Стійкість рослин до несприятливих факторів навколишнього середовища

Установлено, що деякі гриби, віруси (див.додаток Г) і бактерії уражують збудників різних видів іржі зернових. Найефективнішим є пікнідіальний гриб Darluca filum, який пригнічує розвиток уредопустул іржі. Щодо гриба Helminthosporium sativum (одного із основних збудників кореневих гнилей пшениці) антагоністами виступають гриб Trichoderma, актиноміцети й багато бактерій-сапрофітів. Так, у ризосфері люцерни міститься велика кількість грибів з роду Trichoderma, бактерій та актиноміцетів-антагоністів, що зумовлює зменшення кількості грибів Helminthosporium у ґрунті.

Для захисту зернових рослин від хвороб застосовують антибіотики - продукти життєдіяльності грибів, бактерій та актиноміцетів, які токсично діють на хвороботворні мікроорганізми. На базі антибіотиків створено препарати для боротьби з деякими захворюваннями рослин - арепарин, трихотецин, траходермін та ін.

Розділ 3. Шляхи підвищення стійкості рослин до несприятливих факторів навколишнього середовища

Зелені насадження в умовах забруднення атмосфери виконують крім звичайних функцій роль природного фільтра, який очищає повітря від шкідливих домішок і захищає приземний шар повітря промислових і рекреаційних територій від проникнення задимлених потоків повітря. Захисну і фільтруючу функції краще виконують стійкі, високопродуктивні види дерев з більшим об'ємом газопоглинання і осадження пилу.

Створення біофільтрів по відношенню до промислових токсикантів повинно бути в співвідношенні з адаптивними можливостями видів до екологічно нових факторів. Можна виділити три основних етапу в роботі біофільтра. Перший з них пов'язаний з повною внутріклітинною утилізацією токсикантів, включенням їх в метаболіти. Слід відмітити ефект підсилення росту як результат позакореневого підживлення загазованим повітрям. Так, наприклад, тіофільні види рослин на бідних сіркою ґрунтах реагують на диоксид сірки, як на добрива. Другий етап відповідає тому рівню інтоксикації клітин та тканин, коли виникає небезпека некрозів, але вони попереджаються біохімічними механізмами детоксикації. На третьому етапі з появою некрозів виникає задача виживання організму за рахунок регенерації.

Промисловий біофільтр доцільно використовувати для екологізації підприємств, де необхідно використовувати інформацію про стан біоценозів і особливо чутливі види для коректив технологічного процесу.

Для найкращого виконання рослинами санітарно-гігієнічних функцій в умовах забруднення середовища рослини повинні адаптуватися до цих умов, мати підвищену стійкість до забруднювачів.

Методи підвищення газостійкості рослин можна умовно розподілити на агротехнічні (підготовка ґрунту, посів, догляд за рослинами і ґрунтом, внесення добрив), біологічні (обробка насіння, створення змішаних і складних стійких фітоценозів), фізіолого-біохімічні (позакореневий вплив на рослини за допомогою елементів мінерального живлення, фізіологічно активних сполук, інгібіторів або активаторів окремих реакцій чи циклів, з допомогою сполук, що знешкоджують токсини в клітинах, з допомогою розчинників, які змивають шкідливі сполуки з поверхні листя), селекційні (добір і селекція рослин).

Застосування одного з наведених методів забезпечує лише частковий ефект в підвищенні стійкості рослин до забруднення довкілля. В кожному випадку необхідно окремо вирішувати, які методи слід застосовувати під час озеленення промислових підприємств, вирощування рослин на полях в зонах забруднення, а також овочевих і декоративних рослин в теплицях і оранжереях.

Найбільш відповідальним моментом є підбір газостійкого видового складу рослин. Окремі види, різновиди, сорти і особини одного й того ж виду рослин по-різному можуть реагувати на певні забруднювачі повітря.

Стійкість різних видів рослин до атмосферних токсикантів не однакова. Одні види можуть переносити в 5-10 разів більшу концентрацію газів порівняно з іншими. Більшість видів, з відносно високою стійкістю до атмосферних забруднювачів, характеризуються широкою амплітудою пристосування до едафічних умов. Наприклад, робінія звичайна, гледичія трьохколючкова, маслинка вузьколиста, дуб звичайний та інші здатні рости на бідних і багатих за родючістю ґрунтах з різним ступенем вологості ґрунту.

В літературі є багато відомостей про придатність окремих видів для вирощування в умовах забруднення атмосфери. Експериментально було встановлено, що висока газостійкість та газопоглинальна здатність характерна для дуба звичайного, клена ясенелистого, робінії звичайної, тополі дельтовидної, липи крупнолистої, айланта високого. Але видів, абсолютно стійких до промислових і транспортних викидів, не існує. Можна лише казати про відносно більшу або меншу стійкість рослин. За умов забруднення повітря газами більш високою стійкістю характеризуються рослини, що пристосувались в філогенезі до засолення ґрунту. Листяні породи менш чутливі до забруднення середовища, ніж хвойні, оскільки вони щорічно поновлюють листя, за рахунок чого позбуваються шкідливих сполук, накопичених протягом вегетаційного періоду.

