Добовий періодизм життєдіяльності рослин

Фізіологія рослин – це наука про процеси, що відбуваються у рослинних організмах. До основних процесів життєдіяльності рослин відносять фотосинтез та дихання. Вони мають складний характер і відбуваються за участю речовин, які називаються ферментами. Крім того, рослини постійно випаровують вологу, цей процес називається транспірацією.

Процеси фотосинтезу та дихання протягом доби відбуваються з різною інтенсивністю або навіть зовсім припиняються за певних умов. Так вдень у рослині здійснюються реакції фотосинтезу, дихання та транспірації. Вночі відбувається дихання та транспірація із припиненням реакції фотосинтезу. Фізіологи рослин вважають, що постійно, як вдень, так і вночі, рослини витягають із ґрунту воду, органічні та мінеральні речовини (так само вуглекислоту ґрунту).

І лише сукупне використання продуктів ґрунтового та світлового харчування (продуктів фотосинтезу) дозволяє рослинам утворювати нові молекули, розмножувати клітини, будувати нові тканини та органи. У цьому полягає процес зростання та розвитку рослини, коли збільшуються його розміри і формуються диференційовані органи.

Інтенсивність та ефективність перерахованих процесів, що проходять в рослині, безпосередньо залежить як від зовнішніх (екзогенних) факторів, так і від внутрішніх (ендогенних) і піддаються регулюванню. Тому для того, щоб говорити про те, як за допомогою освітленості, температури, вологості та режимів харчування та поливу впливати на швидкість росту та розвитку рослин, слід детальніше зупинитися на сутності основних фізіологічних процесів рослини.

Під фотосинтезом розуміється тип живлення вуглецем, при якому синтез органічних сполук відбувається з використанням енергії сонячного світла із простих неорганічних речовин: вуглекислого газу (С0₂) та води (Н₂0).

Фотосинтез протікає у будь-яких зелених частинах рослини (стеблах, плодах і навіть коренях у епіфітних рослин), але в основному – у листі. Цьому сприяє анатомічна будова листа та його велика поверхня на одиницю маси. Густа мережа жилок забезпечує не тільки надходження води, а й швидкий відтік вуглеводів, які у листі утворюються у процесі фотосинтезу.

Вуглекислий газ з атмосфери надходить у листя через продихи і проникає в будь-яку частину листа по міжклітинних просторах.

Фотосинтез здійснюється в хлоропластах - органоїдах, що містяться в клітинах листя та інших зелених частинах рослин. Розміри хлоропластів 4-6 мкм, найчастіше вони мають овальну форму. У вищих рослин на одній клітині зазвичай буває кілька десятків хлоропластів. Зелений колір хлоропластів залежить від вмісту в них пігменту хлорофілу. Від цитоплазми хлоропласт відділений двома мембранами – зовнішньою та внутрішньою. Зовнішня мембрана гладка, без складок та виростів, а внутрішня утворює багато складчастих виростів, спрямованих усередину хлоропласту. Тому всередині хлоропласту зосереджено велику кількість мембран, що утворюють особливі структури – грани.

У мембранах гран розташовуються молекули хлорофілу, і саме тут відбувається фотосинтез, який дуже спрощено можна розглядати як реакцію засвоєння вуглекислого газу атмосфери за допомогою сонячної енергії (за участю води). І результатом цієї реакції є органічні речовини, насамперед цукру.У хлоропластах синтезується АТФ (аденозинтрифосфорна кислота). Між внутрішніми мембранами хлоропласту містяться ДНК, РНК та рибосоми. Отже, у хлоропластах відбувається синтез білка, який буде необхідний діяльності цих органоїдів. Хлоропласти розмножуються поділом.

Інтенсивність фотосинтезу значною мірою залежить від великої кількості зовнішніх факторів, серед яких найбільш важливими є: світло (інтенсивність та спектральний склад), температура, концентрація СО₂ та Про_2, водний режим, мінеральне харчування, а також внутрішні особливості рослини: його віку, вмісту хлорофілу і ферментів, кількості води в листку, структури листа, ступеня відкритості продихів.

Збільшення концентрації СО₂ у повітрі активує інтенсивність фотосинтезу та інгібує дихання рослин. Під впливом СО₂ розтягується період дегідратації (зневоднення) тканин рослини, оскільки знижується інтенсивність втрати води. Зростання концентрації СО₂ збільшує можливості адаптації рослин до підвищення температури, особливо у слабостійких сортів.

Механізм засвоєння вуглекислого газу, що є основним у фотосинтезуючих організмів, описаний М.М. Кальвін (M. Calvin), який отримав за цю роботу Нобелівську премію в 1961 р. Описана ним послідовність всіх ферментативних реакцій, що призводять до утворення цукрів з вуглекислого газу за допомогою енергії сонячного світла, має назву цикл Кальвіна. Типів фотосинтезу рослин виявлено декілька, але загальним для всіх типів є здатність перетворювати енергію світла в доступні клітини форми енергії, яка потім споживається у всіх енергозалежних процесах, у тому числі і для біосинтезів.

Загалом хімічний баланс фотосинтезу може бути представлений у вигляді простого рівняння:

Потрібно зауважити, що кількість води, що споживається для утворення вуглеводів при фотосинтезі, становить незначну частину порівняно із загальним вмістом води, необхідним підтримки клітини в тургорному стані. І помітне зниження інтенсивності фотосинтезу відзначається лише зі збільшенням водного дефіциту понад 15—20%.

