Меню

Экологические факторы ресурсы для растений

Влияние экологических факторов на растения

Тема 10. ЭКОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ

Экология растений — раздел экологии, изучающий влияние среды обитания на растительные организмы и взаимодействия между растительными организмами.

Экологическая наука связана с другими науками: физикой, химией, физиологией растений, биохимией, агрохимией, морфологией растений и др.

В природе каждый растительный вид находится в своей экологической нише, т.е. использует определенную часть ресурсов и занимает свое место в пространстве и времени. В дикой природе эта ниша позволяет ослаблять конкуренцию со стороны других видов, а в культуре человек избавляет растения от конкуренции со стороны других организмов.

Влияние экологических факторов на растения

Среда, в которой живет растение, состоит из совокупности факторов. Полезные и отрицательно влияющие элементы среды в совокупности составляют экологические факторы. Индифферентные элементы к экологическим факторам не относятся.

Экологические факторы классифицируются по характеру воздействия на организм и по их происхождению. По характеру воздействия различают прямо действующие (свет, вода, элементы минерального питания) и косвенно действующие экологические факторы (факторы, влияющие на организм опосредованно, через изменение прямодействующих факторов, например рельеф).

По происхождению выделяют следующие основные экологические факторы:

1.Абиотические факторы — факторы неживой природы:

а) климатические — свет, тепло, влага, состав и движение воздуха;

б) эдафические — разнообразные химические и физические свойства почвы;

в) топографические (орографические) — факторы, обусловленные рельефом.

2. Биотические факторы — взаимовлияния совместно обитающих организмов.

3. Антропогенные факторы — воздействия на растения человека.

Экологические факторы влияют на растительный организм не изолированно друг от друга, а во всей их совокупности, образуя единую среду обитания.

Существуют две разновидности среды обитания — экотоп и местообитание (биотоп). Экотоп — первичный комплекс абиотических факторов на однородном участке земной поверхности, не заселенной организмами. Организмы, заселяющие экотоп, превращают его в местообитание (биотоп), который представляет собой совокупность всех экологических факторов на конкретном участке земной поверхности.

Экологические факторы в природе действую на растения в виде комплекса факторов, при этом общее влияние факторов на растение не равно сумме влияний отдельных факторов. Взаимодействие факторов проявляется в их частичной замещаемости, например, уменьшение значений одного фактора может быть компенсировано увеличением интенсивности другого фактора, и поэтому реакция растения остается неизменной. В то же время ни один из необходимых растению экологических факторов не может быть полностью заменен другим.

Факторы, значения которых лежат вне зоны оптимума для данного вида, носят название лимитирующих. Именно лимитирующие факторы определяют существование вида в конкретном местообитании.

Каждое растение должно обладать свойством адаптивности к определенному диапазону экологических условий, которое закрепляется наследственно и называется экологической пластичностью, или нормой реакции. Действие экологического фактора на растение можно изобразить графически в виде так называемой экологической кривой (рис.1).

Рис. 1. Действие экологического фактора на растение: 1 – точка минимума; 2 – точка оптимума; 3 – точка максимума

На кривой жизнедеятельности выделяются: точка минимума и точка максимума, соответствующие крайним значениям фактора, при которых возможна жизнедеятельность организма; точка оптимума соответствует наиболее благоприятному значению фактора. Кроме того, на кривой жизнедеятельности выделяется несколько зон: зона оптимума — ограничивает диапазон благоприятных значений фактора; зоны пессимума — охватывают диапазоны избытка и недостатка фактора, в пределах которых растение находится в состоянии сильного угнетения; зона жизнедеятельности располагается между экстремальными точками (минимумом и максимумом) и охватывает весь диапазон пластичности организма, в пределах которого организм способен отправлять свои жизненные функции и пребывать в активном состоянии. Вблизи экстремальных точек лежат сублетальные (неблагоприятные) величины фактора, а за пределами – летальные (вызывающие гибель).

Норма реакции определяется генотипом, чем больше протяженность кривой жизнедеятельности по оси абсцисс, тем выше экологическая пластичность растения или вида в целом. Пластичность видов растений варьирует в широких пределах, в зависимости от этого они делятся на три группы:

3) умеренно пластичные виды.

· Стенотопы — это малопластичные виды, способные существовать в узком диапазоне экологического фактора, например растения влажных экваториальных лесов, которые обитают в условиях относительно стабильных температур (от 20° до 30°С).

