عرض تقديمي حول موضوع: "تأثير درجات الحرارة القصوى على النباتات. التأثير على النباتات ذات درجات الحرارة المنخفضة. سكون الشتاء ، التقسيم الطبقي ، التبني. مقاومة الصقيع ، قساوة الشتاء ، عمليات تصلب وتدليل النباتات. التأثير على النباتات ذات درجة الحرارة المنخفضة.
عند العناية بالنباتات الداخلية ، من المهم مراعاة نظام درجة الحرارة المناسب لها. في الواقع ، في البرية ، ينمو كل واحد منهم في منطقة مناخية معينة ويتكيف مع ظروف الوجود هذه.
في المنزل ، يكاد يكون من المستحيل خلق مناخ من المناطق المدارية أو شبه الاستوائية أو شبه الصحراوية بالنسبة لهم ، ولكن يجب أن تحاول مراقبة نظام درجة حرارة مماثل ، وإلا فقد يفقد النبات تأثيره الزخرفي ، بل ويموت.
في المقال سننظر في تأثير درجة الحرارة على نمو النبات وتطوره.
تأثير درجة الحرارة على النباتات
إذا تم تزويد النبات بدرجة الحرارة التي يتكيف معها ، فإنه ينمو جيدًا ويتطور ويزهر بغزارة. لكن غالبًا ما يواجه مزارعي الزهور صعوبات في ضمان نظام درجة الحرارة المطلوب.
على الرغم من حقيقة أن العديد من الزهور الداخلية تأتي من المناطق الاستوائية ، إلا أنها لا تتحمل درجات الحرارة المرتفعة.. في مناخها الأصلي ، تكون حرارة الصيف مصحوبة برطوبة عالية ، على عكس مناخ المنطقة الوسطى. لذلك ، غالبًا مع زيادة درجة الحرارة ، يتم ملاحظة التجفيف أولاً من الحافة ، ثم للورقة بأكملها.
بالإضافة إلى زيادة درجة الحرارة ، فإن خفضها ضار للعديد من النباتات.
تعتبر درجات الحرارة المنخفضة في الغرفة ، المصحوبة بزيادة في الرطوبة ، نموذجية لفترتي الخريف والربيع قبل تشغيل التدفئة وبعد إيقاف تشغيلها. في هذا الوقت ، تصبح حالات تعفن نظام جذر النباتات أكثر تواترًا ، وإذا انخفضت درجة الحرارة بشكل كبير ، يمكن أن تتجعد أوراقها وتتساقط. تتفاعل النباتات أيضًا مع الانخفاض الحاد في درجة الحرارة.
ارتفاع درجة حرارة النباتات
لا تتحمل جميع النباتات الداخلية حرارة الصيف جيدًا. يعاني الكثير منهم من ارتفاع درجات الحرارة وانخفاض الرطوبة في المناطق المعتدلة. لحماية الزهور الداخلية من درجات الحرارة غير العادية ، استخدم سقيًا وفيرًا ورشًا وتظليلًا.
تتميز فصول الصيف الاستوائية بارتفاع نسبة الرطوبة. في الوقت نفسه ، تتحمل النباتات بسهولة درجات حرارة تصل إلى 30 درجة مئوية. يتم تسهيل زيادة الرطوبة في الغرفة عن طريق الترطيب الجيد للغيبوبة الترابية ورش أوراق النبات.
بالنسبة لسكان المناطق الاستوائية ، بالإضافة إلى الري المتكرر ، من المناسب تثبيت الوعاء في صينية به رمل مبلل. يمكن أن يتم الرش يوميًا بالماء في درجة حرارة الغرفة.
غالبًا ما لا يعاني النبات في الصيف كثيرًا من ارتفاع درجة الحرارة ، ولكن من تأثير أشعة الشمس المباشرة. من أجل تجنب الحروق على الأوراق ، وفي نفس الوقت لتقليل درجة حرارة الهواء الذي يعيش فيه النبات ، تحتاج إلى وضعه في الظل أو تغطيته من الشمس بورق أبيض.
تأثير درجات الحرارة المنخفضة على النباتات
تختلف الصيانة الشتوية للنباتات الداخلية دائمًا عن الصيف.
في فصل الشتاء ، تحتاجه معظم النباتات ، لأن نظام درجات الحرارة في موطنها يتغير. عادة لا ينبغي أن تنمو الأزهار الداخلية في فصل الشتاء ، ولهذا يتم الاحتفاظ بها في درجات حرارة منخفضة وسقي ضعيف.
هناك أنواع غير حساسة للتغيرات في درجات الحرارة وليس لها فترة خمول واضحة.يجب أن يسبت الباقي في درجات الحرارة التي يتكيفون معها.
نباتات تتحمل درجات الحرارة القصوى
تكاد بعض الأنواع البسيطة لا تتفاعل على الإطلاق مع انخفاض أو زيادة درجة الحرارة. إنها شديدة المقاومة لتأثيرات درجات الحرارة ولا تتطلب الحفاظ على درجة حرارة معينة في الشتاء.
هذه هي النباتات الورقية المزخرفة: ،. يمكن الاحتفاظ بها في الشتاء في درجة حرارة الغرفة ، لكن يمكنها تحمل انخفاضها إلى 5-10 درجة مئوية.
العديد من الأنواع الصنوبرية تنمو في يقاوم حتى الصقيع القصير. كما أن البلارجونيوم شديد التحمل ، حيث يتساقط الأوراق فقط عندما تنخفض درجة الحرارة عن 0 درجة مئوية.
ضع في اعتبارك مجموعات النباتات بالنسبة لدرجة الحرارة.
غالبًا ما تتم قراءة هذه المقالة:
النباتات الداخلية المحبة للحرارة
هناك العديد من الأنواع التي لا تتحمل درجات الحرارة المنخفضة. إذا انخفضت درجة حرارة الهواء إلى 10-13 درجة مئوية ، تتجعد أوراقها وتتساقط.
