Prezentare pe tema: „Efectul temperaturilor extreme asupra plantelor. Influență asupra plantelor cu temperaturi scăzute. Repaus de iarnă, stratificare, vernalizare. Rezistenta la inghet, rezistenta la iarna, procese de intarire si rasfat a plantelor. Efectul asupra plantelor de temperatură scăzută.
Când îngrijiți plantele de interior, este important să respectați regimul de temperatură care este potrivit pentru acestea. Într-adevăr, în sălbăticie, fiecare dintre ele crește într-o anumită zonă climatică și este adaptat acestor condiții de existență.
Acasă, este aproape imposibil să creați un climat tropical, subtropical sau semi-deșert pentru ei, dar ar trebui să încercați să respectați un regim similar de temperatură, altfel planta își poate pierde efectul decorativ și chiar să moară.
În articol vom lua în considerare efectul temperaturii asupra creșterii și dezvoltării plantelor.
Efectul temperaturii asupra plantelor
Dacă o plantă este prevăzută cu temperatura la care este adaptată, aceasta crește bine, se dezvoltă și înflorește abundent. Dar adesea cultivatorii de flori au dificultăți în a asigura regimul de temperatură dorit.
În ciuda faptului că multe flori de interior provin de la tropice, ele nu tolerează temperaturile ridicate.. În climatul lor natal, căldura verii este însoțită de umiditate ridicată, spre deosebire de clima din zona de mijloc. Prin urmare, adesea odată cu creșterea temperaturii, se observă uscarea mai întâi a vârfului, iar apoi a întregii foi.
Pe lângă creșterea temperaturii, pentru multe plante scăderea acesteia este dăunătoare.
Temperaturile scăzute din cameră, însoțite de o creștere a umidității, sunt tipice pentru perioadele de toamnă și primăvară înainte de pornire și după oprirea încălzirii. În acest moment, cazurile de degradare a sistemului radicular al plantelor devin mai frecvente, iar dacă temperatura scade semnificativ, frunzele acestora se pot îndoi și cădea. Plantele reacţionează, de asemenea, la o scădere bruscă a temperaturii.
Temperatură ridicată pentru plante
Nu toate plantele de interior tolerează bine căldura verii. Mulți dintre ei suferă de temperaturi ridicate și umiditate scăzută în regiunile temperate. Pentru a proteja florile de interior de temperaturile neobișnuite, aplicați udare abundentă, pulverizare și umbrire.
Verile tropicale sunt caracterizate de umiditate ridicată. În același timp, plantele tolerează cu ușurință temperaturi de până la 30ºС. O creștere a umidității în cameră este facilitată de o bună umezire a comei pământești și de pulverizarea frunzelor plantei.
Pentru locuitorii zonelor tropicale, pe lângă udarea frecventă, este potrivit să instalați oala într-o tavă cu nisip umezit.. Pulverizarea se poate face zilnic cu apă la temperatura camerei.
Adesea, vara, planta suferă nu atât de temperatura ridicată, cât de acțiunea luminii directe a soarelui. Pentru a evita arsurile pe frunze și, în același timp, pentru a reduce temperatura aerului în care trăiește planta, trebuie să o puneți la umbră sau să o acoperiți de soare cu hârtie albă.
Efectul temperaturilor scăzute asupra plantelor
Întreținerea pe timp de iarnă a plantelor de interior este întotdeauna diferită de vară.
În timpul iernii, majoritatea plantelor au nevoie de ea, pentru că în patria lor regimul de temperatură se schimbă. De obicei, florile de interior nu ar trebui să crească iarna, iar pentru aceasta sunt ținute la temperaturi scăzute și udare slabă.
Există specii care sunt insensibile la schimbările de temperatură și nu au o perioadă de repaus pronunțată. Restul ar trebui să hiberneze la temperaturile la care sunt adaptate.
Plante tolerante la temperaturi extreme
Unele specii nepretențioase aproape că nu reacționează deloc la scăderea sau creșterea temperaturii. Sunt foarte rezistente la influențele temperaturii și nu necesită menținerea unei anumite temperaturi în timpul iernii.
Acestea sunt astfel de plante decorative cu frunze:,. Ele pot fi păstrate iarna la temperatura camerei, dar pot rezista la o scădere a acesteia la plus 5-10ºС.
Multe specii de conifere cresc în rezistă chiar și la înghețurile scurte. Pelargoniul este, de asemenea, foarte rezistent, care elimină frunzele numai atunci când temperatura scade sub 0ºС.
Luați în considerare grupurile de plante în raport cu temperatura.
Acest articol este des citit:
plante de interior iubitoare de căldură
Există multe specii care nu tolerează temperaturile scăzute. Dacă temperatura aerului scade la 10-13ºС, frunzele lor se îndoaie și cad.