Читайте также:  Запасным полисахаридом в клетках растений является

· Эвритопы – виды, имеющие значительную пластичность и способные осваивать разнообразные местообитания по отдельным факторам.

· Умеренно пластичные виды, к которым относится подавляющее большинство видов, занимают промежуточное положение между стенотопами и эвритопами.

Но в целом вид может быть стенотопом по одному фактору, эвритопом по другому фактору и умеренно пластичным по отношению к третьему фактору.

В экологии вид — не единственная экологическая единица, широко используются и такие категории, как экологическая группа и жизненная форма.

Экологическая группа отражает отношение растений к какому-либо одному фактору и объединяет виды, одинаково реагирующие на тот или иной фактор, нуждающиеся для их нормального развития. Наиболее важными экологическими факторами, влияющими на структуру растений, являются влажность, свет, температурный режим, особенности почв, конкурентные отношения в сообществе и ряд других условий. К сходным условиям растения могут приспосабливаться по-разному, вырабатывая различные виды адаптации. Поэтому в пределах многих экологических групп можно найти растения, резко отличающиеся друг от друга по внешнему облику и по анатомической структуре органов. Они имеют разную жизненную форму.

Жизненная форма, в отличие от экологической группы, отражает приспособленность растений не к одному экологическому фактору, а ко всему комплексу условий местообитания.

Таким образом, в одну экологическую группу входят виды разных жизненных форм, и, наоборот, одна жизненная форма бывает представлена видами из разных экологических групп.

Жизненные формы

Термин появился в науке только в конце XIX в.. Древнегреческий ученый и философ, ученик Аристотеля, Теофраст описал деревья, кустарники, полукустарники, травы. Деревья — это растения со стволом, кустарники – со множеством веток, отходящих прямо от корня, полукустарники – растения, которые дают от корня много стеблей и множество веточек. Травы он объединял в группы по длительности жизни, характеру побегов, листьев, корневых систем, наличию луковиц и клубней. Он отмечал зависимость формы роста от климата, почвы, способов возделывания.

Немецкий ученый А. Гумбольдт (1769–1859) в начале XIX в. выделил 19 «основных форм», внешне различающихся. В основе выделения лежит сходство во внешнем облике.

Термин «жизненная форма» был предложен в 1884 г. датским ботаником Е. Вармингом. Другой датский ботаник К. Раункиер рассматривал жизненные формы как результат приспособления растений к внешней среде. В основу он положил различия в приспособлении растений к переживанию неблагоприятного времени года. Эта приспособленность отражена в размещении почек или верхушек побегов по отношению к поверхности почвы. Учение о жизненных формах особенно обогатили исследования русского ученого И.Г. Серебрякова (1964).

10.2.1. Классификации жизненных форм растений

Источник

Экологические факторы в защите растений

Для правильной и своевременной защиты следует учитывать ту среду обитания, в которой растения произрастают. Приспособления организмов к внешней среде называются адаптациями. Способность к адаптациям — важнейшее свойство живых организмов, которое обеспечивает саму возможность существования жизни. Отдельные элементы среды называются экологическими факторами, которые подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотические факторы — это свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые организмы.

Для каждого вида растений существует свой комплекс оптимальных значений абиотических факторов, при соблюдении которых растения будут находиться в нормальном состоянии, их иммунные реакции на поражения возбудителями болезней и повреждения вредителями будут оптимальными. Чем более ослаблено растение из-за несоблюдения оптимальных условий произрастания, тем оно более подвержено вредным объектам.

Биотические факторы — это формы воздействия живых организмов друг на друга. В свете защиты растений от вредных объектов учитываются не только сами вредители и возбудители болезней, но и «полезные» виды организмов, которые «помогают» растениям бороться с вредными объектами. К их числу относятся и насекомые – хищники, гиперпаразиты, а так же полезные виды грибов и бактерий.

Чаще всего вопрос защиты растений возникает в случае, когда человек создает своими руками растительные ландшафты, то есть агроценозы, с теми видами растений, которые он хочет видеть вокруг себя. В данном случае мы можем говорить об антропогенных факторах экологического воздействия.

Антропогенные факторы — это формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы, как среды обитания живых организмов, либо влияют непосредственно на живые организмы: на их численность, распределение, поведение и образ жизни.
В природе взаимодействие живых существ и неживых объектов чаще всего находится в равновесии и стремится к гармонии, балансу между всеми видами. Создавая по собственному усмотрению растительные ландшафты, ни один садовод не может не коснуться вопроса защиты своих растений от вредных для них объектов.

