении растений водой значительно возрастает усвоение ими питательных веществ из почвы и солнечной радиации. Организмы приспосабливаются ко всему комплексу условий среды, а не к одному какому-либо экологическому фактору. В то же время ни один из необходимых растению факторов не может быть полностью заменён другими: растение нельзя вырастить в полной темноте даже при очень хорошем почвенном питании и оптимальной температуре.
Среда жизни растения слагается из множества
различных элементов, воздействующих на организм.
Отдельные элементы внешней среды носят
название экологических факторов.
Экологи́ческие фа́кторы — это свойства среды
обитания, оказывающие какое-либо воздействие
на организм.
Среда обитания (экологическая
ниша)
—
совокупность
конкретных
абиотических
и
биотических условий, в которых
обитает данная особь, популяция
или
вид,
часть
природы,
окружающая живые организмы и
оказывающая на них прямое или
косвенное воздействие.
По характеру воздействия
различают:
прямо действующие (свет,
вода, элементы минерального
питания)
косвенно действующие
экологические факторы (факторы,
влияющие
на
организм
опосредованно, через изменение
прямодействующих
факторов,
например рельеф).
По происхождению выделяют :
1.Абиотические факторы - факторы
неживой природы:
а) климатические - свет, тепло, влага,
состав и движение воздуха;
б) эдафические - разнообразные
химические и физические свойства
почвы;
в) топографические (орографические) факторы, обусловленные рельефом.
2. Биотические факторы взаимовлияния совместно обитающих
организмов.
3. Антропогенные факторы воздействия на растения человека.
На все живые организмы так или иначе воздействуют
явления и компоненты неживой природы. Это и есть
абиотические факторы, влияющие на жизнедеятельность
человека, растений, животных. Они, в свою очередь,
разделяются на эдафические, климатические,
химические, гидрографические, пирогенные,
орографические.
Световой режим, влажность, температуру, атмосферное
давление и осадки, солнечную радиацию, ветер можно отнести к
климатическим факторам.
Эдафические влияют на живые организмы через тепловой,
воздушный и водный режим почвы, ее химический состав и
механическую структуру, уровень грунтовых вод, кислотность.
Химические факторы – это солевой состав воды, газовый состав
атмосферы.
Пирогенные – влияние огня на окружающую среду.
Живые организмы вынуждены приспосабливаться к рельефу
(орографические) местности, перепаду высот, а также к
особенностям воды (годрографические), содержанию в ней
органических и минеральных веществ.
Растениям очень важен свет. Его количество влияет на их внешний вид и
внутреннее строение. Например, лесные деревья, которым достаточно
света вырастают высокими, имеют менее раскидистую крону. Те же,
которые находятся в их тени, развиваются хуже, более угнетены. Их
кроны более раскидисты, а листья располагаются горизонтально. Это
нужно для того, чтобы уловить как можно больше солнечного света. Там,
где солнца вполне достаточно, листья располагаются вертикально, чтобы
избежать перегревания.
Абиотические экологические факторы
Светолюбивые =
гелиофиты
берёза
Тенелюбивые =
сциофиты
Теневыносливые =
факультативные
гелиофиты
папоротник
лесные травы,
кустарники,
большинство
луговых растений
пшеница
кислица
Абиотические экологические факторы
эписция
монстера
Опушение листьев
(отражает лучи, спасает от
перегрева)
Уменьшение (или
увеличение) поверхности
листьев, что увеличивает
(или уменьшает)
охлаждающее испарение
Разная интенсивность
испарения и разное
количество устьиц на
листе
Растения, произрастающие в жарком, засушливом климате,
например, пустыне обладают мощной корневой системой,
чтобы уметь добывать воду. Например, кустарники,
относящиеся к роду джузгун, обладают 30-метровыми
корнями, уходящими вглубь земли. А вот у кактусов корни не
глубокие, зато широко раскинувшиеся под поверхностью
почвы. Они собирают воду с большой поверхности почвы во
время редких, коротких дождей.
Собранную
воду
необходимо
сохранить.
Поэтому
некоторые
растения - суккуленты длительное
время сберегают запас влаги в
листьях,
ветвях,
стволах.
Среди зеленых обитателей пустыни
есть такие, которые научились
выживать даже при многолетней
засухе. Некоторые, которые имеют
название эфемеры, живут всего
несколько
дней.
