Regulacja procesów wzrostu i rozwoju przez czynniki środowiskowe


Rośliny przez cały czas podlegają oddziaływaniu środowiska. Taki banał, ale warto wiedzieć, jak to robią.

Notatki z "Fizjologii roślin" Kopcewicz, Lewak.

Czynniki środowiskowe wywierające wpływ na rozwój roślin dzielimy na:

abiotyczne

czyli oddziaływanie fizyczne i/lub chemiczne:

  • zaopatrzenie w wodę
  • zaopatrzenie w składniki mineralne
  • jakość i natężenie światła
  • długość czasu oświetlenia w ciągu doby (fotoperiod)
  • temperatura
  • pole grawitacyjne

Jeżeli natężenie czynnika środowiskowego mieści się z zakresie fizjologicznym danego gatunku, wtedy reguluje procesy metaboliczne i rozwoje rośliny. Jeżeli przybiera wartości ekstremalne wtedy roślina jest w stresie (o reakcji na stres napiszę w osobnym wpisie)

biotyczne

(ekologiczne, oddziaływanie innych organizmów na roślinę)

  • symbioza z innymi organizmami (np. mikoryza)
  • patologie
  • allelopatia (współzawodnictwo między roślinami, wojna chemiczna)

Światło. Warunki świetlne

Światło dla roślin to źródło energii przetwarzanej w procesie fotosyntezy oraz źródło informacji, na podstawie których roślina diagnozuje stan środowiska i dopasowuje do niego swój rozwój.

Jakie informacje zawiera światło? Rośliny wykorzystują jego parametry takie jak:

  • dominujące długości fal
  • kierunek padania
  • ilość (energia i natężenie)
  • czas oświetlania w ciągu doby

Proces dostosowania wzorca rozwoju rośliny do warunków świetlnych nazywamy fotomorfogenezą.

Skład promieniowania świetlnego zmienia się z cyklu dobowym i rocznym, gdyż zależy od kąta padania promieni a tym samym długości drogi pokonywanej przez światło w atmosferze. Dlatego pod koniec dnia i zimą do rośliny dociera znacznie więcej długich fal  przypadającym na zakres dalekiej czerwieni.

U roślin rosnących w górach, gdzie udział ultrafioletu jest większy rośliny mają skrócone międzywęźla i wytwarzają drobne liście.

Ciekawym procesem jest tzw. syndrom unikania cienia, obejmujący wzmocnienie dominacji wierzchołkowej, wzrost łodygi czy ogonków liściowych. Mechanizm ten wykorzystuje fakt, że w świetle odbitym od innych roślin czy przechodzącym przez rośliny znajdujące się nad naszym drzewkiem jest inny stosunek czerwieni do dalekiej czerwieni. Reakcja syndromu unikania cienia ma na celu ominięcie sąsiadów i roślin zacieniającym i odnalezienie takiego miejsca, w którym na liście światło słoneczne może działać w sposób bezpośredni.

Temperatura. Warunki termiczne.

Temperatura nasłonecznionych liści w ciągu dnia jest wyższa od temperatury otoczenia. Natomiast w nocy jest od niej niższa.

Rośliny dobrze zaopatrzone w wodę mogą wpływać na temperaturę liści, regulując ją stopniem otwarcia szparek i transpiracją. Jeżeli w momencie silnego nagrzania powierzchni liścia nastąpi deficyt wody, szparki zostaną zamknięte, a temperatura liści wzrośnie, dochodząc nawet do 60 stopni. Powyżej tego poziomu dochodzi do uszkodzeń liścia (tzw. oparzenia). Oparzenia liści powstają często w wyniku wystawienia na bezpośrednie słońce i równoczesnym braku wody w podłożu.

Temperatura reguluje wzrost i rozwój roślin w ciągu całego cyklu życiowego.

Nasiona wielu gatunków przed wykiełkowaniem muszą przebywać w chłodzie. Natomiast wysoka temperatura może zahamować kiełkowanie.

Długi okres chłodu jest niezbędny do wywołania kwitnienia niektórych gatunków roślin.

Ze wzrostem temperatury obserwuje się wydłużanie pędu, zwiększenie powierzchni liści i wzrost biomasy.

Co ciekawe szybkość wydłużania pędów nie zależy tyle od temperatury w ciągu dnia, co od różnicy w temperaturze między dniem a nocą  (termomorfogeneza). W uprawach szklarniowych manipulując temperaturą dnia i nocy uzyskuje się rośliny o pożądanym pokroju.

Różnica między temperaturą dnia i nocy ma wpływ na następujące parametry roślin:

  • wysokość
  • długość międzywęźli
  • kierunek liści i pędów
  • tworzenie rozgałęzień
  • wydłużanie się ogonków liściowych
  • wydłużanie się pędów kwiatowych

Grawitacja

Przyciąganie ziemskie oddziaływuje na rośliny w sposób ciągły, przez całe życie. Rośliny reagują na ten bodziec, tak aby utrzymać określony kąt względem wektora grawitacji – korzenie zawsze będą rosły „w kierunku ziemi”, a pędy „w kierunku od ziemi”.

Podczas eksperymentów z użyciem klinostatu zauważono, że roślina reaguje na zmianę tego bodźca od 7 sekund (korzeń) d 30 minut (liść).

 

Jak roślina skręca czy wygina się np. w zadanym kierunku? 

Udowodniowo, że dzieje się tak, poprzez nierówny wzrost po obu stronach organu, Duże stężenia auksyny w pędzie stymulują wzrost wydłużeniowy komórek po jednej stronie pędu. I tak komórki narastając z jednej strony, powodują wygięcie pędu w drugą stronę.

 

Alleopatia

Alleopatia to wzajemne oddziaływanie różnych gatunków roślin poprzez wydzielanie do środowiska (wody, powietrza, gleby) substancji chemicznych, które mają na celu zahamowanie rozwoju i wzrostu sąsiadów (np. kiełkowanie, pobieranie substancji odżywczych z gleby).

Do gatunków szczególnie inwazyjnych wykorzystujących mechanizmy alleopatyczne należą trawy (np. owies) czy niektóre gatunki drzew (np. orzech włoski)

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.