Цель защиты растений в данном случае – взять на себя роль природного фактора поддержания этого «равновесия» между всеми членами уже антропогенного сообщества, а, следовательно, необходимо тщательнейшим образом понимать суть происходящих процессов, уметь выявлять вредные и полезные виды, отличать повреждения вредителями от поражения болезнями, а последние – от физиологических нарушений в самом растении.

Читайте также:  В клетках растений большую часть объема обычно занимает

2. Физиологические болезни растений

Для правильной защиты растений от болезней очень важно определить природу заболевания. В классической систематизации болезни делят на два типа – инфекционные и неинфекционные.
Инфекционные заболевания имеют в своей основе воздействие патогенного живого организма – грибы, бактерии, вируса и т.д.
Неинфекционные или физиологические болезни возникают в случае нарушения нормального развития растения из-за неблагоприятных факторов неживой природы:

— Неблагоприятное воздействие абиотических факторов;
— Загрязнение окружающей среды вредными для растений веществами;
— Механические повреждения;
— Недостаток или избыток питательных веществ.

Все питательные неорганические элементы, поступающие в растения, по их количественному содержанию делятся на макро и микроэлементы.
Макроэлементы – АЗОТ, ФОСФОР, КАЛИЙ, КАЛЬЦИЙ, ЖЕЛЕЗО, СЕРА, МАГНИЙ.
Микроэлементы – БОР, МЕДЬ, МАРГАНЕЦ, ЦИНК, МОЛИБДЕН, ХЛОР, КРЕМНИЙ и д.р.
Питательные элементы так же подразделяются на мобильные (которые могут передвигаться по органам растения) и немобильные, которые транспортируются корнями по сосудам и остаются в тех органах, куда были доставлены.
Мобильные элементы – Азот, Фосфор, Калий, Магний, Цинк. Симптомы дефицита — проявляются в нижней части растения. При их недостатке, они могут перераспределяться из более старых листьев к новым. Диагностика недостатка или избытка проводится снизу растения.
Немобильные элементы – Кальций, Хлор, Бор, Медь, Кобальт, Железо, Марганец, Сера, Кремний, Селен и другие — не могут распределяться по растению. Симптомы дефицита проявляются на новых побегах. Диагностика недостатка проводится на новых побегах.

2.1. Симптомы недостатка питательных веществ

Недостаток Азота

Недостаток Фосфора

Недостаток Калия

Недостаток Магния

Недостаток Железа

Недостаток Кальция

Недостаток Серы

2.2. Микроэлементы в питании растений

2.3. Признаки избытка питательных элементов

В питании растения очень важно, чтобы элементы находились в доступной для корневой системы форме веществ. Внесение питательных элементов происходит способом корневых и некорневых подкормок с помощью специальных удобрений. Основные количества питательных веществ вносятся в почву в рекомендуемых дозах, путем запахивания их в землю.

При выявлении недостатка какого–либо из элементов питания для восстановления нормального функционирования растения можно воспользоваться способом внекорневой подкормки с помощью опрыскивания раствором удобрения.

Доступные формы элементов питания для растений при внекорневых подкормках:

Азот – амидная форма (мочевина 1 г/л) и гуматная форма (различные гуматы)
Фосфор – водорастворимые соли фосфорной кислоты (фосфат калия 1 г/л)
Сера – водорастворимые соли серной кислоты (медный и железный купорос 1 г/л)
Калий – любая соль (нитрат калия 1 г/л)
Другие металлы – Железо, Цинк, Медь, Марганец, Кобальт и др. – хелатные комплексы.

2.4. Факторы, снижающие поглощение питательных элементов из почвы растениями

• Переуплотнение почвы – недостаток кислорода — угнетение дыхания и обменных процессов в корневой системе.
• Переувлажнение – недостаток кислорода.
• Недостаточное увлажнение – снижается мобильность элементов.
• Воздействие гербицидов – угнетает обменные процессы.
• Высокое содержание ФОСФОРА в почве – затрудняет поглощение кальция, цинка, железа и марганца, так как они с фосфатным остатком образуют нерастворимые соединения.
• рН почвенного раствора – влияет на подвижность элементов в почве. В сильно кислой среде снижаются обменные процессы микроорганизмов, плодородие – невысокое.