وتشمل هذه النباتات العطاء المحبة للحرارة: ، فيتونيا. درجة الحرارة المثلى لفصل الشتاء هي 15-20 درجة مئوية.
النباتات التي تحتاج إلى تبريد
هناك حاجة إلى فصل الشتاء البارد بشكل أساسي للنباتات المزهرة ، والتي ، بعد فترة نائمة ، تبدأ في النمو بشكل مكثف وتتفتح. هذا ، .
من بين أولئك الذين يقضون الشتاء في البرودة هناك أيضا نباتات الزينة الورقية.. هذه بعض أنواع اللبخ ، السرخس ، كالانشو. يوصى بحفظ كل هذه النباتات في فصل الشتاء عند درجة حرارة 8-15 درجة مئوية.
النباتات التي تتطلب التخزين البارد
من بين الزهور الداخلية ، هناك تلك التي تزرع في درجة حرارة الغرفة المنخفضة. هذه عصارة بشكل رئيسي ، والتي لا ينبغي أن تنمو في الشتاء. يؤدي نمو العصارة مع ضوء النهار القصير إلى الاستطالة. إنها تضعف وتفقد مظهرها الزخرفي ولا تتفتح.
تتطلب جميع أنواع الصبار تقريبًا فصل الشتاء عند درجة حرارة 5-8 درجة مئوية مع سقي نادر جدًا مرة واحدة في الشهر أو أقل. في نفس درجة الحرارة ، بعض الأنواع ، aeoniums ، السبات.
يمكن أيضًا حفظ الأغاف في درجات حرارة منخفضة - تصل إلى 0 درجة مئوية.
تحتوي العديد من المحاصيل المنتفخة ودرنات الجلوكسينيا أيضًا في الشتاء على درجات حرارة حوالي 8 درجة مئويةمما يحفز نموها وازدهارها في الربيع.
قمنا بفحص تصنيف النباتات بالنسبة لدرجة الحرارة.
حماية الزهور أثناء البث
التهوية ضرورية للنباتات الداخلية لأنها تحتاج إلى هواء نقي. إنهم يعانون بشكل خاص من هذا العيب في الشتاء ، عندما تكون النوافذ مغلقة بسبب برد الشتاء. ومع ذلك ، يجب إجراء التهوية الشتوية بعناية شديدة حتى لا تخفض درجة الحرارة في الغرفة بحدة ولا تضر بالنباتات.
يمكنك عمل تهوية تدريجية للغرفة من خلال الغرفة الوسيطة ، والتي تم تحديث الهواء فيها بالفعل.
في هذه الحالة ، ينتقل الهواء النقي تدريجياً إلى الغرفة بالنباتات ولن يؤدي إلى انخفاض شديد في درجة الحرارة.
أسهل طريقة لتهوية الغرفة هي نقل الزهور إلى غرفة أخرى..
تحتاج بشكل خاص إلى رعاية تلك النباتات القريبة من النافذة ، لأن درجة الحرارة هناك يمكن أن تصل إلى القيم القصوى لها. يوصى بإعادتها فقط بعد عودة نظام درجة الحرارة إلى طبيعته.
بالإضافة إلى خفض درجة الحرارة أثناء التهوية ، هناك أيضًا خطر حدوث تيارات هوائية. تتفاعل العديد من الأنواع سلبًا مع المسودات عن طريق إسقاط الأوراق ، ويمكن أن يحدث هذا حتى في الصيف. لذلك ، من الضروري التأكد من أن الزهور الداخلية لا تنتهي في مسودة ، قم بإزالتها عند فتح النوافذ.
تكيف النبات مع درجات الحرارة المرتفعة
تسمى قدرة النباتات على التكيف وتحمل التعرض لدرجات الحرارة المرتفعة تحمل الحرارة. يمكن للزهور المحبة للحرارة أن تتحمل ارتفاع درجة الحرارة لفترات طويلة ، بينما تحب الحرارة بشكل معتدل - على المدى القصير.
للحماية من درجات الحرارة المرتفعة ، تستخدم النباتات أنواعًا مختلفة من التكيف.
الأجهزة المورفولوجية والتشريحية هي بنية خاصة تساعد على منع ارتفاع درجة الحرارة. تشمل هذه السمات:
- سطح لامع من الأوراق والسيقان ، يعكس ضوء الشمس ؛
- زيادة كثافة النبات ، مما يعزز قدرة الأوراق على الانعكاس ويمنحها لونًا فاتحًا ؛
- الموقع الزوال أو الرأسي للأوراق ، مما يقلل من السطح الذي يمتص أشعة الشمس ؛
- التخفيض العام لسطح الورقة.
تساعد كل هذه الميزات أيضًا النبات على فقد كمية أقل من الماء.
تشمل التكيفات الفسيولوجية:
مقاومة النبات لدرجات الحرارة المنخفضة
لا توجد خصائص خاصة لتكيف النبات مع درجات الحرارة المنخفضة. ومع ذلك ، هناك أجهزة تحمي من مجموعة معقدة من الظروف المعاكسة - الرياح والبرودة وإمكانية التجفيف. من بين هؤلاء:
- انتشار قشور الكلى.
- سماكة طبقة الفلين.
- زغب الأوراق
- بشرة سميكة
- تدعيم الكلى لفصل الشتاء في الصنوبريات.
- أشكال خاصة للنمو وصغر الحجم ، على سبيل المثال ، الأوراق الصغيرة ، التقزم ، التقزم الداخلي ، الشكل الأفقي للنمو ؛
- تطوير جذور مقلصة سميكة وسميكة. في نهاية الخريف ، يجفون ويقل طولهم ، ويسحبون المصابيح والجذور وبراعم الشتاء إلى الأرض.