Astfel de plante fragede iubitoare de căldură includ:,, fittonia. Temperatura optimă pentru iernarea lor este de 15-20ºС.
Plante care au nevoie de răcoare
Iernarea rece este necesară în principal pentru plantele cu flori, care, după o perioadă de repaus, încep să crească intens și să înflorească. Acest , .
Printre cei care iernează în răcoare se numără și plante ornamentale cu frunze.. Acestea sunt câteva tipuri de ficusi, ferigi, Kalanchoe. Toate aceste plante se recomandă să fie păstrate iarna la o temperatură de 8-15ºС.
Plante care necesită depozitare la rece
Printre florile de interior, se numără cele cultivate la temperatura scăzută a camerei. Acestea sunt în principal suculente, care nu ar trebui să crească iarna. Creșterea suculentelor cu o zi de lumină scurtă duce la alungire. Ele slăbesc, își pierd aspectul decorativ, nu înfloresc.
Aproape toate tipurile de cactusi necesită iernare la o temperatură de 5-8ºС cu udare foarte rar o dată pe lună sau mai puțin. La aceeași temperatură, unele specii, aeoniums, hibernează.
Agave poate fi, de asemenea, păstrat la temperaturi mai scăzute - până la 0ºС.
Multe culturi bulboase și tuberculi de gloxinia conțin și iarna la temperaturi de aproximativ 8ºС, care le stimulează creșterea și înflorirea primăvara.
Am examinat clasificarea plantelor în funcție de temperatură.
Protecția florilor în timpul aerisirii
Aerisirea este necesară pentru plantele de interior, deoarece au nevoie de aer proaspăt. Acest dezavantaj se confruntă mai ales iarna, când ferestrele sunt închise din cauza frigului iernii. Cu toate acestea, ventilația de iarnă trebuie efectuată cu mare atenție pentru a nu scădea brusc temperatura din cameră și pentru a nu dăuna plantelor.
Puteți face o ventilație treptată a încăperii prin camera intermediară, al cărei aer a fost deja actualizat.
În acest caz, aerul proaspăt se va muta treptat în camera cu plante și nu va duce la o scădere puternică a temperaturii.
Cel mai simplu mod de a aerisi camera este să duci florile într-o altă cameră..
Mai ales trebuie să aveți grijă de acele plante care sunt mai aproape de fereastră, deoarece acolo temperatura poate atinge valorile limită pentru ele. Se recomandă să le readuceți numai după ce regimul de temperatură revine la normal.
Pe lângă scăderea temperaturii în timpul ventilației, există și riscul de curenți. Multe specii reacţionează negativ la curenţi prin scăparea frunzelor, iar acest lucru se poate întâmpla chiar şi vara. Prin urmare, este necesar să vă asigurați că florile de interior nu ajung într-un curent de aer, îndepărtați-le atunci când deschideți ferestrele.
Adaptarea plantelor la temperaturi ridicate
Capacitatea plantelor de a se adapta și tolera expunerea la temperaturi ridicate se numește toleranță la căldură. Florile iubitoare de căldură pot rezista la supraîncălzirea prelungită, în timp ce sunt moderat iubitoare de căldură - pe termen scurt.
Pentru a se proteja de temperaturile ridicate, plantele folosesc diferite tipuri de adaptare.
Dispozitivele morfologice și anatomice sunt o structură specială care ajută la prevenirea supraîncălzirii. Aceste trăsături includ:
- Suprafața strălucitoare a frunzelor și tulpinilor, reflectând lumina soarelui;
- Pubescența densă a plantei, care sporește capacitatea frunzelor de a reflecta și le conferă o culoare deschisă;
- Poziția meridională sau verticală a frunzelor, care reduce suprafața care absoarbe razele solare;
- Reducerea generală a suprafeței frunzelor.
Toate aceste caracteristici ajută planta să piardă mai puțină apă.
Adaptările fiziologice includ:
Rezistența plantelor la temperaturi scăzute
Nu există proprietăți speciale de adaptare a plantelor la temperaturi scăzute. Cu toate acestea, există dispozitive care protejează împotriva unui complex de condiții nefavorabile - vânt, frig, posibilitatea de uscare. Printre acestea se numără:
- Pubescența solzilor renali;
- Îngroșarea stratului de plută;
- pubescența frunzelor;
- Cuticula îngroșată;
- Rășinarea rinichilor pentru iarnă la conifere;
- Forme speciale de creștere și dimensiuni mici, de exemplu, frunze mici, pitici, internoduri apropiate, formă de creștere orizontală;
- Dezvoltarea rădăcinilor contractile groase și cărnoase. La sfârșitul toamnei, se usucă și scad în lungime, atragând în pământ bulbi, rădăcini, muguri de iernare.
