Зимостійкість озимих культур

 

Міністерство науки і  освіти, молоді та спорту України

Кіровоградський національний технічний університет

Кафедра загального землеробства

 

 

РЕФЕРАТ

із фізіології рослин

 на тему:

« Зимостійкість озимих культур»

 

 

 

 

Виконала:

студентка  групи АГ-10

Головко Л.П.

Перевірила:

Корнічева Г.І.

 

 

Кіровоград 2012

Зміст

Вступ………………………………………………………………………….3

1. Зимостійкість…………………………………………………………..5
2. Морозостійкість……………………………………………………….7

Література………………………………………………………………..…..12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

У рослин захист від стресорів  забезпечується особливостями анатомічної  будови, спеціальними органами захисту, рухливими та фізіологічними реакціями, синтезом захисних речовин.

Ареал рослин визначається певним комплексом екологічних факторів, - тривалістю періоду вегетації, світлового дня, умовами температури та зволоження, інтенсивністю освітлення, властивостями  ґрунтового покриву, поширенням хвороб і шкідників та іншими особливостями. У кожному з них у процесі  еволюції чи селекції сформувався той  чи інший видовий склад рослин, який відрізняється за своїм ставленням до умов навколишнього середовища. Так, у районах з коротким і  холодним літом поширені ранньостиглі й холодостійкі рослини, у посушливих і жарких - посухостійкі та жаростійкі рослини, у більш північних широтах  та гірських районах - рослини довгого  дня, а на півдні - короткоденні. Це стосується як дикорослих, так і культурних рослинних форм. Землеробська діяльність людини, народна та наукова селекція відіграли важливу роль у формуванні пристосувальних функцій рослин до життєвих факторів та у підвищенні їх продуктивності.

Виходячи з біологічних  особливостей рослин, що визначають їх стійкість до несприятливих факторів, а також потенційної продуктивності в конкретних ґрунтово-кліматичних  зонах, у сільськогосподарській  практиці впроваджується агрокліматичне районування різних видів сільськогосподарських  рослин і сортів.

Районовані сорти при  тривалому їх вирощуванні у виробництві  за рахунок виродження, а також  виникнення нових штамів збудників  хвороб та агресивніших форм шкідників  втрачають комплексну стійкість  до несприятливих кліматичних та біотичних факторів, що зумовлює зниження урожайності та погіршення якості продукції. Отже, виникає необхідність шляхом селекції постійно поліпшувати існуючі та створювати нові сорти з комплексною стійкістю до екстремальних факторів, високою і стабільною урожайністю якісної продукції. Завдання ж агронома полягає у тому, щоб розробляти технології вирощування рослин, які б дозволили найповніше використати генетичний потенціал сорту.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зимостійкість рослин

При визначенні понять, пов'язаних із стійкістю рослин до тих чи інших  несприятливих факторів, деколи цю властивість розглядають як здатність  рослин переносити без шкоди для  себе (чи без зниження урожаю) несприятливий  фактор. Такий підхід не зовсім правильний, оскільки стійкість рослин до екстремальних  умов середовища може бути різною: високою, середньою чи низькою. Отже, при високій  стійкості шкода для рослин буде невеликою або її зовсім не буде, а при низькій вона буде дуже значною. Таким чином, стійкість рослин - їх здатність переносити дію конкретного  фактора. Шкода ж від цієї дії  визначається ступенем стійкості.

Підвищена продуктивність озимих рослин порівняно з ярими зумовлюється рядом їх біологічних особливостей. Це насамперед здатність озимих краще  використовувати вологу осіннього  і ранньовесняного періодів, міцний розвиток восени кореневої системи  та інтенсивне кущення, озимі рослини  при оптимальних строках сівби  менше пошкоджуються прихованостебловими  шкідниками, а навесні у них  відбувається активна диференціація  зачаткового колосу, коли у ярих ще не з'явилися сходи.

Але всі ці переваги озимих рослин можуть бути реалізовані лише при їх успішній перезимівлі. На території  колишнього СРСР у зимово-весняний період гинуло в середньому 13,4 % посівів  озимої пшениці, а в окремі несприятливі роки - до 70-80 %. Гинуть не лише озимі  злаки, а й багаторічні трави, озимий ріпак тощо. Деревні породи у морозні зими пошкоджуються  ще сильніше, ніж озимі рослини.

Здатність рослин переносити різноманітні несприятливі умови навколишнього  середовища у зимовий та ранньовесняний періоди вегетації називається  зимостійкістю. Причини пошкодження  й загибелі озимих під час перезимівлі  дуже різноманітні. Вони можуть зумовлюватися  сильними морозами, різким коливанням температури, занадто глибоким сніговим покривом, крижаними кірками, застоєм води, грибними хворобами, шкідниками та іншими факторами.

Зимостійкість обумовлюється  складним комплексом ознак і властивостей рослин .Це явище використовується селекціонерами при оцінці зимостійкості озимих зернових та в технології їх вирощування у виробничих умовах.

Стійкість рослин до несприятливих  умов забезпечується насамперед генетичним потенціалом рослинних форм, а  також підготовленістю до зимівлі, тобто загартуванням.

Загартовування рослин зумовлюється комплексом фізіологічних та біохімічних  процесів, що відбуваються у озимих рослин восени. Згідно з даними І.І. Туманова (1940), загартовування озимих відбувається у дві фази. У першій при сонячній погоді й температурі вдень 8-15 °С і нічних прохолодах (близько 0 °С) відбувається нагромадження цукрів у вузлах кущення  та піхвах листка. У вузлі кущення  різних сортів озимої пшениці сумарних цукрів нагромаджується від 30,4 до 44,6 %, а в листках - від 9,3 до 15 % сухої  речовини. За таких умов цукри, що синтезувалися  за рахунок фотосинтезу вдень, повністю не витрачаються на дихання й нагромаджуються  у рослині - це переважно моносахариди (глюкоза) та дисахариди (сахароза). Нагромаджені цукри виконують захисну функцію, а також є запасною поживою  для підтримки життєдіяльності  рослин узимку й вихідним матеріалом для синтезу складних органічних сполук на початку весняної вегетації. Причому моно- і дисахариди однаковою  мірою виконують захисні функції.

Речовини, що сприяють витриванню морозів, називаються кріопротекторами. Крім цукрів, ними можуть бути також  гідрофобні білки. Кріопротектори мають  здатність зв'язувати велику кількість  води у вигляді оболонок молекул  цих речовин. Вода у такому стані  не замерзає й не транспортується, залишаючись у клітинах, захищаючи їх від внутрішньоклітинного льоду та надмірного зневоднення.

Однак нагромадження кріопротекторів - не єдиний фактор загартування озимих. Важливою є друга фаза загартовування, яка відбувається наприкінці осені  в замерзлих рослинах при слабких  морозах (0...5 °С) як на світлі, так і  у темряві. При цьому відбувається часткове зневоднення тканин, перехід  деякої частини води у зв'язаний стан, збільшення концентрації клітинного соку як за рахунок зневоднення, так  і в результаті нагромадження  цукрів, білків і ліпідів з підвищеною насиченістю їх жирних кислот. Крім того, змінюються фізичні властивості  протопласта: в ньому уповільнюється тепловий рух молекул.

 У результаті першої  фази загартовування морозостійкість  рослин зростає з мінус 5 °С  до мінус 12 °С, а після другої  фази - до мінус 18-20 °С у пшениці  та мінус 20-25 °С у жита (Г.  С. Лосева, О. Ю. Петров-Спірідонов, 1988).

Загартовування рослин підвищує їх стійкість не лише до низьких  температур, а й щодо інших несприятливих  факторів перезимівлі - випрівання, ураження грибами, вимокання, крижаної кірки  тощо.

Морозостійкість

Морозостійкість польових рослин. Здатність рослин витримувати дію  негативних температур називається  морозостійкістю.

Тривалий час існувало поняття, що причиною загибелі рослинних  тканин від дії низьких температур є розрив клітинних стінок внаслідок  утворення кристалів льоду. Потім  було установлено (І. І. Туманов, 1940, М. О. Максимов, 1952), що причина цього явища  полягає не в розриві клітин, а  у зміні стану цитоплазми, тобто  її коагуляції. Остання є результатом  явища, при якому кристали льоду, що утворюються у міжклітинних просторах, відтягують воду з клітин, внаслідок  чого клітинний сік стає більш  концентрованим, а цитоплазма зневоднюється. Разом з цим поверхневий шар протопласта відчуває стиснення з боку кристалів льоду. У результаті настає незворотна коагуляція колоїдних частин цитоплазми і насамперед білків.

Морозостійкість озимих хлібів, ріпаку і багаторічних трав з осені  підвищується, у певний період досягаючи  максимуму, наприкінці зими й на початку  весни знижується.

Сорти, у яких раніше уповільнюється ріст восени і не відновлюється під  час зимових відлиг, більше нагромаджують  захисних речовин, економніше витрачають цукор і виявляють вищу стійкість  до морозів, ніж сорти, у яких пізніше  припиняється осінній ріст і активніше  відновлюється при зимових потепліннях.

Перехід від спокою до активної життєдіяльності спостерігається  навесні. Відновлення ростових процесів у цей час супроводжується  різким зниженням морозостійкості. Тому весняні заморозки ще небезпечніші для рослин, ніж сильніші зимові морози.

Значну роль у зимостійкості  різних видів озимих відіграють умови  загартовування. Досліди показали, що при гарних умовах загартовування в різних зонах України озима  пшениця витримує до мінус 20 °С і  більше, при середніх умовах - до мінус 16 °С і при поганих - до мінус 14 °С.

Найбільші морози витримує озиме жито - до мінус 25-30 °С в зоні вузла кущення. Під покривом снігу  в 20-35 см воно витримує до мінус 58-60 °С. Критичною температурою для сучасних сортів озимої пшениці є мінус 18-20 °С в зоні вузла кущення.

Найменш морозостійким серед  колосових хлібів є ячмінь - температури  мінус 12-15 °С для нього небезпечні. Озимий ріпак під снігом 35-50 см витримує морози до мінус 25 °С, але у безсніжну  зиму при перезволоженому ґрунті температура мінус 7-Ю °С для нього  згубна. Конюшина червона в зоні коріння може витримувати до мінус 15 °С, а люцерна синя - до мінус 30 °С.

Критичною для розетки  листя коріандру є температура -13°, -14 °С, а коренів -8°, -9°С (Д. С. Сергєєва, В. М. Сильченко, 1984). Зимостійкість залежить від стану розвитку рослин. Згідно даних Р. Ю. Шабанова (2003), найбільш витривалими, щодо морозу рослини коріандру бувають  при висоті 5-7 см та наявності 3-5 листків.

Вузли кущення у злаків стійкіші до морозу, ніж листя, оскільки вони мають вищу концентрацію клітинного соку й захищені шаром ґрунту. В  них зосереджені меристематичні тканини, представлені зачатками стеблових  вузлів, із яких формуються стеблові міжвузля, і точками росту (конусами наростання) головного пагона та пагонів кущення . Якщо листя вимерзло, а вузли  кущення залишилися живими, то з  них утворюються нові пагони, здатні сформувати задовільний урожай.

Велике значення має генотиповий  потенціал сорту. При проморожуванні рослин озимої пшениці більш морозостійкого сорту Миронівська 808 протягом 48 годин  при температурі мінус 16 °С життєздатними  виявилося 93 %, а сорту Безоста 1-78 %.

Підвищити морозостійкість  рослин можна шляхом агротехнологічних  заходів - насамперед сівбою в оптимальні строки та збалансованим мінеральним  живленням.

На морозостійкість озимих зернових рослин впливає глибина  залягання вузла кущення, яку  можна змінювати обробкою насіння  хлорхолінхлоридом .

Морозостійкість плодово-ягідних  рослин. У плодових та ягідних рослин, як причини, так і форми виявлення  негативної дії низьких температур у принципі такі самі, як і у озимих трав'янистих рослин, але разом  з цим вони мають свої особливості. Від дії морозів у деревних порід спостерігаються зовнішні та внутрішні пошкодження. Перші - утворення  тріщин на штамбі, обмерзання гілок, молодих  пагонів та бруньок, пошкодження  кореневої шийки і коріння. Внутрішні  пошкодження - в основному травмування  тканин, що виявляється в розриві та зміні нормального забарвлення деревини і серцевини.

У фазі активного росту  дерев та чагарників найінтенсивніше  пошкоджуються низькими температурами  камбій, молода кора та заболонь. У визрілих тканинах насамперед пошкоджується  серцевина гілок, а потім заболонь і старі клітини кори. Камбій зимою  найбільш стійкий до морозів. Д.Ф. Проценко (1958) це пояснює тим, що в ньому  міститься велика кількість цукрів, олії, енергійніше відбувається дихання, ніж у старіших тканинах. Найстійкіший камбій у яблуні, менше - у персика  та абрикоса. Навіть після лютих  зим, коли у персика тканини гілок  і пагонів потемніли, при сприятливих  умовах весни камбій починає рости, утворює нові шари ксилеми та флоеми; таке дерево оживає і плодоносить.

Досить низькою морозостійкістю  відзначається коріння, що зумовлюється знаходженням його у ґрунті, де немає  умов для загартовування. Оголене  влітку коріння витримує морози до мінус 16°, тоді як вкрите землею - до мінус 10,5 °С. (І. І. Туманов, 1940).

Пошкодження бруньок низькими температурами зумовлюється входом їх у зиму у незрілому стані, або  коли морози перевищують критичні рівні  чи спостерігається чергування тепла  і холоду. За даними Д. Ф. Проценка (1958), критичною температурою для плодових бруньок яблуні є мінус 35-40 °С, для  груші - мінус 30-35 °С. Найменш морозостійкі бруньки абрикоса і особливо персика.

Важливий параметр морозостійкості  плодових - інтенсивність їх зимової  транспірації. Чим менше випаровування  води, тим сорти більше просуваються на північ. Втрата води деревами призводить до зимової посухи, що збільшує зимові пошкодження рослин і впливає  на їх стан під час весняно-літньої  вегетації і на продуктивність.

 

Можна відзначити ряд факторів, які являють собою своєрідні  фізіологічні тестори морозостійкості  деревних рослин. Це підвищена активність ферментів і насамперед каталази, понижена інтенсивність дихання (Л. І. Сергєєв, 1953), висока концентрація ауксину, який пригнічує ріст і підвищує морозостійкість (І. І. Туманов, 1951), підвищений вміст  рафінози, яка теж є інгібітором  росту (Jeremias K., 1958).

 

У сільськогосподарській  практиці використовуються різноманітні способи підвищення морозостійкості  плодових порід (М. Д. Кушніренко, 1968). Крім впровадження стійких сортів, важливе  значення має агротехнологія. Забезпечення рослин у літній період вологою зумовлює нормальний ріст дерев і підготовку їх до спокою. У зимовий період у  садах потрібно застосовувати вітрозахисти, оскільки вітри збільшують пошкодження  від морозів, створювати поживний режим, збалансований за основними елементами живлення (NPK) та мікроелементами. Захистити  плодові дерева від морозобою  та сонячних опіків можна шляхом обмазування  очищених від мертвої кори стовбурів  розчином свіжогашеного вапна. Важливими  заходами є хороше утримання міжрядь  та пристовбурних кругів, боротьба з хворобами та шкідниками, правильне  формування крони тощо.