تساعد التكيفات الفسيولوجية على خفض درجة تجمد النسغ الخلوي وحماية الماء من التجمد. وتشمل هذه:
- زيادة تركيز النسغ الخلوي ؛
- Anabiosis هو القدرة على تعليق عمليات الحياة في النبات في ظل ظروف قاسية وتقليل الإنتاجية.
ما النباتات التي تتأثر بتقلبات درجات الحرارة؟
هناك تقلبات طبيعية في درجات الحرارة على مدار العام وطوال اليوم. كيف تتحمل النباتات المختلفة مثل هذه القطرات؟
لا تتسامح معظم الأزهار الداخلية مع التقلبات الشديدة في درجات الحرارة.. لذلك عندما تصبح أكثر برودة بمقدار 6-10 درجات ، تبدأ أوراق ديفنباخيا بالتحول إلى اللون الأصفر وتتلاشى ، ويتوقف النمو. يمكن ملاحظة نفس "الأعراض" في النباتات الأخرى. لذلك ، عند تهوية الغرفة في فصل الشتاء ، من الأفضل إزالة الزهور من حافة النافذة.
من المهم معرفة أن التغيير التدريجي في درجة الحرارة ، بمعدل لا يزيد عن 0.5 درجة في الساعة ، يمكن أن يتحمل معظم النباتات.
ومع ذلك ، هناك نباتات تتحمل عادة حتى التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة. وتشمل هذه الألوة ، سانسيفيرا ، كليفيا ، أسبيديسترا ، وغيرها.
أكثرها حراريًا ، وبالتالي لا يتحملها تغيرات درجات الحرارة القوية ، هم ممثلو الأزهار والنفضية المزخرفة لعائلات aroid و Begonia و Mulberry و bromeliad.
أكثر الضيوف تنوعًا محبًا للحرارة من المناطق الاستوائية: كالاديوم ، كودايوم.
تقلبات درجات الحرارة الطبيعية في المنزل
في الطبيعة ، هناك تغيير إيقاعي في درجة الحرارة: في الليل تنخفض ، وفي النهار ترتفع. تحدث نفس التغييرات على مدار العام ، عندما تتغير الفصول بسلاسة واحدة تلو الأخرى.
النباتات ، في بيئتها الطبيعية ، تتكيف مع هذه التغييرات.. الزهور الداخلية ، التي تنمو بشكل طبيعي في خطوط العرض المعتدلة ، تتحمل التغيرات في كمية الحرارة جيدًا ، بينما بالنسبة للضيوف من المناطق الاستوائية ، فإن هذه التقلبات في درجات الحرارة تكون أكثر إيلامًا.
لذلك ، في موسم البرد ، تتمتع النباتات الاستوائية بفترة سكون واضحة. بالنسبة لهم ، إنه مهم جدًا ، لأنه له تأثير إيجابي على المزيد من النمو والتطور.
من المهم معرفة أن النباتات الداخلية ستتأثر بشكل مفيد عندما تكون درجة الحرارة أثناء النهار أعلى بعدة درجات من الليل.
فيما يتعلق بدرجة الحرارة ، يتم تمييز الأنواع التالية من النباتات:
- 1. عشاق الحرارة، النباتات الضخمة ، المحبة للحرارة ، حيث تقع درجة الحرارة المثلى في منطقة درجات الحرارة المرتفعة.
- 2. محبي البرد، النباتات الحرارية الدقيقة ، المحبة للبرودة ، درجة الحرارة المثلى لها تقع في منطقة درجات الحرارة المنخفضة.
- 3. متوسط الحرارةالنباتات هي مجموعة وسيطة.
تميز مقاومة النباتات لدرجات الحرارة القصوى مقاومتها للحرارة ومقاومة الصقيع. لتأثير درجة الحرارة كعامل ، طورت النباتات الأرضية عددًا من التكيفات.
لذلك ، فإن النبات يحمي من ارتفاع درجة الحرارة:
- 1. النتح (يتطلب تبخر 1 غرام من الماء عند 20 درجة 500 سعرة حرارية)
- 2. السطح اللامع ، الزغب الكثيف ، الترتيب الرأسي للشفرات الضيقة (fescue ، عشب الريش) ، التخفيض العام لسطح الورقة - أي كل تلك الأجهزة التي تعمل على إضعاف تأثير الإشعاع الشمسي.
- 3. الفلين على اللحاء ، تجاويف الهواء على عنق الجذر - تكيفات مميزة للنباتات الصحراوية.
- 4. نوع من التكيف هو احتلال النباتات لمنافذ بيئية معينة محمية من الحرارة الزائدة.
- 5. تجربة الأشهر الحارة في حالة توقف الحركة أو في شكل بذور وأعضاء تحت الأرض.
تكيف خاص لتأثير البردالنباتات لا تفعل ذلك ، ولكن من مجموعة كاملة من العوامل غير المواتية المرتبطة بها (الرياح القوية ، وإمكانية الجفاف) ، فإن النبات محمي بميزات مورفولوجية مثل احتقان قشور الكلى ، وتقطير الكلى ، وطبقة الفلين السميكة ، بشرة سميكة. لوحظ تكيف غريب مع البرد في المرتفعات بأفريقيا في أشجار lobelia rosette أثناء برد الليل ، وتغلق وريدات الأوراق.
تساعد العناصر التالية أيضًا في الحماية من البرد:
- 1. صغر الحجم ، أو التقزم ، أو nanism. على سبيل المثال ، في قزم البتولا والصفصاف - بيتولا نانا ، سالكس بولاريس.
- 2. الأشكال الزاحفة - ثابت.
- 3. تجربة الأشهر الحارة في حالة توقف الحركة أو في شكل بذور أو أعضاء تحت الأرض.
- 4. نمط حياة خاص من نباتات الوسائد (في الخلنج) قادر على الحفاظ على درجة الحرارة في غليان الفروع 13 درجة مئوية أعلى من درجة الحرارة المحيطة.