Adaptările fiziologice ajută la scăderea punctului de îngheț al sevei celulare și protejează apa de îngheț. Acestea includ:
- Creșterea concentrației de seva celulară;
- Anabioza este capacitatea de a suspenda procesele de viață într-o plantă în condiții extreme și de a reduce productivitatea.
Ce plante sunt afectate de fluctuațiile de temperatură?
Atât pe tot parcursul anului, cât și pe tot parcursul zilei există fluctuații naturale de temperatură. Cum tolerează diferitele plante astfel de picături?
Majoritatea florilor de interior nu tolerează fluctuații puternice de temperatură.. Așadar, când se răcește cu 6-10 grade, frunzele de dieffenbachia încep să se îngălbenească și să se estompeze, iar creșterea se oprește. Aceleași „simptome” pot fi observate și la alte plante. Prin urmare, atunci când aerisiți o cameră în timpul iernii, este mai bine să îndepărtați florile de pe pervaz.
Este important de știut că o schimbare treptată a temperaturii, cu o rată de cel mult 0,5 grade pe oră, poate tolera majoritatea plantelor.
Cu toate acestea, există plante care tolerează în mod normal chiar și fluctuații mari de temperatură. Acestea includ aloe, sansiviera, clivia, aspidistra și altele.
Cele mai termofile și, prin urmare, slab tolerate de schimbările puternice de temperatură, sunt reprezentanții înfloriți și decorativ-foioase ai familiilor aroid, begonia, dud și bromeliacee.
Cei mai iubitori de căldură oaspeți variați de la tropice: caladium, codiaum.
Fluctuațiile naturale ale temperaturii acasă
În natură, există o schimbare ritmică a temperaturii: noaptea scade, iar ziua crește. Aceleași schimbări apar pe tot parcursul anului, când anotimpurile se schimbă lin unul după altul.
Plantele, în mediul lor natural, se adaptează la astfel de schimbări.. Florile de interior, care cresc în mod natural la latitudini temperate, tolerează bine schimbările cantității de căldură, în timp ce pentru oaspeții de la tropice astfel de fluctuații de temperatură sunt mai dureroase.
Prin urmare, în sezonul rece, plantele tropicale au o perioadă de repaus pronunțată. Pentru ei, este foarte important, deoarece are un efect pozitiv asupra creșterii și dezvoltării ulterioare.
Este important de știut că plantele de interior vor fi afectate benefic atunci când temperatura din timpul zilei este cu câteva grade mai mare decât cea din timpul nopții.
În funcție de temperatură, se disting următoarele tipuri de plante:
- 1. Termofilii, plante megatermale, iubitoare de căldură, al căror optim de temperatură se află în regiunea temperaturilor ridicate.
- 2. Criofilii, plante microtermale, iubitoare de frig, al căror optim de temperatură se află în zona temperaturilor scăzute.
- 3. Mezotermal plantele sunt un grup intermediar.
Rezistența plantelor la temperaturi extreme le caracterizează rezistența la căldură și rezistența la îngheț. La efectul temperaturii ca factor, plantele terestre au dezvoltat o serie de adaptări.
Deci, planta protejează de supraîncălzire:
- 1. Transpirație (evaporarea a 1 g de apă la 20 ° necesită 500 kcal)
- 2. Suprafață strălucitoare, pubescență densă, dispunerea verticală a lamelor înguste ale frunzelor (păstuc, iarbă cu pene), reducerea generală a suprafeței frunzelor - adică toate acele dispozitive care servesc la slăbirea influenței radiației solare.
- 3. Plută pe scoarță, cavități de aer pe gâtul rădăcinii - adaptări caracteristice plantelor de deșert.
- 4. Un fel de adaptare este ocuparea de către plante a unor nişe ecologice ferite de supraîncălzire.
- 5. Experiența celor mai fierbinți luni în stare de animație suspendată sau sub formă de semințe și organe subterane.
Adaptare specială la efectul frigului plantele nu o fac, dar din întregul complex de factori nefavorabili asociați cu acesta (vânt puternic, posibilitatea de uscare), planta este protejată de astfel de caracteristici morfologice precum pubescența solzilor renali, gudronul rinichilor, stratul de plută îngroșat, cuticulă groasă. O adaptare deosebită la frig se observă în zonele înalte ale Africii în copacii lobelia rozete în timpul frigului nopții, rozetele frunzelor se închid.
Următoarele ajută și la protejarea împotriva frigului:
- 1. Dimensiune mică, nanism, sau nanism. De exemplu, în mesteacăn pitic și salcie - Betula nana, Salix polaris.
- 2. Forme târâtoare - stlantsy.
- 3. Experiența celor mai fierbinți luni în stare de animație suspendată sau sub formă de semințe sau organe subterane.