Каждое растение предпочитает свой диапазон кислотности почвы. Часто именно незнание, какой вид почвы на участке, является причиной низких урожаев растений. На кислых почвах многие вещества переходят в трудно доступные для усвоения растениями формы. А порой и в ядовитые вещества. Микроорганизмы влияют на развитие растений. В кислой почве они снижают свою активность. Изменяется и водно-воздушный баланс почвы, а в результате урожаи большинства культур на кислых почвах мизерные.
Когда приходит понимание необходимости агрохимического анализ почвы, возникает вопрос, как его сделать. Наилучшим выходом будет – отобрать почвенные пробы и сдать в агрохимическую лабораторию. Или сделать такой анализ самостоятельно. В продаже есть специальные приборы для таких анализов. Но более доступными являются простые анализы с помощью лакмусовой бумаги.
Анализ почвы на кислотность — на участке в нескольких местах взять почвенные пробы. Каждую пробу хорошо перемешать на полиэтиленовой пленке. Затем от смеси отделить небольшую часть почвы, смочить ее дистиллированной водой. Приложить к этой смеси лакмусовую бумажку. Если бумажка окрасилась в красный цвет, значит почва сильнокислая, если появился розовый – почва имеет среднюю кислотность. Слабокислая дает желтый цвет. Нейтральная почва выдаст синий цвет. Если увидели зеленовато-голубой оттенок — ваша почва близка к нейтральной.

Читайте также:  Вредители растений и кустарников в саду

Таблица допустимой кислотности почвы для различных овощей

Оптимальные показатели рН для культурных растений и сорняков

2.5 Известкование почвы

Известкование почвы – это процесс специальной обработки, применяемый для устранения избыточного содержания кислоты из почвы для улучшения питательных свойств грунта. Такая обработка не просто уменьшает кислотность, которая вредна для большинства культур, но при этом сам грунт становится более рыхлым, вследствие этого в нем лучше задерживается влага. Существует еще один аспект известкования: известь насыщает грунт кальцием и магнием, которых зачастую не хватает выращиваемым культурам.
Основа любой кислоты — это водород, таким образом, с химической точки зрения, известкование — это замещение атомов водорода на другие химические элементы (чаще всего — кальций, магний), с последующим распадом кислоты и образованием соли. Катализатором реакции выступает углекислый газ, который постоянно содержится в грунте. В ходе реакции он образует переходную соль карбоната кальция, которая впоследствии реагирует уже с кислотой. В данном случае, известняк и мел позволяют максимально лояльно понизить уровень кислотности грунта, а также создают подпитку для корней растений. Стоит отметить, что чем больше в грунте кальция, тем он тверже. Это может привести к затруднению роста корней растений (особенно со слабой корневой системой). Поэтому чрезмерное известкование не приветствуется. Дождями кальций из грунта не вымывается.

Для снижения кислотности почвы можно вносить в нее известковую, а лучше доломитовую муку, так как в ней, кроме кальция содержится еще и магний. Обязательно помните, что вносить известь и навоз одновременно нельзя. Расчет внесения должен быть — 100-150 г на кв. метр на слабо кислых почвах до 450 г – на сильно кислых. Почву обязательно глубоко перекопать.

Правила применения известкования:
• Внесение 1 раз в 4-5 лет оптимальными дозами; так как наибольший эффект наступает через 2-3 года после внесения.
• На легких грунтах рекомендуется внесение извести (CaCO3) сыромолотой, на тяжелых – вносим обожженную или гашеную.
• Под огородные культуры вносим — под предшественники
• Картофель сажают на 4 год после известкования (болеет паршой)
• Внесение с запасом – на преломление кислотной реакции.
• На сильно-кислых почвах на одну сотку вносят около 50 кг извести, на кислых — 35-40 кг, на слабо-кислых почвах — около 30 кг.

Результаты известкования:

-Почва обогащается микроэлементами, улучшающими развитие растений.
— Органические удобрения начинают давать на отдачу на 30-40% больше.
— Повышается деятельность некоторых полезных микроорганизмов.
— Улучшаются структура и свойства грунта (водонепроницаемость, например).
— В выращиваемых растениях значительно снижается уровень содержания токсичных элементов.
— Повышается сопротивляемость растений к поражению возбудителями заболеваний.

Эта статья — фрагмент издания Елены Евдокимовой «Защита садовых растений». Полную информацию о нем вы можете получить здесь

Источник