- 5. التنمية منقبض- جذور مقلصة. في الخريف ، تجف هذه الجذور وتختصر وتضغط على براعم الشتاء في عمق التربة ، مما يمنع قوة الطفو في التربة الصقيعية).
بالنسبة لنباتات المناطق المعتدلة ، تعتبر الطرق الفسيولوجية للحماية من البرد أكثر تميزًا.
- 1. انخفاض درجة تجمد النسغ الخلوي (المزيد من السكريات القابلة للذوبان ، وزيادة نسبة الماء المرتبط بالغرواني). بشكل عام ، النباتات في هذا الصدد أقل تكيفًا من الحشرات.
- 2. انخفاض درجة الحرارة المثلى للعمليات الفسيولوجية. في الأشنات في القطب الشمالي ، على سبيل المثال ، يكون التمثيل الضوئي هو الأمثل عند 5 درجات ويمكن عند -10 درجة
- 3. نمو الثلوج في فترة ما قبل الربيع في العنب البري والزنبق وغيرها من المواد الزائلة.
- 4. أنابيوسيس- إجراء متطرف لحماية النبات - حالة من الراحة ، يستطيع النبات خلالها تحمل ما يصل إلى -200 درجة مئوية. في حالة السكون الشتوي ، تتميز مرحلة السكون العميق أو العضوي ، عندما لا تتفتح الفروع المقطوعة في الدفء ، ومرحلة السكون القسري في نهاية الشتاء. إشارة بداية الراحة هي تقليل اليوم.
اليوم أريد أن أنتبه إلى تأثير درجة الحرارة على النباتات. لا يخفى على أحد أن كل نوع من النباتات يتكيف مع منطقة مناخية معينة تتميز بدرجات حرارة معينة. تختلف درجة الحرارة على مدار العام واليوم ، في مكان ما في المناطق الاستوائية قليلاً ، وفي الممر الأوسط - من 40 درجة في الصيف إلى -30 في الشتاء. أصبحت التغيرات في درجات الحرارة جزءًا من دورة حياة النبات: تزداد دفئًا - بدأت البراعم ، ونزلات البرد في الخريف - نسقط الأوراق. غالبًا ما تخدع درجة الحرارة حتى الساعة البيولوجية للنباتات.
المشكلة الرئيسية للشقق الحرارة الزائدة. غالبًا ما تتمتع الشقة بدرجة حرارة ثابتة ، وأي تقلبات في المناخ المحلي للغرفة لا تتوافق على الإطلاق مع الغلاف الجوي خارج النافذة.
دعونا نلقي نظرة على كل موسم ونرى كيف يمكننا مساعدة أعشاب الحدائق على التكيف مع المناخ المحلي لشققنا.
صيف
أولاً ، ضع في اعتبارك الخيار بدون تكييف. يبدو أن درجة حرارة الغرفة في الصيف تقترب من ظروف الأرض المفتوحة. لكن اتضح أن درجة الحرارة في الشقة في الواقع أعلى قليلاً من درجة حرارة الشارع - نغلق النوافذ عندما نذهب إلى العمل ، ويخلق الزجاج تأثير الاحتباس الحراري ، ولا يوجد أدنى تيار ... هذا مجرد دفيئة تأثير على خلفية الهواء الجاف ، وليس الرطوبة العالية. في المساء ، عندما تدخل النباتات في حالة من النعاس ، نعطيها مروحة تهب. 
كما أن مكيف الهواء في المنزل يجفف الهواء قليلاً ، لذلك رش النباتات في الصباح والمساء ، ضع أكواب من الماء. يمكنك الحصول على شلال صغير مزخرف. لا ينبغي أن يؤدي تدفق الهواء من مكيف الهواء إلى هز أوراق النباتات - فالتدفق ضعيف ليس فقط من خلال النباتات الداخلية المزخرفة ، ولكن أيضًا بالأعشاب.
حل: ضع أكواب من الماء بين الأواني. تساعد الرطوبة النباتات على النجاة من حرارة الصيف. نباتات التظليل ، على سبيل المثال ، عن طريق إرفاق أوراق بيضاء أو غشاء عاكس بالزجاج (في حالة مواجهة النوافذ للجنوب والجنوب الشرقي).
يمكنك مساعدة النبات قليلاً على التكيف مع الحرارة بمساعدة الهرمونات النباتية. على سبيل المثال Epin أو Zircon. تزيد هذه الأدوية من مقاومة النباتات للجفاف والحرارة وتغير التربة وقلة الضوء.
الخريف و الشتاء
اعتبارًا من أكتوبر ، تدخل معظم توابلنا المعمرة تدريجيًا في مرحلة نائمة ، تذبل وتنتظر اللحظة التي نجد فيها مكانًا مظلمًا باردًا لها. هناك حاجة إلى مثل هذه الشروط ، على سبيل المثال ، الزعتر (الزعتر). يمكن أن يكون لوجيا مزججًا ، حيث لا تقل درجة الحرارة في الشتاء عن 5 درجات. الأعشاب الشتوية في شقة تستحق مقالة منفصلة.
في فصل الشتاء ، في شقتنا المتوسطة ، لم ترتفع درجة الحرارة عن 18 درجة. ترتفع درجة حرارة عتبة النافذة التي تقف عليها النباتات ، مما يؤدي إلى جفاف التربة.
حل: أفعل ذلك - أقوم بلف منشفة الحمام ووضعها بين عتبة النافذة والرادياتير ، وبالتالي تبديد الحرارة. ومع ذلك ، هذا صحيح بالنسبة للنباتات غير النائمة ، مثل إكليل الجبل والزعتر. على الرغم من أنه يجب إرسالها إلى مكان أكثر برودة (10-12 درجة) ، ولكن مكان مشرق.
ربيع
في الربيع ، تدخل أعشابنا مرحلة من النمو المكثف ، فنحن نزرع النباتات - خلال هذه الفترة تحتاج النباتات إلى مزيد من الحرارة. لا يأتي الربيع دائمًا وفقًا للتقويم ، لذلك قد تكون هناك حاجة إلى القليل من الإحماء.
حل: أمارس الري الدافئ ، حوالي 30 درجة.
قم بتهوية الغرف في المساء ، بغض النظر عن الموسم. هذا مفيد ليس فقط للنباتات ، ولكن أيضًا بالنسبة لنا.
الأضرار التي لحقت بالنباتات بسبب البرد والصقيع. من المعتاد في علم البيئة النباتية التمييز بين تأثيرات البرد (انخفاض درجة الحرارة الإيجابية) والصقيع (درجات الحرارة السلبية). يعتمد التأثير السلبي للبرودة على مدى انخفاض درجة الحرارة ومدة التعرض لها. تؤثر درجات الحرارة المنخفضة غير الشديدة بالفعل سلبًا على النباتات ، لأنها تمنع العمليات الفسيولوجية الرئيسية (التمثيل الضوئي ، والنتح ، وتبادل المياه ، وما إلى ذلك) ، وتقلل من كفاءة الطاقة في التنفس ، وتغير النشاط الوظيفي للأغشية ، وتؤدي إلى غلبة التحليل المائي. ردود الفعل في التمثيل الغذائي. خارجياً ، يترافق الضرر الناجم عن البرد مع فقدان النتوءات بالأوراق وتغير في لونها بسبب تدمير الكلوروفيل. يتباطأ النمو والتنمية بشكل حاد. وهكذا ، تفقد أوراق الخيار (Cucumis sativus) التورم عند 3 درجات مئوية في اليوم الثالث ، ويذبل النبات ويموت بسبب انتهاك توصيل المياه. ولكن حتى في بيئة مشبعة ببخار الماء ، فإن درجات الحرارة المنخفضة تؤثر سلبًا على عملية التمثيل الغذائي للنباتات. في عدد من الأنواع ، يشتد تفكك البروتينات وتتراكم أشكال النيتروجين القابلة للذوبان.
السبب الرئيسي للتأثير الضار لدرجات الحرارة الإيجابية المنخفضة على النباتات المحبة للحرارة هو انتهاك النشاط الوظيفي للأغشية بسبب انتقال الأحماض الدهنية المشبعة من حالة بلورية سائلة إلى هلام. نتيجة لذلك ، من ناحية ، تزداد نفاذية الأغشية للأيونات ، ومن ناحية أخرى ، تزداد طاقة تنشيط الإنزيمات المرتبطة بالغشاء. ينخفض معدل التفاعلات المحفزة بواسطة إنزيمات الغشاء بشكل أسرع بعد انتقال الطور من معدل التفاعلات المرتبطة بالإنزيمات القابلة للذوبان. كل هذا يؤدي إلى تغييرات غير مواتية في عملية التمثيل الغذائي ، وزيادة حادة في كمية المواد السامة الذاتية ، والتعرض المطول لدرجات حرارة منخفضة - إلى موت النبات (VV Polevoy ، 1989). لذلك ، عندما تنخفض درجة الحرارة إلى عدة درجات فوق 0 درجة مئوية ، تموت العديد من النباتات الاستوائية وشبه الاستوائية. موتهم أبطأ مما كان عليه أثناء التجميد ، وهو نتيجة لاضطراب العمليات الكيميائية الحيوية والفسيولوجية في الجسم ، الذي يجد نفسه في بيئة غير عادية.
تم تحديد العديد من العوامل التي لها تأثير ضار على النباتات في درجات الحرارة المنخفضة: فقدان الحرارة ، وتمزق الأوعية الدموية ، والجفاف ، وتكوين الجليد ، وزيادة الحموضة وتركيز عصارة الخلايا ، إلخ. عادة ما يرتبط موت الخلايا من الصقيع بخلل في التمثيل الغذائي للبروتين والحمض النووي ، وكذلك بانتهاك مهم بنفس القدر لنفاذية الغشاء ووقف تدفق المستوعبات. نتيجة لذلك ، تبدأ عمليات التحلل في التغلب على عمليات التوليف ، وتتراكم السموم ، وتضطرب بنية السيتوبلازم.
العديد من النباتات ، دون أن تتضرر عند درجات حرارة تزيد عن 0 درجة مئوية ، يتم إحباطها من خلال تكوين الجليد في أنسجتها. في الأعضاء المائيّة غير المتصلبة ، يمكن أن يتكوّن الجليد في بروتوبلاستس ، ومساحات بين الخلايا ، وجدران خلوية. حدد G.A.Samygin (1974) ثلاثة أنواع من تجميد الخلايا ، اعتمادًا على الحالة الفسيولوجية للكائن الحي واستعداده للشتاء. في الحالة الأولى ، تموت الخلايا بعد تكوين الجليد السريع ، أولاً في السيتوبلازم ثم في الفجوة. النوع الثاني من التجميد مرتبط بالجفاف وتشوه الخلية أثناء تكوين الجليد بين الخلايا (الشكل 7.17). يُلاحظ النوع الثالث من موت الخلايا مع مزيج من تكوين الجليد بين الخلايا وداخل الخلايا.
عند التجميد ، وكذلك نتيجة الجفاف ، تتخلى البروتوبلاست عن الماء ، وتتقلص ، ويزيد محتوى الأملاح والأحماض العضوية المذابة فيها إلى تركيزات سامة. يؤدي هذا إلى تعطيل أنظمة الإنزيم المشاركة في الفسفرة وتخليق ATP. تستمر حركة الماء والتجميد حتى يتم إنشاء توازن قوى الامتصاص بين الجليد والماء في البروتوبلاست. ويعتمد ذلك على درجة الحرارة: عند درجة حرارة -5 درجة مئوية ، يحدث التوازن عند 60 بار ، وعند -10 درجة مئوية بالفعل عند 120 بار (V.Larcher ، 1978).
مع التعرض الطويل للصقيع ، تنمو بلورات الثلج إلى حجم كبير ويمكن أن تضغط على الخلايا وتتلف غشاء البلازما. تعتمد عملية تكوين الجليد على معدل انخفاض درجة الحرارة. إذا كان التجميد بطيئًا ، فسيكون الجليد
أرز. 7.17. مخطط تلف الخلايا الناجم عن تكوين الجليد خارج الخلية والذوبان (وفقًا لـ J.P. Palt ، P.H. Lee ، 1983)
تتطور خارج الخلايا ، وعندما تذوب تبقى على قيد الحياة. عندما تنخفض درجة الحرارة بسرعة ، لا يكون لدى الماء وقت لاختراق جدار الخلية ويتجمد بينه وبين البروتوبلاست. يؤدي هذا إلى تدمير الطبقات المحيطية للسيتوبلازم ، ومن ثم إتلاف الخلية بشكل لا رجعة فيه. مع انخفاض سريع جدًا في درجة الحرارة ، لا يتوفر لدى الماء الوقت لمغادرة البروتوبلاست وتنتشر بلورات الجليد بسرعة في جميع أنحاء الخلية. وبالتالي ، تتجمد الخلايا بسرعة في حالة عدم توفر الوقت الكافي لتصريف المياه منها. لذلك ، فإن نقله السريع إلى الفراغات بين الخلايا مهم ، والذي يتم تسهيله من خلال الحفاظ على نفاذية عالية للأغشية المرتبطة بمحتوى عالٍ من الأحماض الدهنية غير المشبعة في تركيبها (V.V. Polevoy ، 1989). في النباتات المصلبة عند درجات حرارة سالبة ، "لا تتجمد" الأغشية ، وتحتفظ بنشاطها الوظيفي. تزداد مقاومة الخلية للصقيع أيضًا إذا كان الماء مرتبطًا بقوة بهياكل السيتوبلازم.
يمكن أن يتسبب الصقيع في تعطيل بنية الأغشية بشدة. يتم تجفيف البروتينات الغشائية والتشويه ، مما يؤدي إلى تعطيل نشاط السكر النشط وأنظمة نقل الأيونات. إن طي البروتينات تحت تأثير الصقيع هو سمة خاصة للنباتات الجنوبية ، التي تموت قبل أن يتشكل الجليد. ويرافق التحلل الفاتر للمكونات الدهنية للأغشية التحلل المائي للفوسفوليبيد وتشكيل حمض الفوسفوريك. نتيجة لذلك ، تفقد الأغشية التالفة نصف نفاذية ، ويزداد فقدان الماء من الخلايا ، وينخفض التورم ، وتمتلئ الفراغات بين الخلايا بالماء ، ويتم غسل الأيونات الضرورية بشكل مكثف من الخلايا.
يضر الصقيع أيضًا بالنظام الصباغ للنباتات. علاوة على ذلك ، غالبًا ما يقترن تأثير إجهاد درجة الحرارة في الشتاء بتلف الأعضاء الممتلئة بالضوء. لذلك ، في البلاستيدات الخضراء للإبر ، تتلف سلسلة نقل الإلكترون ، لكن هذه الأضرار قابلة للعكس. في النباتات الشتوية ، يزيد محتوى الكاروتينات ، مما يحمي الكلوروفيل من التلف الناتج عن الضوء. يعد الحفاظ على الأصباغ والتمثيل الضوئي أمرًا مهمًا لمقاومة النبات في كل من الخريف ، عندما يتم تصنيع المركبات الواقية في درجات حرارة منخفضة موجبة ، وفي الشتاء الشتوي. في درجات الحرارة السالبة ، تعوض الحبوب الشتوية جزئيًا تكاليف الحفاظ على الصلاحية في ظل ظروف مرهقة بسبب التمثيل الضوئي (L.G. Kosulina et al. ، 1993).
يمكن أن يسبب الصقيع أيضًا ضررًا ميكانيكيًا للكائنات الحية النباتية. في هذه الحالة ، تتأثر جذوع الأشجار والفروع الكبيرة بشكل خاص. في الشتاء ، مع التبريد الليلي القوي ، يفقد الجذع الحرارة بسرعة. يبرد اللحاء والطبقات الخارجية من الخشب بشكل أسرع من الجزء الداخلي من الجذع ، لذلك يتم إنشاء إجهاد كبير فيها ، والذي يؤدي ، مع التغيير السريع في درجة الحرارة ، إلى التكسير الرأسي للشجرة.
بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن حدوث تشققات عرضية وانفصال القشرة. يتم إغلاق شقوق الصقيع أثناء العمل النشط للكامبيوم ، ولكن إذا لم يكن هناك وقت لتشكل طبقات جديدة من الخشب ، تنتشر الشقوق على طول نصف القطر في الجذع. تنتقل العدوى إليهم ، والتي تخترق الأنسجة المجاورة وتعطل نظام التوصيل ويمكن أن تؤدي إلى موت الشجرة.
يحدث تلف الصقيع أثناء النهار. أثناء الصقيع لفترات طويلة ، خاصة في الطقس المشمس ، يمكن أن تجف أجزاء من النباتات التي ترتفع فوق الثلج بسبب عدم التوازن في النتح وامتصاص الماء من التربة الباردة (ضغط الخلية أثناء الجفاف وتكوين الجليد ، وتجميد النسغ الخلوي مهم أيضًا). في النباتات الخشبية في المناطق ذات الشتاء المشمس (شرق سيبيريا ، شمال القوقاز ، القرم ، إلخ) ، لوحظت "حروق" الشتاء والربيع على الجانب الجنوبي من الفروع وجذوع الشباب غير المحمية. في أيام الشتاء والربيع الصافية ، تسخن خلايا الأجزاء غير المشدودة من النباتات وتفقد مقاومة الصقيع ولا تتحمل الصقيع اللاحق. وفي غابات التندرا ، يمكن أن يتشكل ضرر الصقيع أيضًا في الصيف أثناء الصقيع. الشجيرات الصغيرة معرضة بشكل خاص لها. يبرد الكامبيوم الخاص به بسرعة ، حيث لم تتشكل طبقة عازلة للحرارة كافية من اللحاء ، وبالتالي فإن السعة الحرارية للجذوع الرقيقة منخفضة. هذه التأثيرات خطيرة بشكل خاص في منتصف الصيف ، عندما يكون نشاط الكامبيوم في أقصى حد (MA Gurskaya ، S.G. Shiyatov ، 2002).
يؤدي انضغاط التربة المتجمدة وتشققها إلى تلف ميكانيكي وتمزق الجذور. كما يمكن أن يؤدي "الانتفاخ" المتجمد للنباتات الناتج عن التجميد غير المتكافئ والتوسع في رطوبة التربة. في هذه الحالة ، تنشأ قوى تدفع النبات خارج التربة. نتيجة لذلك ، تنقلب الأحمق من الداخل إلى الخارج ، وتتعرض الجذور وتقطع ، وتتساقط الأشجار. تلخيصًا للبيانات الخاصة بأضرار الشتاء التي تلحق بالنباتات ، بالإضافة إلى مقاومة البرد ومقاومة الصقيع المناسبة ، والتي تعكس القدرة على تحمل التأثير المباشر لدرجات الحرارة المنخفضة ، تتميز قسوة الشتاء أيضًا في البيئة - القدرة على تحمل جميع ظروف الشتاء المعاكسة (التجميد) ، التخميد ، الانتفاخ ، إلخ). في الوقت نفسه ، لا تحتوي النباتات على تكيفات شكلية خاصة تحمي فقط من البرد ، وفي الموائل الباردة ، تتم الحماية من مجموعة كاملة من الظروف غير المواتية (الرياح ، الجفاف ، البرد ، إلخ).
يؤثر البرد على النبات ليس فقط بشكل مباشر (من خلال الاضطرابات الحرارية) ، ولكن أيضًا بشكل غير مباشر ، من خلال "الجفاف الشتوي" الفسيولوجي. مع الإضاءة والاحترار الشتوي المكثف ، يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الهواء درجة حرارة التربة. تعمل الأجزاء الهوائية من النباتات على زيادة النتح ، كما أن امتصاص الماء من التربة الباردة يتباطأ.
نتيجة لذلك ، يزداد الضغط الأسموزي في النبات ويحدث نقص في الماء. مع الطقس البارد المطول والتشمس الشديد ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى إصابات مميتة. يتفاقم التأثير المهول للبرودة بسبب رياح الشتاء التي تزيد من النتح. يقلل انخفاض الجفاف الشتوي من سطح النتح ، والذي يحدث أثناء سقوط الأوراق في الخريف. تنتشر النباتات الشتوية الخضراء بقوة في الشتاء. قرر R.Tren (1934) أنه بالقرب من هايدلبرغ ، ظهرت براعم العنب البري (Vaccinium myrtillus) بشكل مكثف ثلاث مرات أكثر من إبر التنوب (Picea) والصنوبر (Pinus). كان نتح هيذر (Calluna vulgaris) أكثر كثافة 20 مرة. وتبخرت براعم الضفدع (Linaria cymbalaria) و Parietaria ramiflora التي ظلت حية حتى فصل الشتاء على جدران المنازل بنسبة 30-50 مرة أكثر من أنواع الأشجار. في بعض الموائل ، يمكن تقليل الجفاف الشتوي بشكل كبير. على سبيل المثال ، النباتات الموجودة تحت الجليد أو في شقوق الجدران تنفق رطوبة أقل بكثير أثناء النتح وأثناء الذوبان يمكن أن يعوض نقص المياه.
تحديد مقاومة البرد للنباتات
يشمل مفهوم الصدمة الباردة المجموعة الكاملة من استجابات النباتات لعمل البرد أو الصقيع ، علاوة على ذلك ، التفاعلات المقابلة للنمط الوراثي للنبات والتي تتجلى على مستويات مختلفة من تنظيم الكائن الحي للنبات من الجزيئي إلى العضوي.
مقاومة البرد - قدرة النباتات المحبة للحرارة على تحمل تأثير درجات الحرارة المنخفضة الإيجابية. النباتات المقاومة للبرد هي تلك التي لم تتضرر ولا تقلل من إنتاجيتها عند درجات حرارة من 0 إلى + 10 درجة مئوية.
بالنسبة لمعظم المحاصيل ، تكون درجات الحرارة الإيجابية المنخفضة غير ضارة تقريبًا. تتمتع الأعضاء المنفصلة للنباتات المحبة للحرارة بمقاومة مختلفة للبرد. في الذرة والحنطة السوداء ، تموت السيقان بشكل أسرع ، في الأرز ، الأوراق أقل مقاومة ، في فول الصويا ، تتلف الأعناق أولاً ، ثم شفرات الأوراق ، وفي الفول السوداني ، يكون نظام الجذر أكثر حساسية للبرد.
عند التعرض للبرد ، يحدث فقد في الأوراق بسبب انتهاك توصيل الماء للأعضاء الناقلة ، مما يؤدي إلى انخفاض محتوى الماء داخل الخلايا. تكثف عمليات التحلل المائي ، نتيجة لذلك ، النيتروجين غير البروتيني (البرولين والمركبات النيتروجينية الأخرى) ، تتراكم السكريات الأحادية. يزداد عدم تجانس البروتين وكميته وخاصة الوزن الجزيئي المنخفض (26 ، 32 كيلو دالتون).