- 4. O formă de viață specială a plantelor cu pernă (în căldură) este capabilă să mențină temperatura în grosimea ramurilor cu 13 ° C mai mare decât temperatura ambiantă.
- 5. Dezvoltare contractilă- rădăcini contractile. Toamna, astfel de rădăcini se usucă, scurtează și presează mugurii de iernat adânc în sol, ceea ce împiedică forța de plutire a permafrostului).
Pentru plantele din regiunile temperate, metodele fiziologice de protecție împotriva frigului sunt mai caracteristice.
- 1. Scăderea punctului de îngheț al sevei celulare (zaharuri mai solubile, proporție crescută de apă legată coloidal). În general, plantele în acest sens sunt mai puțin adaptate decât insectele.
- 2. Scăderea optimă a temperaturii proceselor fiziologice. La lichenii arctici, de exemplu, fotosinteza este optimă la 5° și posibilă la -10°
- 3. Creșterea zăpezii în perioada pre-primăvară la afine, lalele și alte efemeroide.
- 4. Anabioza- o măsură extremă de protecție a plantelor - o stare de odihnă, în timpul căreia planta este capabilă să reziste până la -200 ° C. Într-o stare de repaus de iarnă se distinge o fază de repaus profund sau organic, când ramurile tăiate nu înfloresc la căldură, și o fază de repaus forțat la sfârșitul iernii. Semnalul pentru debutul odihnei este reducerea zilei.
Astăzi vreau să fiu atent la efectul temperaturii asupra plantelor. Nu este un secret pentru nimeni faptul că fiecare tip de plantă este adaptat unei anumite zone climatice, care se caracterizează prin anumite temperaturi. Temperatura variază de-a lungul anului și a zilei, undeva la tropice ușor, iar pe banda noastră de mijloc - de la 40 de grade vara la -30 de grade iarna. Schimbările de temperatură au devenit parte din ciclul de viață al plantei: se încălzește - au început mugurii, frigurile de toamnă - scăpăm frunzele. Temperatura înșală adesea chiar și ceasul biologic al plantelor.
Principala problemă a apartamentelor este căldură în exces. Apartamentul are adesea o temperatură stabilă, iar orice fluctuații ale microclimatului camerei nu coincid deloc cu atmosfera din afara ferestrei.
Să ne uităm la fiecare anotimp și să vedem cum putem ajuta ierburile din grădină să se adapteze la microclimatul apartamentelor noastre.
Vară
În primul rând, luați în considerare opțiunea fără aer condiționat. S-ar părea că temperatura camerei vara este aproape de condițiile solului deschis. Dar se dovedește că, în realitate, temperatura din apartament este puțin mai mare decât temperatura străzii - închidem ferestrele când mergem la muncă, sticla creează un efect de seră, nu există nici cel mai mic curent de aer... Asta e doar sera efect pe fundalul aerului uscat, nu cu umiditate ridicată. Seara, când plantele intră într-o stare de somnolență, le dăm evantai. 
Aparatul de aer condiționat din casă usucă puțin aerul, așa că pulverizați plantele dimineața și seara, puneți căni cu apă. Puteți obține o mini-cascada decorativă. Fluxul de aer de la aparatul de aer condiționat nu trebuie să scuture frunzele plantelor - un curent de aer este slab tolerat nu numai de plantele decorative de interior, ci și de ierburi.
Soluţie: pune căni cu apă între vase. Umiditatea va ajuta plantele să supraviețuiască căldurii verii. Umbriți plantele, de exemplu, prin atașarea pe sticlă a foilor de hârtie albă sau a foliei reflectorizante (în cazul în care ferestrele sunt orientate spre sud și sud-est).
Poti ajuta putin planta sa se adapteze la caldura cu ajutorul fitohormonilor. De exemplu, Epin sau Zircon. Aceste medicamente cresc rezistența plantelor la uscăciune, căldură, schimbarea solului și lipsa luminii.
Toamna si iarna
Din octombrie, cele mai multe dintre condimentele noastre perene intră treptat într-o etapă de repaus, ofilindu-se și așteptând momentul în care găsim un loc răcoros și întunecat pentru ele. Sunt necesare astfel de condiții, de exemplu, oregano (oregano). Poate fi o logie vitrata, temperatura la care iarna nu scade sub 5 grade. Ierburile de iarnă într-un apartament merită un articol separat.
Iarna, în apartamentul nostru mediu, temperatura nu a crescut peste 18 grade. Pervazul pe care stau plantele se încălzește mai mult, uscând solul.
Soluţie: Fac asta - rulez un prosop de baie și îl așez între pervazul ferestrei și calorifer, disipând astfel căldura. Cu toate acestea, acest lucru este valabil pentru plantele care nu adorm, cum ar fi rozmarinul și cimbru. Deși ar trebui să fie trimise într-un loc răcoros (10-12 grade), dar luminos.
Arc
Primăvara, plantele noastre intră într-o fază de creștere intensivă, transplantăm plante - în această perioadă plantele au nevoie de puțin mai multă căldură. Primăvara nu vine întotdeauna conform calendarului, așa că poate fi nevoie de puțină încălzire.
Soluţie: Practic udarea calda, cam 30 de grade.
Aerisiți încăperile seara, indiferent de anotimp. Acest lucru este util nu numai pentru plante, ci și pentru noi.
Deteriorarea plantelor prin frig și îngheț. În ecologia plantelor, se obișnuiește să se facă distincția între efectele frigului (temperatură pozitivă scăzută) și ale înghețului (temperaturi negative). Impactul negativ al frigului depinde de intervalul de scădere a temperaturii și de durata expunerii acestora. Temperaturile deja neextrem de scăzute afectează negativ plantele, deoarece inhibă principalele procese fiziologice (fotosinteza, transpirația, schimbul de apă etc.), reduc eficiența energetică a respirației, modifică activitatea funcțională a membranelor și conduc la predominarea hidrolitică. reacții în metabolism. În exterior, deteriorarea la rece este însoțită de o pierdere a turgenței de către frunze și de o schimbare a culorii acestora din cauza distrugerii clorofilei. Creșterea și dezvoltarea încetinesc brusc. Astfel, frunzele de castravete (Cucumis sativus) își pierd turgul la 3 °C în a 3-a zi, planta se ofilește și moare din cauza unei încălcări a livrării apei. Dar chiar și într-un mediu saturat cu vapori de apă, temperaturile scăzute afectează negativ metabolismul plantelor. La un număr de specii, descompunerea proteinelor se intensifică și se acumulează forme solubile de azot.
Principalul motiv pentru efectul dăunător al temperaturii pozitive scăzute asupra plantelor iubitoare de căldură este o încălcare a activității funcționale a membranelor din cauza tranziției acizilor grași saturați de la o stare lichid-cristalină la un gel. Ca urmare, pe de o parte, permeabilitatea membranelor pentru ioni crește, iar pe de altă parte, crește energia de activare a enzimelor asociate membranei. Viteza reacțiilor catalizate de enzimele membranare scade mai rapid după o tranziție de fază decât viteza reacțiilor asociate cu enzimele solubile. Toate acestea duc la modificări nefavorabile ale metabolismului, o creștere bruscă a cantității de substanțe toxice endogene și cu expunerea prelungită la temperaturi scăzute - la moartea plantei (VV Polevoy, 1989). Deci, atunci când temperatura scade cu câteva grade peste 0 ° C, multe plante de origine tropicală și subtropicală mor. Moartea lor este mai lentă decât în timpul înghețului și este o consecință a tulburării proceselor biochimice și fiziologice din organism, care se găsește într-un mediu neobișnuit.
Au fost identificați mulți factori care au un efect dăunător asupra plantelor la temperaturi scăzute: pierderea de căldură, ruptura vasculară, deshidratarea, formarea gheții, creșterea acidității și concentrației sevei celulare etc. Moartea celulelor din îngheț este de obicei asociată cu dezorganizarea metabolismului proteinelor și a acidului nucleic, precum și cu o încălcare la fel de importantă a permeabilității membranei și încetarea fluxului de asimilați. Ca urmare, procesele de degradare încep să prevaleze asupra proceselor de sinteză, otrăvurile se acumulează și structura citoplasmei este perturbată.
Multe plante, fără a fi deteriorate la temperaturi peste 0°C, sunt împiedicate de formarea gheții în țesuturile lor. În organele neîntărite udate, gheața se poate forma în protoplaste, spații intercelulare și pereții celulari. G. A. Samygin (1974) a identificat trei tipuri de înghețare celulară, în funcție de starea fiziologică a organismului și de disponibilitatea acestuia pentru iernare. În primul caz, celulele mor după formarea rapidă a gheții, mai întâi în citoplasmă și apoi în vacuolă. Al doilea tip de îngheț este asociat cu deshidratarea și deformarea celulei în timpul formării gheții intercelulare (Fig. 7.17). Al treilea tip de moarte celulară se observă cu o combinație de formare de gheață intercelulară și intracelulară.
La îngheț, precum și ca urmare a secetei, protoplastele renunță la apă, se micșorează, iar conținutul de săruri și acizi organici dizolvați în ele crește până la concentrații toxice. Acest lucru determină inactivarea sistemelor enzimatice implicate în fosforilare și sinteza ATP. Mișcarea apei și înghețarea continuă până când se stabilește echilibrul forțelor de aspirare dintre gheața și apa protoplastei. Și depinde de temperatură: la o temperatură de -5 °C, echilibrul are loc la 60 de bari, iar la -10 °C deja la 120 de bari (V.Larcher, 1978).