Іншим напрямком створення стійких насаджень в промислово забруднених районах є оптимізація умов існування рослинних організмів. Тому актуальними є пошуки шляхів нейтралізації згубної дії фітотоксикантів або зменшення їх впливу на рослинні організми.

Можливість підвищення стійкості рослин до забруднення середовища доведена багатьма дослідниками. Встановлено, що вирощування рослин на багатих незабруднених ґрунтах підвищує газостійкість. Не випадково високою газостійкістю характеризуються рослини на лужних чорноземах і види, які адаптовані до засолення ґрунту. Потенційна здатність рослин протистояти надлишковому проникненню в них атмосферних забруднювачів реалізується в повній мірі в оптимальних для них ґрунто-кліматичних умовах. Вирощування рослин за межами ареалу, поза біоценозом зі змінами в умовах освітлення, на бідних і сухих ґрунтах викликає зниження їх продуктивності, загальної резистентності до несприятливих факторів, в тому числі до атмосферних фітотоксикантів.

Вплив водо-забезпечення рослин на їх стійкість до атмосферних токсикантів має двобічний характер. Оптимальне забезпечення рослин водою підвищує активність процесів життєдіяльності і відповідно їх стійкості.

Однак при цьому рослина більш інтенсивно здійснює газообмін і транспірацію і одночасно в їх асиміляційні органи проникає більша кількість атмосферних фітотоксикантів. Тому в періоди підвищеного вмісту в повітрі забруднювачів не бажано зволожувати ґрунт. Однак співвідношення підвищеного накопичення шкідливих речовин в рослині і ступінь підвищення стійкості до них рослинного організму при достатньому водо забезпеченні складається частіше на користь останнього. Рослини, які ростуть за умов, близьких до оптимального забезпечення водою і елементами мінерального живлення, здатні переносити без пошкоджень в декілька разів більшу концентрацію атмосферних забруднювачів.

Важлива роль в визначенні газостійкості рослин належить атмосферним опадам. Кожний дощ вимиває з листя 15-30% накопичених в них токсичних елементів, і тим самим віддаляє термін накопичення їх до летального рівня.

Здатність опадів видаляти з поверхні та із внутрішніх тканин листя накопичені фітотоксиканти можна використовувати, застосовуючи штучне дощування рослин. Це може бути єдиним методом збереження рослин в критичні періоди накопичення в них токсичних речовин протягом бездощових періодів або в аварійних ситуаціях, коли підприємства викидають велику кількість шкідливих газів або пилу. Дощування рослин може бути єдиним ефективним засобом підвищення стійкості рослин в містах та поблизу підприємств степових районів, де опади влітку випадають з великими перервами і листя накопичує велику кількість газоподібних і пилоподібних токсикантів. Однак опади та штучне дощування можуть підвищити пошкодження рослини високими аварійними викидами шкідливих речовин підприємствами, якщо їх застосувати в середині дня. В цьому випадку зволожене листя акумулює у собі більшу кількість фіто токсикантів.

Висновки

Дивовижна гармонія живої природи, її досконалість створюються самою природою, боротьбою за виживання. Форми пристосувань у рослин нескінченно різноманітні.

Весь рослинний світ з часу своєї появи вдосконалюється по шляху доцільних пристосувань до умов проживання.

Рослини - пойкілотермні організми. Пошкодження починаються на молекулярному рівні з порушень функцій білків і нуклеїнових кислот.

Температура - це фактор, що серйозно впливає на морфологію та фізіологію рослин, який потребує змін в самій рослині, які могли б пристосувати його. Адаптації рослин до різних температурних умов навіть у межах одного виду різні.

При високих температурах виявлені такі адаптації, як густе опушення листя, блискуча поверхня, зменшення поверхні, що поглинає радіацію, зміна положення по відношенню до джерела тепла, посилення транспірації, високий вміст захисних речовин, зрушення температурного оптимуму активності найважливіших ферментів, перехід в стан анабіозу, захищених від інсоляції і перегріву, зрушення вегетації на сезон з більш сприятливими тепловими умовами.

Поставлені завдання вимагають і нових підходів як в теоретичному, так і в експериментальному планах.

Для розуміння і прогнозування характеру росту, розвитку та продуктивності рослин необхідно цілісне сприйняття рослини. Наприклад, продуктивність фотосинтезу залежить від формування оптимальної листкової поверхні і всіх елементів апарату фотосинтезу, від умов водного, температурного режимів і мінерального живлення.