زيادة نفاذية الغشاء. ينتمي هذا التفاعل إلى الآليات الأساسية للتعرض للبرد. يرتبط التغيير في حالة الأغشية عند درجات الحرارة المنخفضة إلى حد كبير بفقدان أيونات الكالسيوم. في القمح الشتوي ، إذا لم يكن التأثير قويًا جدًا ، تفقد أغشية الخلايا أيونات الكالسيوم ، وتزداد النفاذية ؛ الأيونات المختلفة ، البوتاسيوم في المقام الأول ، وكذلك الأحماض والسكريات العضوية ، تخرج من السيتوبلازم في جدار الخلية أو الفراغات بين الخلايا. تدخل أيونات الكالسيوم أيضًا إلى جدار الخلية ، لكن تركيزها في السيتوبلازم يزداد أيضًا ، ويتم تنشيط H + -ATPase. يؤدي نقل البروتون النشط إلى نقل نشط ثانوي ، وتعود أيونات البوتاسيوم إلى الخلية. ونتيجة لذلك يزداد امتصاص الماء والمواد التي تركت الخلية ، أي يدخلها عصير الخلية من الفضاء خارج الخلية ، مما يؤدي إلى استعادة حالتها بعد التلف (الشكل 24 أ).
تحت تأثير درجة حرارة منخفضة ، يكون فقدان أيونات الكالسيوم بواسطة الأغشية كبيرًا جدًا. نتيجة للتعرض القوي ، تزداد كمية أيونات الكالسيوم في السيتوبلازم ، وتضطرب هياكل الغشاء ، وكذلك وظائف الإنزيمات المرتبطة بالغشاء. يتم تعطيل H + -ATPase ، ويتم تنشيط الفوسفوليبيدات ، مما يؤدي إلى تسرب الأيونات ويحفز تحلل الدهون الغشائية. في هذه الحالة ، يصبح الضرر غير قابل للإصلاح.
ترتبط التغييرات في نفاذية الغشاء أيضًا بالتغيرات في مكونات الأحماض الدهنية: تنتقل الأحماض الدهنية المشبعة من الحالة البلورية السائلة إلى حالة الهلام قبل الأحماض غير المشبعة. لذلك ، كلما زادت الأحماض الدهنية المشبعة في الغشاء ، زادت صلابة. أقل قابلية. مع زيادة مستوى الأحماض الدهنية غير المشبعة ، كان من الممكن تقليل الحساسية لانخفاض درجة الحرارة.
يتم أيضًا تعزيز تفكك الأغشية من خلال زيادة محتوى الجذور الحرة ، مما يشير إلى زيادة بيروكسيد الدهون (LPO). على سبيل المثال ، في الأرز عند 2 درجة مئوية ، انخفض نشاط إنزيم مضادات الأكسدة SOD في الأنسجة وزاد محتوى malondialdehyde (MDA) ، المنتج النهائي لـ LPO. عندما عولجت توكوفيرول ، انخفضت كمية MDA.
يؤدي انتهاك سلامة الأغشية إلى تفكك الهياكل الخلوية: تنتفخ الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء ، وينخفض عدد الكريستيات والثيلاكويدات فيها ، وتظهر الفجوات ، وتشكل EPR دوائر متحدة المركز ، بما في ذلك من تونوبلاست داخل الفجوة. هذه تغييرات غير محددة.
بسبب تفكك أغشية الثايلاكويد للبلاستيدات الخضراء ، فإن عملية التمثيل الضوئي مضطربة ، والتي تتعلق بكل من ETC وإنزيمات دورة كالفين.
ويلاحظ أيضًا حدوث تلف لعملية التنفس أثناء التعرض للبرد ، ويرتبط انخفاض كفاءة الطاقة بتكاليف إضافية للحفاظ على التمثيل الغذائي. يزداد نشاط طريقة التنفس البديلة. في بعض الحالات ، على سبيل المثال ، في aroids ، يساهم تكثيف هذا المسار في زيادة درجة حرارة الأزهار في الطقس البارد ، وهو أمر ضروري لتبخر الزيوت الأساسية التي تجذب الحشرات. تتغير نسبة المسارات التنفسية أيضًا لصالح مسار فوسفات البنتوز.
في النباتات المحبة للحرارة ، يحدث التثبيط الكامل لعملية التمثيل الضوئي عند 0 درجة مئوية ، بسبب هناك انتهاك لأغشية البلاستيدات الخضراء وفك اقتران نقل الإلكترون والفسفرة الضوئية. في أصناف الذرة غير المقاومة للبرد ، بعد 20 ساعة من تأثير درجة حرارة + 30 درجة مئوية ، تتفكك البلاستيدات الخضراء وتتلف الأصباغ. في المواد الهجينة المقاومة للبرودة ، مثل الذرة ، لا يؤثر تأثير درجة حرارة + 3 درجة مئوية على تكوين الأصباغ وهيكل البلاستيدات الخضراء.
يعتمد تأثير درجة الحرارة على التمثيل الضوئي على الإضاءة. يكون تكوين الكلوروفيل في أوراق الخيار عند درجة حرارة تصلب (+15 درجة مئوية) أقل تثبيطًا تحت الإضاءة المنخفضة. يُثبط النمو ، ويتغير توازن الهرمونات النباتية - يزداد محتوى ABA (بشكل رئيسي في الأصناف والأنواع المقاومة) ، ويقل الأوكسين. يؤدي انخفاض درجة الحرارة أيضًا إلى تغييرات في عمليات النقل: ينخفض امتصاص NO3 ، ويزيد NH4 ، خاصة في النباتات المكيفة. يعتبر نقل ثاني أكسيد النيتروجين من الجذور إلى الأوراق هو الأكثر عرضة للخطر تحت تأثير درجات الحرارة المنخفضة.
يؤدي التعرض المطول لدرجات الحرارة المنخفضة إلى موت النبات. الأسباب الرئيسية لموت النبات هي زيادة لا رجعة فيها في نفاذية الأغشية ، وتلف التمثيل الغذائي للخلايا ، وتراكم المواد السامة.