Odată cu expunerea prelungită la îngheț, cristalele de gheață cresc la o dimensiune semnificativă și pot comprima celulele și pot deteriora plasmalema. Procesul de formare a gheții depinde de rata de scădere a temperaturii. Dacă înghețarea este lentă, gheața o va face
Orez. 7.17. Schema de deteriorare celulară cauzată de formarea extracelulară de gheață și dezghețare (conform J.P. Palt, P.H. Lee, 1983)
se dezvoltă în afara celulelor, iar atunci când sunt decongelate rămân în viață. Când temperatura scade rapid, apa nu are timp să pătrundă în peretele celular și îngheață între acesta și protoplast. Acest lucru provoacă distrugerea straturilor periferice ale citoplasmei și apoi deteriorarea ireversibilă a celulei. Cu o scădere foarte rapidă a temperaturii, apa nu are timp să părăsească protoplasta și cristalele de gheață se răspândesc rapid în întreaga celulă. În consecință, celulele îngheață rapid în cazul în care apa din ele nu a avut timp să se scurgă. Prin urmare, este important transportul său rapid către spațiile intercelulare, care este facilitat de menținerea unei permeabilitati ridicate a membranelor asociată cu un conținut ridicat de acizi grași nesaturați în compoziția acestora (V.V. Polevoy, 1989). La plantele întărite la temperaturi negative, membranele „nu îngheață”, păstrându-și activitatea funcțională. Rezistența la îngheț a celulei crește, de asemenea, dacă apa este solid legată de structurile citoplasmei.
Înghețul poate perturba grav structura membranelor. Proteinele din membrană sunt deshidratate și denaturate, ceea ce inactivează importante sisteme active de transport de zahăr și ioni. Plierea proteinelor sub acțiunea înghețului este caracteristică în special plantelor sudice, care mor înainte de formarea gheții. Iar descompunerea înghețată a componentelor lipidice ale membranelor este însoțită de hidroliza fosfolipidelor și formarea acidului fosforic. Ca urmare, membranele deteriorate își pierd semi-permeabilitatea, pierderea de apă de către celule crește, turgul scade, spațiile intercelulare sunt umplute cu apă, iar ionii necesari sunt spălați intens din celule.
Înghețul dăunează și sistemului pigmentar al plantelor. Mai mult, efectul stresului termic în timpul iernii este adesea combinat cu deteriorarea organelor asimilatoare de către lumină. Deci, în cloroplastele acelor, lanțul de transport de electroni este deteriorat, dar aceste daune sunt reversibile. La plantele care iernează, conținutul de carotenoizi crește, protejând clorofila de deteriorarea luminii. Conservarea pigmenților și a fotosintezei este importantă pentru rezistența plantelor atât toamna, când compușii de protecție sunt sintetizați la temperaturi pozitive scăzute, cât și pentru iernarea plantelor. La temperaturi negative, cerealele de iarnă compensează parțial costurile menținerii viabilității în condiții stresante din cauza fotosintezei (L. G. Kosulina și colab., 1993).
Înghețul poate provoca, de asemenea, daune mecanice organismelor vegetale. În acest caz, sunt afectate în special trunchiurile copacilor și ramurile mari. Iarna, cu o răcire nocturnă puternică, trunchiul pierde rapid căldură. Scoarța și straturile exterioare de lemn se răcesc mai repede decât interiorul trunchiului, astfel încât în ele se creează stres semnificativ, care, odată cu o schimbare rapidă a temperaturii, duce la crăparea verticală a copacului.
În plus, sunt posibile fisuri tangenţiale şi detaşări ale cortexului. Fisurile de îngheț sunt închise în timpul lucrului activ al cambiului, dar dacă noile straturi de lemn nu au timp să se formeze, fisurile se propagă de-a lungul razei în trunchi. În ei intră o infecție care, pătrunzând în țesuturile învecinate, perturbă sistemul de conducere și poate duce copacul la moarte.
Daunele cauzate de îngheț au loc în timpul zilei. În timpul înghețurilor prelungite, în special pe vreme însorită, părțile plantelor care se ridică deasupra zăpezii se pot usca din cauza unui dezechilibru în transpirație și absorbție a apei din solul rece (comprimarea celulelor în timpul deshidratării și formării gheții, înghețarea sevei celulare este de asemenea importantă). La plantele lemnoase din zonele cu ierni însorite (Siberia de Est, Caucazul de Nord, Crimeea etc.), „arsurile” de iarnă-primăvară sunt chiar observate pe partea de sud a ramurilor și a trunchiurilor tinere neprotejate. În zilele senine de iarnă și primăvară, celulele părților desfundate ale plantelor se încălzesc, își pierd rezistența la îngheț și nu rezistă înghețurilor ulterioare. Și în pădure-tundra, daunele cauzate de îngheț se pot forma și vara în timpul înghețurilor. Tuturor tânăr este deosebit de sensibil la ele. Cambiumul său se răcește rapid, deoarece încă nu s-a format un strat izolator suficient al scoarței și, prin urmare, capacitatea de căldură a trunchiurilor subțiri este scăzută. Aceste impacturi sunt deosebit de periculoase în mijlocul verii, când activitatea cambiumului este maximă (M.A. Gurskaya, S.G. Shiyatov, 2002).
Compactarea și crăparea solului înghețat duce la deteriorarea mecanică și ruperea rădăcinilor. De asemenea, poate acționa „promoflarea” geroasă a plantelor, care este cauzată de înghețarea neuniformă și expansiunea umidității solului. În acest caz, apar forțe care împing planta din sol. Ca urmare, șadurile sunt întoarse pe dos, rădăcinile sunt expuse și tăiate, copacii cad. Rezumând datele privind deteriorarea plantelor de iarnă, pe lângă rezistența la frig și rezistența la îngheț propriu-zis, care reflectă capacitatea de a tolera efectul direct al temperaturilor scăzute, rezistența la iarnă se distinge și în ecologie - capacitatea de a suporta toate condițiile nefavorabile de iarnă (îngheț). , amortizare, bombare etc.). În același timp, plantele nu au adaptări morfologice speciale care să protejeze doar de frig, iar în habitatele reci, protecția se realizează față de întregul complex de condiții nefavorabile (vânt, uscare, frig etc.).
Frigul afectează planta nu doar direct (prin perturbări termice), ci și indirect, prin „seceta iernii” fiziologică. Cu iluminarea și încălzirea intensivă de iarnă, temperatura aerului poate depăși temperatura solului. Părțile aeriene ale plantelor cresc transpirația, iar absorbția apei din solul rece este încetinită.
Ca urmare, presiunea osmotică din plantă crește și apare deficiența de apă. Cu vreme rece prelungită și insolație intensă, acest lucru poate duce chiar la răni mortale. Efectul de ofilire al frigului este exacerbat de vânturile de iarnă care cresc transpirația. O reducere a uscării de iarnă reduce suprafața de transpirație, care are loc în timpul căderii de toamnă a frunzelor. Plantele de culoare verde-iarnă transpira foarte puternic iarna. R.Tren (1934) a stabilit că în vecinătatea Heidelbergului, lăstarii fără frunze de afine (Vaccinium myrtillus) transpirau de trei ori mai intens decât acele de molid (Picea) și pini (Pinus). Transpirația Heather (Calluna vulgaris) a fost de 20 de ori mai intensă. Și lăstarii de lin de broască (Linaria cymbalaria) și Parietaria ramiflora care au rămas în viață până la iarnă pe pereții caselor s-au evaporat de 30-50 de ori mai intens decât speciile de arbori. În unele habitate, seceta de iarnă poate fi redusă semnificativ. De exemplu, plantele situate sub zăpadă sau în crăpăturile pereților cheltuiesc mult mai puțină umiditate pentru transpirație și în timpul dezghețurilor pot compensa deficitul de apă.
Determinarea rezistenței la frig a plantelor
Conceptul de șoc rece include întregul ansamblu de răspunsuri ale plantelor la acțiunea frigului sau a înghețului, în plus, reacții corespunzătoare genotipului plantei și manifestate la diferite niveluri de organizare a organismului vegetal de la molecular la organismic.
Rezistența la frig - capacitatea plantelor iubitoare de căldură de a suporta acțiunea temperaturilor pozitive scăzute. Plantele rezistente la frig sunt cele care nu sunt deteriorate și nu își reduc productivitatea la temperaturi de la 0 la + 10 ° C.
Pentru majoritatea culturilor, temperaturile pozitive scăzute sunt aproape inofensive. Organele separate ale plantelor iubitoare de căldură au rezistență diferită la frig. La porumb și hrișcă, tulpinile mor cel mai repede, la orez, frunzele sunt mai puțin rezistente, la soia, pețiolele sunt deteriorate mai întâi, iar apoi lamele frunzelor, iar la alune sistemul radicular este cel mai sensibil la frig.
Când sunt expuse la frig, există o pierdere de turgescență în frunze din cauza unei încălcări a livrării de apă către organele de transport, ceea ce duce la o scădere a conținutului de apă intracelulară. Procesele hidrolitice intensifică, ca urmare, azotul neproteic (prolină și alți compuși azotați), se acumulează monozaharide. Eterogenitatea și cantitatea de proteine, în special greutate moleculară mică (26, 32 kDa), cresc.