Рослинні організми відіграють ключову роль в біосфері, щорічно накопичуючи величезні маси органічної речовини та продукуючи кисень. Людство використовує рослини як головне джерело харчування, а також в якості технічної сировини і будівельних матеріалів в промисловості, палива для енергетики, з рослин отримують лікарські препарати. Зростання народонаселення і зменшення орних угідь через розростання міст і промисловості викликає необхідність нових підходів для отримання всіх цих продуктів. організм захист абіотичний середовище

Для цього є кілька шляхів.

Сучасне рослинництво у все більшій мірі переходить на інтенсивну технологію вирощування сільськогосподарських культур, що передбачає суворе дотримання науково обґрунтованих прийомів обробітку та захисту рослин, використання найбільш продуктивних сортів для кожної ґрунтово-кліматичної зони.

Величезним резервом сировини є флора морів і океанів, яка ще дуже мало використовується для потреб людства. Біомаса культивованих водоростей знайшла застосування в якості кормів у птахівництві та тваринництві.

Біомаса вищих рослин стає джерелом отримання очищених білків, вуглеводів, з яких потім приготовлювали так звану штучну їжу .

Нові напрямки біотехнології, пов'язані в культурі рослинних тканин і клітин, з використанням іммобілізованих (закріплених) клітин або ферментів, дають основу для отримання лікарських препаратів та інших необхідних продуктів.

Клітинна інженерія ставить завдання виведення нових гібридів за рахунок злиття протопластів, отриманих з різних видів. Вона вже отримала практичні результати в області швидкого розмноження найбільш цінних екземплярів шляхом мікроклонування (вирощування цілих рослин з окремих соматичних клітин).

Однак найбільший прогрес (якісний стрибок) буде досягнутий тоді, коли на основі вивчення молекулярних механізмів фотосинтезу, азотфіксації, синтезу целюлози та інших процесів, що протікають в рослинних організмах, людство перейде до промислового отримання продуктів харчування, матеріалів і палива.

Освоєння штучного фотосинтезу, починаючи з одержання водню (як найкращого палива) і кінчаючи синтезом вуглеводів, білків, вітамінів та інших продуктів, необхідних для харчування, радикальним чином змінить умови існування людей, вирішить проблеми голоду, недостачі технічної сировини, буде найважливішим внеском в оздоровлення екологічної середовища.

Список використаної літератури

1. Володько І.К. " Мікроелементи і стійкість рослин до несприятливих умов" / І.К. Володько Мінськ, Наука і техніка, 1983 р.

2. Генкель П.А. " Фізіологія жаро- та посухостійкості рослин" / П.А. Генкель М .: Наука, 1992. 280 с.

3. Мусієнко М. М. Фізіологія рослин: Підручник / М. М. Мусієнко, Київ, Либідь 2005 р. 467 с.

4. Кучерявий В.П. Екологія. / В.П. Кучерявий Львів: Світ, 2001 -365с.

5. Барна М. А. Ботаніка. Терміни. Поняття. Персоналії. / М. А. Барна К., 1997;

6. Медведев С.С. Фізіологія рослин: Підручник / С.С. Медведев. С.-Петерб.

2004 р. - 336с.

7. Польовий В.В. Фізіологія рослин: Підручник / В.В. Польовий 1978 р. 414-424с.

8. Туманов І.М. Фізіологія загартовування і морозостійкості / І.М. Туманов 1979 р. 352 с.

9. Колупаєв Ю.Є., Карпець Ю.В. Активні форми кисню при адаптації рослин до стресових температур. Фізіологія та біохімія культурних рослин. / Ю.Є. Колупаєв, Ю.В. Карпець 2009 р. 95-108с.

10. Власенко М.Ю., Вельямінова-Зернова Л.Д., Мацкевич В.В. Фізіологія рослин з основами біотехнології. / М.Ю. Власенко, Л.Д. Вельямінова-Зернова, В.В. Мацкевич Біла Церква. - 2006. - 504с.

11. М. М. Макрушин, Є. М. Макрушина, Н. В. Петерсон, М. М. Мельников Фізіологія рослин: Підручник / М. М. Макрушин, Є. М. Макрушина, Н. В. Петерсон, М. М. Мельников ДК № 103 від 30.06. 2000 р.

12. Вознесенський В.Л., Рейнус Р.М. Температура пустельних рослин / Бот. журн., 2001; N 6

13. Лихолат Ю.В. Конспект лекцій із курсу "Фізіологія адаптації рослин" 13.07.2000р

14. www/vikipedia

15.http://www.ukrreferat.com/index.php?referat=71005&pg=1

Додаток А

Рис.1 Некроз на листі та плоді

Додаток Б

Табл.1.1. Газостійкість рослин деревних порід

Додаток В

Рис. 2. Хвороби рослин викликані: а)грибами б)бактеріями в)вірусами

Додаток Г

Рис. 3. Вірусні хвороби рослин

Размещено на Allbest.ru