Их
семена
прорастают, зацветают и плодоносят
сразу, как пройдет дождь. В это время
пустыня выглядит очень красиво - она
расцветает.
А вот лишайники, некоторые плауны и
папоротники,
могут
жить
в
обезвоженном состоянии долгое
время, пока не выпадет редкий
дождь.
Толстянковые
Аизовые
В тундрах очень суровый климат, лето
короткое, теплым его не назовешь, а вот
морозы длятся от 8 до 10 месяцев. Снежный
покров незначительный, а ветер и вовсе
оголяет растения. Представители флоры
обычно имеют поверхностную корневую
систему, толстую кожицу листьев с восковым
налетом. Необходимый запас питательных
веществ растения накапливают в период,
когда длится полярный день. Тундровые
деревья производят семена, прорастающие
только раз в 100 лет в период наиболее
благоприятных условий. А вот лишайники и
мхи
приспособились
размножаться
вегетативным путем.
Абиотические экологические факторы
Группы растений по отношению к воде
средняя
низкая
частично высокая
влажность влажность влажность
в воде
в воде
гидатофиты
гидрофиты
гигрофиты
мезофиты
ксерофиты
кувшинка
калужница
рогоз
одуванчик
верблюжья колючка
Абиотические экологические факторы
Приспособления растений к засухе
верблюжья
колючка
каланхоэ
кактус
алоэ
Мощно развитая Восковая Уменьшены Запасание воды
корневая
кутикула на листовые
в стебле или
система
листьях
пластинки
листьях
Микроорганизмы, разлагающие
растительные остатки, обогащают почву
перегноем и минеральными веществами.
В свою очередь растения влияют на
окружающую среду. Они изменяют состав
воздуха: увлажняют его, поглощают
углекислый газ и выделяют кислород.
Растения изменяют состав почвы. Они
поглощают из нее одни вещества и
выделяют в нее другие. Корневые системы
растений закрепляют склоны оврагов,
холмов, речных долин, предохраняя почвы
от разрушения. Лесные посадки защищают
поля от суховеев. Растения, испаряющие
много влаги, например эвкалипты, могут
быть использованы для осушения
заболоченных территорий.
Антропогенный экологический фактор –
это
изменение
условий
жизнедеятельности организмов в связи
с деятельностью человека. Действия
могут быть как сознательными, так и
неосознанными. Тем не менее, они
приводят к необратимым изменениям в
природе.
Антропогенные
факторы
можно разделить на четыре основные
подгруппы: биологические, химические,
социальные и физические. Все они в
той или иной степени воздействуют на
животных, растения, микроорганизмы,
способствуют появлению новых видов и
стирают с лица земли старые.
Влияние человека на растения
Некоторые действия, проводимые человеком, влияют на экологию, а
значит, и на растения. Например - лесные пожары, строительство дорог,
транспорт, промышленные предприятия, радиация в атмосфере. Все эти
факторы в большей или меньшей степени угнетают рост, развитие
растений.
Химические соединения, выбрасываемые в атмосферу трубами заводов,
электростанций, выхлопные газы автотранспорта, остатки
нефтепродуктов, попадающие в почву и воду, чрезмерно загрязняют
экологическую среду, что негативно сказывается на развитии растений.
Многие вещества действуют на них как яд, приводя к вымиранию
множества видов зеленых обитателей. Другие вредные вещества
вызывают мутации, оценить которые можно будет только спустя какое-то
время. Чаще всего загрязнение природы, плохая экология приводит к
уменьшению видового разнообразия, а также нарушает устойчивость
биоценозов.
Влияние деятельности человека.
Человек осушает болота и орошает засушливые
земли, создавая благоприятные условия для
выращивания сельскохозяйственных культур.
Он выводит новые высокопродуктивные и
устойчивые к заболеваниям сорта растений.
Человек борется с сорняками и способствует
распространению ценных растений.
Но деятельность человека может нанести
природе вред. Так, неправильное орошение
вызывает заболачивание и засоление почв и
часто приводит к гибели растений. Из-за
вырубки лесов разрушается плодородный слой
почвы и даже могут образоваться пустыни.
Подобных примеров можно привести много, и
все они свидетельствуют о том, что человек
оказывает огромное влияние на растительный
мир и природу в целом.
Читайте также: