РЕФЕРАТ на тему: «Температура и свет, как факторы регулирующие рост и развитие растений.»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ

«ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ТАРАСА ШЕВЧЕНКО»

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

«Температура и свет, как факторы регулирующие рост и развитие растений»

Луганск-2020

Содержание

Введение………………………………………………………………3

1. Влияние света на рост растений…………………………………..4

2. Влияние тепла……………………………………………………...7

3. Влияние воды……………………………………………………...9

4.Влияние воздуха…………………………………………………….11

Заключение ……………………………………………………………12

Список литературы …………………………………………………...14

Введение

На рост растений оказывают влияние многие факторы внешней среды. Прежде всего это физические факторы: свет(его интенсивность, качество, продолжительность и периодичность), температура(величина и периодичность), сила тяжести, газовый состав, магнитное поле, влажность, питательные вещества(минеральные и органические) и механические воздействия(например ветер). Кроме того, находясь в составе растительных сообществ, растение испытывает влияние продуктов жизнедеятельности других растении(аллелопатия), а также физиологически активных веществ микроорганизмов(антибиотиков, ростовых веществ).

Рост и развитие — неотъемлемые свойства любого живого организма. Это интегральные процессы. Растительный организм поглощает воду и питательные вещества, аккумулирует энергию, в нем происходят многочисленные реакции обмена веществ, в результате чего он растет и развивается. Процессы роста и развития тесно взаимосвязаны, так как обычно организм и растет, и развивается. Однако темпы роста и развития могут быть разными, быстрый рост может сопровождаться медленным развитием или быстрое развитие медленным ростом. Так, например, растение хризантемы в начале лета быстро растет, но не зацветает, следовательно, развивается медленно. Подобное происходит с высеянными весной озимыми растениями: они быстро растут, но не переходят к репродукции. Из этих примеров видно, что критерии, определяющие темпы роста и развития, различны. Критерием темпов развития служит переход растений к воспроизведению, к репродукции. Для цветковых растений это закладка цветочных почек, цветение. Критерии темпов роста обычно определяют скоростью нарастания массы, объема, размеров растения. Сказанное подчеркивает не тождественность этих понятий и позволяет рассмотреть процессы роста и развития последовательно.

1. Влияние света на рост растений

Влияние света на растения просто огромно. Без солнечного света невозможна жизнь ни одного растения, он необходим им для нормального развития. Так под влиянием света в листьях растений происходят различные химические реакции под названием фотосинтез, во время которого растение потребляет из воздуха углекислый газ и воду, а возвращает кислород. Благодаря углекислому газу в растении образуются новые ткани. Без фотосинтеза рост растений не возможен. Кроме того свет нужен для того, что бы у растения была энергия.

Некоторые растения очень быстро приспосабливаются к недостатку света. Но, тем не менее, проявляются симптомы, говорящие о том, что растению недостаточно света. Когда растению не хватает света, рост растения замедляется. А листья вытягиваются вверх и черенки удлиняются. Увеличивается расстояние между побегами и листьями, стебель становится тоньше.

Если появляются новые листочки, они намного меньше, чем должны были бы быть. А нижние листья желтеют и отмирают. Но самое неприятное, растение будет мало цвести, а цветочки будут бледнее, а бутоны будут плохо развиваться и опадать. Рост растений может происходить на свету и в темноте. Зеленые органы высших растений в темноте приобретают ряд морфологических особенностей, отличающих их от растений, выращиваемых на свету. Такие растения называются этиолированными. У двудольных при росте в темноте сильно вытягиваются междоузлия, а листовые пластинки недоразвиты. У этиолированных растений, как правило, недоразвиты механические ткани и устьица. Растения лишены хлорофилла и имеют бледно-желтый цвет из-за присутствия каротиноидов. Явление этиоляции не связано с отсутствием хлорофилла или недостатком питания: этиоляция отмечена у многих грибов и у проростков хвойных, способных зеленеть в темноте. Для устранения этиоляции достаточно кратковременного освещения растений один раз в сутки, что не влияет на образование хлорофилла. Предотвращение этиоляции регулируется фитохромом - флавопротеин.

При освещении этиолированных растений торможение роста растяжением наступает через несколько минут, остальные эффекты света(развертывание первого листа, закладка следующих листьев, рост волосков и т.д.) проявлется лишь через несколько часов.

Солнечный свет — один из наиболее важных для жизни растений экологических показателей. Он поглощается хлорофиллом и используется при построении первичного органического вещества.

Основными характеристиками света являются его спектральный состав, интенсивность, суточная и сезонная динамика.

По спектральному составу солнечный свет неоднороден. В него входят лучи, имеющие различную длину волны. Из всего спектра для жизни растений важна фотосинтетическая активная (380-710 нм) и физиологически активная радиация (300-800 нм).

Причем, наибольшее значение имеют красные (720-600 нм) и оранжевые лучи (620-595 нм). Именно они являются основными поставщиками энергии для фотосинтеза и влияют на процессы, связанные с изменением скорости развития растения (избыток красной и оранжевой составляющей спектра задерживает переход растения к цветению).

Синие и фиолетовые (490-380нм) лучи, кроме непосредственного участия в фотосинтезе, стимулируют образование белков и регулируют скорость развития растения. У растений, живущих в природе в условиях короткого дня, эти лучи ускоряют наступление периода цветения.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 315-380 нм задерживают «вытягивание» растений и стимулируют синтез некоторых витаминов, а ультрафиолетовые лучи с длиной волны 280-315 нм повышают холодостойкость.

Лишь желтые (595-565 нм) и зеленые (565-490 нм) не играют особой роли в жизни растений.

Учет потребностей растений в определенном спектральном составе света необходим при правильном подборе источников искусственного освещения. В комнатных условиях в качестве таковых наиболее удобно использовать люминесцентные лампы ЛБ и ЛДЦ.

Почти все комнатные растения светолюбивы, т.е. лучше развиваются при полном освещение, но различаются по теневыносливости. Принимая во внимание отношение растений к свету, их принято подразделять на три основные группы: светолюбивые, теневыносливые и тенеиндифферентные.

Как и все живые организмы, растения обладают способностью адаптироваться к изменяющимся условиям. Эта способность различна у разных видов. Есть растения, довольно легко приспосабливающиеся к достаточному или избыточному свету, но встречаются и такие, которые хорошо развиваются только при строго определенных параметрах освещенности. В результате адаптации растения к пониженной освещенности несколько меняется его облик. Листья становятся темно-зелеными и немного увеличиваются в размерах (линейные листья удлиняются и становятся уже), начинается вытягивание междоузлий стебля, который при этом теряет свою прочность. Затем их рост постепенно уменьшается, т.к. резко снижается производство продуктов фотосинтеза, идущих на посторенние тела растения. При недостатке света многие растения перестают цвести.

При избытке света хлорофилл частично разрушается, и цвет листьев становится желто-зеленым. На сильном свету рост растений замедляется, они получаются более приземистыми с короткими междоузлиями и широкими короткими листьями.

Появление бронзово-желтой окраски листьев указывает на значительный избыток света, который вреден растениям. Если срочно не принять соответствующие меры, может возникнуть ожог.

Важными характеристиками светового режима является суточная и сезонная динамика.

Длина светового дня меняется в течение года. В умеренных широтах самый короткий день равен 8 ч., а самый длинный — более 16 ч.

2. Влияние тепла

Максимальная и минимальная температуры, не нарушающие нормального развития растений, определяют пределы температур, допустимых для их выращивания в соответствующих условиях. Понижение температуры приводит к замедлению всех процессов, сопровождается ослаблением фотосинтеза, торможением образования органических веществ, дыхания, транспирации. Повышение температуры активизирует эти процессы.

Отмечено, что интенсивность фотосинтеза растет с повышением температуры и достигает максимума в области 15-20℃ для растений умеренных широт и 25-30℃ для тропических и субтропических растений. Суточная температура осенью в интерьерах почти не опускается ниже 13℃. Зимой она находится в пределах 15-21℃. Весной колебания температур возрастают. Она достигает 18-25℃. В летнее время температура держится относительно высокой в течение суток и составляет 22-28℃. Как видно, температура воздуха в помещениях почти укладывается в диапазон температур, необходимых для протекания процесса фотосинтеза на протяжении всего года. Температура, таким образом, не является столь лимитирующим фактором в комнатных условиях, как интенсивность освещения.

В зимний период комнатные питомцы нормально себя чувствуют при более низких температурах, т.к. многие из них находятся в состоянии покоя, а у других ростовые процессы замедляются либо временно прекращаются. Поэтому потребность в тепле снижается по сравнению с летней.

Как и другие процессы, рост растений зависит от температуры. В пределах от 0 до 35С влияние температуры подчиняется правилу Вант-Гоффа, но свыше 35-40оС скорость роста снижается. В зависимости от приспособленности к действию температур различают растения теплолюбивые с минимальными точками для роста выше 10оС и оптимальными при 30-40оС и холодостойкие с минимальными точками от 0-5оС и оптимальными при 25-31оС. Максимальные температуры для большинства растений находятся в пределах 35-45оС. Оптимальной называют температуру, при которой рост осуществляется наиболее быстро. Но высокая скорость роста не всегда благоприятна для формирования растения. При «выгонке» растений умеренного пояса при высоких температурах стебель становится слабым, а листья тонкими. В поле такие растения погибают.

Тепло наряду со светом представляет основной фактор жизни растений и необходимое условие для биологических, химических и физических процессов в почве. По требовательности к теплу среди культур выделяют следующие группы.

• Морозостойкие и зимостойкие. Рост у этих растений начинается при температуре 1 градус, они переносят заморозки до –10 градусов. Оптимальная температура для роста и развития — 15—20 градусов тепла.

• Холодостойкие. Семена этих культур прорастают при 2—5 градусов тепла. Температура выше 25 градусов угнетает растения.

• Теплолюбивые. Семена этих культур прорастают при 12—15 градусов. Температуры ниже 15 градусов и выше 30 градусов угнетают растения. При 0 градусов они погибают.

• Жаростойкие выдерживают температуры выше 40 градусов.

Недостаток тепла задерживает рост растений. Низкие температуры могут вызвать не только повреждение их наземной части, но и подмерзание корней. Особенно сильно при этом страдают молодые растения, они развиваются слабыми и нередко погибают.

При температурах выше оптимальных возможна гниль верхушки.

Потребность в тепле может изменяться даже в течение суток. Так, ночью растения не расходуют энергию на фотосинтез, следовательно, потребность в тепле низкая. Кроме того, снижается расход питательных элементов на дыхание. Следовательно, ночью благоприятная температура воздуха для растений должна быть на 5—7 С ниже, чем днем. Поступление на земную поверхность тепла зависит от высоты солнца над горизонтом и от угла падения лучей. Поскольку эти показатели закономерно уменьшаются от экватора к полюсам, то соответственно изменяется количество тепла. Поэтому в зависимости от температур на Земле различают несколько климатических зон: тропическую, субтропическую, умеренно-тёплую, умеренно-холодную и холодную полярную.

Все растения могут существовать только в определённых температурных условиях. В каждой зоне произрастают растения, приспособленные к колебаниям температуры в определённых границах. Поэтому для каждого вида существуют определённые границы распространения.