Permeabilitatea membranei crește. Această reacție aparține mecanismelor primare de expunere la frig. Modificarea stării membranelor la temperaturi scăzute este în mare măsură asociată cu pierderea ionilor de calciu. La grâul de iarnă, dacă impactul nu este prea puternic, membranele celulare pierd ioni de calciu, permeabilitatea crește; diverși ioni, în primul rând potasiu, precum și acizi organici și zaharuri, ies din citoplasmă în peretele celular sau în spațiile intercelulare. Ionii de calciu intră și ei în peretele celular, dar crește și concentrația lor în citoplasmă, iar H+-ATPaza este activată. Transportul activ de protoni declanșează transportul activ secundar, iar ionii de potasiu revin în celulă. Ca urmare, crește absorbția apei și a acelor substanțe care au părăsit celula, adică. Sucul celular din spațiul extracelular pătrunde în el, ceea ce duce la restabilirea stării sale după deteriorare (Fig. 24a).
Sub acțiunea unei temperaturi mai scăzute, pierderea ionilor de calciu de către membrane este foarte mare. Ca urmare a expunerii puternice, cantitatea de ioni de calciu din citoplasmă crește, iar structurile membranei sunt perturbate, precum și funcțiile enzimelor legate de membrană. H+-ATPaza este inactivată, iar fosfolipidele, dimpotrivă, sunt activate, ceea ce determină scurgerea ionilor și stimulează degradarea lipidelor membranare. În acest caz, prejudiciul devine ireversibil.
Modificările permeabilității membranei sunt, de asemenea, asociate cu modificări ale componentelor acizilor grași: acizii grași saturați trec din starea lichid-cristalină în starea de gel mai devreme decât cei nesaturați. Prin urmare, cu cât sunt mai mulți acizi grași saturati în membrană, cu atât este mai rigidă; mai puțin labil. Odată cu creșterea nivelului de acizi grași nesaturați, a fost posibilă reducerea sensibilității la scăderea temperaturii.
Dezintegrarea membranelor este favorizată și de o creștere a conținutului de radicali liberi, indicând o creștere a peroxidării lipidelor (LPO). De exemplu, în orez la 2°C, activitatea enzimei antioxidante SOD în țesuturi a scăzut și conținutul de malondialdehidă (MDA), produsul final al LPO, a crescut. Când a fost tratat cu tocoferol, cantitatea de MDA a scăzut.
Încălcarea integrității membranelor duce la dezintegrarea structurilor celulare: mitocondriile și cloroplastele se umflă, numărul de criste și tilacoizi scade în ele, apar vacuole, EPR formează cercuri concentrice, inclusiv din tonoplasta din interiorul vacuolei. Acestea sunt modificări nespecifice.
Datorită dezintegrarii membranelor tilacoide ale cloroplastelor, fotosinteza este perturbată, ceea ce privește atât ETC, cât și enzimele ciclului Calvin.
Deteriorarea procesului respirator se observă și în timpul expunerii la frig, o scădere a eficienței energetice este asociată cu costuri suplimentare pentru menținerea metabolismului. Activitatea modului alternativ de respirație crește. În unele cazuri, de exemplu, la aroizi, intensificarea acestei căi contribuie la creșterea temperaturii florilor pe vreme rece, care este necesară pentru evaporarea uleiurilor esențiale care atrag insectele. Raportul căilor respiratorii se modifică, de asemenea, în favoarea căii pentoze fosfat.
La plantele iubitoare de căldură, inhibarea completă a fotosintezei are loc la 0°C, deoarece există o încălcare a membranelor de cloroplast și decuplarea transportului de electroni și fosforilarea fotosintetică. La soiurile de porumb nerezistente la frig, la 20 de ore după acțiunea unei temperaturi de + 30 ° C, cloroplastele se dezintegrează și pigmenții sunt distruși. La hibrizii rezistenți la frig, precum porumbul, efectul unei temperaturi de +3°C nu afectează compoziția pigmenților și structura cloroplastelor.
Influența temperaturii asupra fotosintezei depinde de iluminare. Formarea clorofilei în frunzele de castravete la o temperatură de întărire (+15°C) este mai puțin inhibată în condiții de iluminare mai scăzută. Creșterea este inhibată, echilibrul fitohormonilor se modifică - crește conținutul de ABA (în principal la soiurile și speciile rezistente), iar auxina scade. O scădere a temperaturii duce și la modificări ale proceselor de transport: absorbția NO3 scade, iar NH4 crește, în special la plantele adaptate. Transportul NO3 de la rădăcini la frunze este cel mai vulnerabil sub acțiunea temperaturii scăzute.
Expunerea prelungită la temperaturi scăzute duce la moartea plantei. Principalele cauze ale morții plantelor sunt creșterea ireversibilă a permeabilității membranei, deteriorarea metabolismului celular și acumularea de substanțe toxice.
