Înainte de a vorbi despre răcirea plantelor în timpul iernii. Voi încerca să descriu pe scurt esența procesului de respirație. Respirația este un proces caracteristic tuturor organismelor vii, inclusiv plantelor. Este inerent în orice organ, orice țesut, fiecare celulă care respiră de-a lungul vieții.
Respirația este descompunerea oxidativă a substanțelor organice, în principal a carbohidraților, ca rezultat al eliberării energiei și formarea dioxidului de carbon (CO2) și a apei (H2O). Substanța care se dezintegrează în procesul de respirație a fost numită substratul respirator. În esență, respirația nu este diferită de ardere.
Diferența fundamentală dintre respirație este că este un proces enzimatic în mai multe etape. Oxidarea treptată asigură formarea unui număr mare de produse intermediare, care sunt utilizate ca produse semi-fabricate pentru diverse biosintezei, precum și selectarea unor porțiuni individuale de energie și posibilitatea de a stoca într-un compus chimic special (ATP). Aceasta este principala semnificație fiziologică a procesului de respirație.
Principala modalitate de oxidare a carbohidraților într-o plantă constă în două etape - aerobic și anaerob. Conform conceptelor moderne, procesul de respirație include două etape.
In timpul primei faze, care nu are nevoie de oxigen, substrat respirator, cum ar fi glucoza, degradate la piruvatului, care, în faza a doua poate fi oxidat în prezența oxigenului (O2) la CO2 și apă - pas aerobic.
Dacă procesul de conversie a acidului piruvic în timpul celei de-a doua etape se desfășoară fără prezența oxigenului în condiții anaerobe, fermentația are loc cu formarea etapei anaerobe CO2.
Lipsa umezelii afectează toate procesele de viață. Odată cu creșterea deficitului de apă, în primul rând, creșterea este suprimată, apoi fotosinteza și, în cele din urmă, respirația. Și dacă intensitatea respirației este redusă de aproximativ 2 ori, atunci intensitatea fotosintezei este de 5 ori. Cu o creștere rapidă a deficitului de apă, se observă adesea o explozie respiratorie, dar eficiența energetică scade. Toate acestea afectează în mod negativ viața și productivitatea plantelor.
Dar, după procese biochimice frunze nu se dezintegrează, unele dintre ele chiar sunt activate, și toate acestea necesită prezența constantă a respirației deja slăbit. În plante erbacee - în creștere naturale și semănate iarba, iarna, căpșuni și alte - de iernare cu frunze verzi în toamna cu o scădere a temperaturii și durata reducerii zilei și a proceselor de creștere în suspensie, dar starea Quiescent în care nu se întâmplă. În aceste condiții, schimbul de gaze prin voaluri și respirația lor, de asemenea slăbi puternic, dar pentru a menține procesele biochimice necesare modul de respirație slăbit este reținut. Acest regim de respirație aerobă atenuată la iernarea normală a plantelor nu necesită cheltuieli mari de produse fotosintetice stocate.
Observațiile au confirmat cele de mai sus și au arătat că la plantele care se află în repaus, intensitatea respirației este într-adevăr semnificativ redusă. În același timp, o astfel de intensitate redusă de respirație se observă pe întreaga perioadă de toamnă-iarnă, mai ales după finalizarea primei și a celei de-a doua etape de stingere. Schimbarea vitezei de respirație depinde de temperatura aerului înconjurător, de temperatura din interiorul capacului de zăpadă și de suprafața solului sub capacul de zăpadă, dacă există acoperire de zăpadă sau o parte a vegetației din acesta. O influență mare asupra creșterii intensității respirației este cauzată de creșterea temperaturii mediului înconjurător, în special până la valori pozitive. Scăderea temperaturii mediului duce la scăderea intensității respirației. Capacul de zăpadă, chiar și de înălțime și densitate mare, nu împiedică încălcarea respirației aerobe.
întrerupere parțială sau totală a respirației aerobe și trecerea la respirația anaerobă practic poate avea loc numai în timpul formării plantelor capsulate crusta de gheață - stratul de gheață, închide solul înghețat sau expunerea prelungită la ea sau părțile sale sub zăpadă grea, la o temperatură apropiată de 0 ° C, fără lumină în solul dezghețat sau ușor înghețat. Un fenomen similar poate avea loc, de asemenea, nu numai în timpul iernii, dar în primăvara, vara și toamna în timpul inundațiilor prelungite a instalației de apă, ea - așa-numitul waterlogging.
După cum sa menționat deja mai sus, chiar și în studiile NA. Maksimov, sa constatat că a fost observată respirația rinichilor la plante lemnoase și eto cele mai extrem de părți de iarnă perspirante acestor plante la -20 ... -25 ° C, și cu o reducere a temperaturii a avut loc o scădere substanțială a frecvenței respiratorii. Cum se poate acest lucru se întâmplă în viața reală, cum ar fi în pomi fructiferi, puteți vedea în figura 1, unde am prezentat rezultatele experienței SUA în măsurarea intensității sezoniere perele de respirație copac rinichi (PD Kramer, TT Kozlowski „Fiziologie plante lemnoase ", Moscova," Industria pădurilor ", 1983). Luând în considerare cifra arată că intensitatea respirației muguri de copaci de pere după intrarea sa în organic și restul fiind într-o perioadă de odihnă forțată scade de 5 ori. Dar experimentul a fost realizat în condițiile climatice din California, în cazul negativ scăzut în perioada de iarnă nu se observă temperatura aerului, și, prin urmare, o scădere a ratei respirației în timpul perioadei de Pară singur în aceste vremuri nu este foarte mare. În condițiile climatice, intensitatea respirației pomilor fructiferi în timpul perioadei de dormit de iarnă ar trebui, desigur, să scadă mai des.
Hibernarea plantelor erbacee - iarna, iarba semănată, căpșuni și altele, așa cum am menționat deja, nu au o perioadă de odihnă. Ei au abilitatea de a reduce mai mult intensitatea creșterii și respirației la temperaturi scăzute ale aerului pozitiv. După stingerea în lunile de iarnă, aceste plante sunt capabile să tolereze temperaturi foarte scăzute și să reducă intensitatea respirației la aproape zero. Astfel, în experimentele lui P.A. Genkel și L.S. Litvinova în lunile de iarnă la temperaturi negative de aer în căpșuni a existat o scădere accentuată a intensității respirației și a prezenței frunzelor și a lăstarilor în starea anabiotică.
Deoarece observațiile privind respirația plantelor în timpul iernării în anii cu un curs uniform de temperatură negativă a aerului au arătat, costurile lor de stocare a produselor fotosintetice pentru respirație nu sunt foarte semnificative. Dar iernile pot fi înghețate și calde, înzăpezite și înzăpezite. În ierni cu zăpadă toate plantele erbacee și majoritatea arbuști, precum și partea inferioară a arborelui este complet în zăpadă, unde variația temperaturii chiar și monoton, și mult mai mare decât în aer, și mai ales pe suprafața zăpezii.
Astfel, conform observațiilor lui G.V. Vasil, temperatura de pe suprafața solului sub zăpadă într-una din iernile siberieni la o temperatură pe suprafața zăpezii -40,5 ° C au fost la 15-22 cm înălțime zăpadă -11,4 ° C, la o înălțime de 60-85 cm zăpadă -1.8 ° С și la o înălțime de zăpadă de 97-170 cm 0 ... -0,3 ° С. Adică, chiar și cu o astfel de temperatură anormal de scăzută a aerului de plante pe suprafața de zăpadă în plante sau părți ale acestora zăpadă complet adăpostită trebuie observate respirație destul de intens, de la suprafața solului până la o înălțime în grosimea stratului de zăpadă.
De exemplu, trebuie observat o respirație cu frunze de căpșuni și muguri atunci când grosimea stratului de zăpadă de 50-60 cm, muguri de respirație rinichi de arbuști și pomi (meri și stlantsev pere) la această înălțime se va observa până la o înălțime de 30-40 cm de la suprafața solului și la înălțimea stratului de zăpadă este de aproximativ 20 cm - în mugurii acestor lăstari situați în apropierea suprafeței solului. Astfel, cea mai mare intensitate a respirației în plante se produce în timpul iernii și ierni calde, cea mai mare în astfel de iernile sunt și costurile de fotosinteză pentru produsele de respirație.
Articole similare
-
Testul fotosintezei și respirației plantelor - chimie și biologie în școală
-
Pepinieră de plante ornamentale și arbori "pe scară largă-astăzi"
Trimiteți-le prietenilor: