Защитные возможности растений. В неблагоприятных природных условиях устойчивость и продуктивность растений определяются рядом признаков, свойств и защитно-приспособительных реакций. Различные виды растений обеспечивают устойчивость и выживание в неблагоприятных условиях тремя основными способами с помощью механизмов, которые позволяют им избежать неблагоприятных воздействий состояние покоя, эфемеры и др. посредством специальных структурных приспособлений благодаря физиологическим свойствам, позволяющим им преодолеть пагубное влияние окружающей среды.
Однолетние сельскохозяйственные растения в умеренных зонах, завершая свой онтогенез в сравнительно благоприятных условиях, зимуют в виде устойчивых семян состояние покоя. Многие многолетние растения зимуют в виде подземных запасающих органов луковиц или корневищ, защищенных от вымерзания слоем почвы и снега.
Плодовые деревья и кустарники умеренных зон, защищаясь от зимних холодов, сбрасывают листья. Защита от неблагоприятных факторов среды у растений обеспечивается структурными приспособлениями, особенностями анатомического строения кутикула, корка, механические ткани и т. д специальными органами защиты жгучие волоски, колючки, двигательными и физиологическими реакциями, выработкой защитных веществ смол, фитонцидов, токсинов, защитных белков. К структурным приспособлениям относятся мелколистность и даже отсутствие листьев, воскообразная кутикула на поверхности листьев, их густое опущение и погруженность устьиц, наличие сочных листьев и стеблей, сохраняющих резервы воды, эректоидность или пониклость листьев и др. Растения располагают различными физиологическими механизмами, позволяющими приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды.
Это САМ-тип фотосинтеза суккулентных растений, сводящий к минимуму потери воды и крайне важный для выживания растений в пустыне и т. д. Многочисленными физиологическими изменениями сопровождается развитие холодоустойчивости и морозостойкости у 495 озимых, двулетних и многолетних растений при уменьшении длины дня и снижении температуры в осеннее время.
У сельскохозяйственных растений особое значение имеет устойчивость, определяемая выносливостью клеток растений, их способностью адаптироваться в изменяющихся условиях среды, вырабатывать необходимые для жизнедеятельности продукты метаболизма.
Лучше всего растения переносят неблагоприятные условия в состоянии покоя. Первым сигналом для перехода к состоянию покоя является сокращение светового периода. При этом в клетках растений начинаются биохимические изменения, приводящие в конечном счете к накоплению запасных питательных веществ, снижению оводненности клеток и тканей, образованию защитных структур, накоплению ингибиторов роста. Примером такой подготовки могут служить сбрасывание листьев в осенний период у многолетних растений, развитие запасающих органов у двулетних и образование семян у однолетних.
ХОЛОДОСТОЙКОСТЬ РАСТЕНИЙУстойчивость растений к низким температурам подразделяют на холодостойкость и морозоустойчивость. Под холодостойкостью понимают способность растений переносить положительные температуры несколько выше О 0С. Холодостойкость свойственна растениям умеренной полосы ячмень, овес, лен, вика и др Тропические и субтропические растения повреждаются и отмирают при температурах от 0 до 10 0С кофе, хлопчатник, огурец и др Для большинства же сельскохозяйственных растений низкие положительные температуры негубительны.
Связано это с тем, что при охлаждении ферментативный аппарат растений не расстраивается, не снижается устойчивость к грибным заболеваниям и вообще не происходит заметных повреждений растений. Степень холодостойкости разных растений неодинакова. Многие растения южных широт повреждаются холодом. При температуре 3 С повреждаются огурец, хлопчатник, фасоль, кукуруза, баклажан.
Устойчивость к холоду у сортов различна. Для характеристики холодостойкости растений используют понятие температурный минимум, при котором рост растений прекращается. Для большой группы сельскохозяйственных растений его величина составляет 4 С. Однако многие растения имеют более высокое значение температурного минимума и соответственно они менее устойчивы к воздействию холода. Накопление зеленой массы кукурузой не происходит при температуре ниже 10 оС. Устойчивость растений к холоду зависит от периода онтогенеза.
Разные органы растений также различаются по устойчивости к холоду. Так, цветки растений более чувствительны, чем плоды и листья, а листья и корни чувствительнее стеблей. Наиболее холодостойкими являются растения раннего срока посева. Для сравнения рассмотрим особенности прорастания малоустойчивой к холоду кукурузы. При температуре 18-20 оС всходы у кукурузы появляются на 4-й день, а при 10-12 С - только на 12-й день. О холодостойкости растений косвенно можно судить по показателю суммы биологических температур.
Чем меньше эта величина, тем быстрее растения созревают и тем выше их устойчивость к холоду. Показатели суммы биологических температур соответствуют скороспелости растений очень раннеспелые имеют сумму биологических температур 1200 оС, раннеспелые - 1200-1600, среднераннеспелые - 1600-2200, среднеспелые - 2200-2800, среднепозднеспелые - 2800-3400, позднеспелые - 3400-4000 оС.