Температура влияет на процессы фотосинтеза, дыхания и транспирации, на рост и развитие растений, на формообразование. Известно, что ранней весной и поздней осенью побеги у многих растений растут горизонтально. В условиях сурового климата многие растения имеют стелющиеся или подушкообразные формы. По отношению к температуре различают теплолюбивые и холодолюбивые растения.

3. Влияние воды

Вода — необходимое условие для роста и развития любой флоры

Растения содержат 70—95 % воды, которая необходима для поддержания клеток в состоянии наполнения. При недостатке воды клетки растения ослабляются, и растения увядают. С помощью воды передвигаются питательные элементы, благодаря ее испарению происходит регулирование температуры растений.

Вода поступает в почву с осадками из воздуха, с грунтовыми водами и при поливе. Однако излишняя влага вытесняет из почвы воздух и отрицательно влияет на рост и развитие культур. На почвах переувлажненных или с близким стоянием грунтовых вод растения плохо развиваются.

Способность различных видов почв впитывать и сохранять влагу неодинакова. Лучше всего набирают воду песчаные почвы, так как в них самое большое пространство между частицами, но вследствие этого и удерживать ее они не способны. Глинистые почвы из-за своей плотной структуры и незначительных пространств между твердыми частицами впитывают влагу много хуже и медленно избавляются от ее избытка. Идеальным вариантом являются гумусные почвы, которые хорошо впитывают влагу и, удерживая ее внутри, и доставляют к корням растений.

Кроме того, почвенная влага является регулятором температуры и поддерживает ее баланс. Чем больше увлажнена почва, тем медленнее она нагревается и медленнее охлаждается.

Процесс роста клеток растений растяжением осуществляется путем вакуолизации при поступлении в клетки воды. Поэтому недостаточное снабжение клеток водой задерживает рост. Корни способны расти только в достаточно влажной почве, почти насыщенной водяным паром, с осмотическим давлением почвенного раствора не более 1-1,5 МПа. Надземные части растений всегда находятся в более сухом воздухе с влажностью 50-70%. От потери воды ткани неземных органов защищены кутикулярно-эпидермальным слоем. Поэтому в мезофилле листьев упругость водяного пара обычно не бывает ниже 98-99% относительной влажности. При длительном стрессе, что приводит к укорочению стебля и корня, к уменьшению размеров листьев, к их мелкоклеточности и т.д. Недостаток воды до начала и в период стеблевания злаков(осуществляемого за счет роста растяжением) особенно резко снижает урожай.

4.Влияние воздуха.

Почти всем растениям для жизнедеятельности необходим воздух. Из воздуха они потребляют кислород и углерод. Интенсивность дыхания растений в разные периоды развития неодинакова. Особенно энергично дышат прорастающие семена. Отметим, что дышат все органы растения, в том числе и корни. Листья и стебли в кислороде недостатка не испытывают, но корни, особенно на плотных почвах, часто подвержены кислородному голоданию. Следовательно, почву необходимо поддерживать в рыхлом состоянии. При неблагоприятных для дыхания условиях наступает кислородное голодание, иногда приводящее к ослаблению, заболеванию и гибели растений. Подобные неприятности возможны при длительном затоплении участков водой, образовании ледяной корки и т. п. Значит, должно быть, постоянное обеспечение доступа воздуха в почву и поддержание достаточного содержания в ней углерода. Для этого почву постоянно рыхлят и вносят большие дозы органических удобрений.

Для роста растений необходимо присутствие кислорода. Однако кратковременное снижение наполовину его содержание значительно не сказывается на росте растений. Даже в условиях длительного недостатка кислорода в зоне корней при затоплении рост продолжается, хотя и с более низкой скоростью. Это связано, как уже отмечалось, с включением адаптационных механизмов, позволяющих использовать О2 нитратов, воздухоносных тканей и т.д.

Избыток СО2 в атмосферном воздухе приводит к увеличению растяжимости клеточных стенок и кратковременному усилению роста тканей (эффект «кислого роста»). Выяснено, что влияние углекислого газа на рост основано на способности снижать рН клеточных стенок и таким образом индуцировать рост клеток. Эффект углекислого газе не зависит от присутствия кислорода. Именно с эффектом «кислого роста» наряду с затенением может быть связано чрезмерное удлинение нижних междоузлий злаков в загущенных посевах и вследствие этого полегание растений.

Заключение.

Недостаток тепла задерживает роста растения, низкие температуры повреждают подземные и надземные части. Особенно сильно это сказывается на молодых листьях и других частях растительного организма. Для некоторых растений потребность в тепле может меняться даже в течение суток. В период прорастания семян бывают необходимы достаточно низкие температуры, а для их дальнейшего роста, цветения и плодоношения являются оптимальными более высокие температуры. Если температура длительное время находится выше оптимальной, то может начать гнить даже верхушка побега. Одним из наиболее важных условий существования растений является наличие большого количества воды. Внутри растительной клетки концентрация воды составляет 85 – 90 % воды. Особенно много воды содержится в сочных плодах, а также мягких листьях, корнях. Гораздо меньше воды содержится в зрелых семенах. Те семена, которые запасают масло имеют еще меньше воды. Вода важна для растения потому, что в ней транспортируются все необходимые организму минеральные и органические вещества. Другими словами, обмен веществ обусловлен необходимым количеством воды в растениях. Вода поступает в почву с осадками, из грунтовых вод, а также в процессе полива. Но излишнее количество влаги может вытеснять из почвы воздух и тем самым отрицательно влиять на рост и развитие культур. На таких почвах растения не могут развиваться полноценно. Многие растения также не одинаково впитывают влагу и сохраняют ее в собственном теле. Больше всего воды содержится в песчаных почвах. Глинистые почвы из-за своей плотной структуры и незначительных пространств между твердыми частицами впитывают влагу много хуже и медленно избавляются от ее избытка. Идеальным вариантом являются гумусные почвы, которые хорошо впитывают влагу и, удерживая ее внутри, и доставляют к корням растений. Почвенная влага позволяет регулировать температуру и поддерживать водный баланс растения.

Водный баланс растения – это количество воды в растительном организме, которое поступает в него и выходит в результате различных процессов. Больше всего воды содержится в клеточном соке растительных вакуолей. Вакуоли выполняют функцию внутреннего растительного запаса. Вода уходит из них достаточно легко, если клетка ее теряет, и быстро всасывается в том случае, если вода доступна. Семена используют воду для набухания, пари этом кожура разрывается и из семени выходит корень и стебель зародыша. Вода растворяет питательные вещества в семени, способствуя их более легкому усвоению. Создание благоприятных условий при проращивании семян необходимо еще и потому, что это ускоряет появление всходов и уменьшает угрозу повреждения семян. Также существенно влияет на рост растения воздух и его состав. Растения потребляют из него различные газы и это существенно влияет на интенсивность дыхания живых организмов. Особенно энергично дышат семена на стадии прорастания. Также дыханию способны все органы растения, в том числе и корни. Как правило, листья и стебли растения редко испытывают недостаток в воздухе и кислороде, но подземные органы могут находится в таком недостатке. Поэтому используют метод рыхления почвы. При данных условиях наступает кислородное голодание, что приводит к ослаблению жизненных функций растений или их гибели.

Список литературы.

1. Хорбенко И. Г. Звук. Ультразвук. Инфразвук. – М.: Знание, 1996.

2. Бецкий О. В., Кислов В. В. Волны и клетки. – М.: Знание, 1990. – (Серия физика).

3. Афанасьева Л. П. и др. Растения и окружающая среда. – М.: Валент, 1998.

4. Генкель П. А. Физиология растений. – М.: Просвещение, 1998.

5. Турманина В. И. Растения рассказывают. – М.: Мысль, 2000.

6. Чернова Н. М. Экология. – М.: Просвещение, 2001.