У той самий час у літературі зустрічається парадоксальне, здавалося б, твердження, як і повне насичення листя водою призводить до зниження фотосинтетичних реакцій. Пояснюють це явище здавленістю продихів, їх нездатністю відкриватися повністю при повному насиченні водою тканин листа. Однак цей ефект має короткочасний характер, оскільки внаслідок транспірації насичення листя водою знижується.

Нестача води насамперед призводить до закриття продихів. Якщо продихи закриті, поглинання СО₂ листям різко знижується, що знижує фотосинтез. Крім того, закриті продихи знижують транспірацію, що призводить до підвищення температури листя і перегріву рослини. При сильному зневодненні клітин настають структурні зміни фотосинтетичного апарату: ушкоджується структура тилакоїдів (порожнин усередині хлоропластів, у яких відбуваються світлозалежні реакції), знижується активність ферментів. Тривале зневоднення може призвести до того, що рослина не відновлюється навіть після насичення вологою, тому що в структурі клітин відбулися незворотні зміни, а продихання втратили здатність відкриватися і закриватися.

Під диханням рослин розуміється процес газообміну: поглинання кисню повітря (0₂₎ та виділення вуглекислого газу.Таке дихання – на рівні цілої рослини, називають зовнішнім диханням.

Газообмін відбувається через покривні тканини та спеціалізовані структури – продихи. Швидкість дихання різних органів і тканин неоднакова: найбільш інтенсивно дихають тканини, що швидко ростуть (меристеми, зони розтягування, недиференційовані тканини).

Клітинне дихання рослин протікає в мітохондріях - клітинних органоїдах і є процесом окислення органічних речовин киснем повітря з виділенням енергії.

Мітохондрії містяться в цитоплазмі більшості тварин та рослин. Мітохондрії добре видно у світловий мікроскоп, за допомогою якого можна розглянути їх форму, розташування, порахувати кількість. Внутрішню будову мітохондрій вивчено за допомогою електронного мікроскопа. Оболонка мітохондрії складається з двох мембран - зовнішньої та внутрішньої. Зовнішня мембрана гладка, вона не утворює ніяких складок та виростів. Внутрішня мембрана утворює численні складки, які спрямовані в порожнину мітохондрії. Складки внутрішньої мембрани називають христами. Число христів неоднаково в мітохондріях різних клітин. Їх може бути від кількох десятків до кількох сотень, причому особливо багато христів у мітохондріях клітин, що активно функціонують. Основна функція мітохондрій – синтез аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). Ця кислота синтезується в мітохондріях клітин всіх організмів і є універсальним джерелом енергії, необхідним для здійснення процесів життєдіяльності клітини і цілого організму. Мітохондрії розмножуються поділом.

Функції дихання однакові у рослин та тварин: по-перше, це забезпечення клітини енергією (енергія, що вивільняється при окисленні вуглеводів, перетворюється на клітинну енергію АТФ), по-друге, забезпечення клітин метаболітами (проміжними продуктами розпаду), які утворюються при окисленні глюко використовуються рослинами в синтезі різноманітних необхідних рослин речовин. По-третє, функція дихання – термогенез, тобто розсіювання енергії як тепла.

Необхідно відзначити також, що процес дихання неможливий без участі окисно-відновних ферментів.

У рослин хлоропласти в нічний час припиняють синтез молекул АТФ, в цей час ці високоенергетичні молекули синтезуються в мітохондріях.

Центральна частина загального шляху катаболізму (розкладання складних речовин на простіші) описана циклом Кребса. Це циклічний біохімічний процес, в ході якого відбувається перетворення сполук, що утворюються як проміжні продукти при розпаді вуглеводів, жирів та білків, до CO₂. При цьому звільнений водень надалі окислюється до води, беручи безпосередню участь у синтезі універсального джерела енергії – АТФ.

Сумарне рівняння може бути записано у такому вигляді:

За цю працю Х. Кребс (разом з Ф. Ліпманом) у 1953 р. був удостоєний Нобелівської премії.

Інтенсивність дихання визначають за кількістю виділеного рослиною вуглекислого газу, за кількістю поглиненого кисню або зменшенням сухої маси (ці показники розраховуються на одиницю маси в одиницю часу).

Як будь-яка ферментативна реакція, дихання посилюється у разі підвищення температури. Однак у інтервалі 30С – 40С дихання рослин послаблюється.Фізіологи пояснюють це тим, що з початком підйому температури посилюються ферментативні процеси, але потім настає нестача кисню (його поглинання з температурою не посилюється) і це дає можливості посилюватися процесу дихання далі.

У процесі еволюції рослини пристосовуються до певних температурних умов. На характер реагування впливає походження рослин, до яких температурних умов вони пристосовані генетично. Так хойї безболісно переносять підвищення температури до 35С і навіть 40С.

Для перебігу дихання необхідний кисень. Збільшення вмісту кисню до 5-8% супроводжується підвищенням інтенсивності дихання. Подальше зростання концентрації 0₂ зазвичай не позначається інтенсивності дихання. Велике значення у постачанні киснем окремих органів прокуратури та тканин має система міжклітинників, що сприяє циркуляції повітря. Повітря, проникаючи через продихи листа, досягає по міжклітинному простору інших органів, що і дозволяє їм здійснювати аеробне дихання. Необхідно пам'ятати так само, що рослини, хойї зокрема, потребують ще й доступу кисню безпосередньо до коріння, тому грунт, в якому вони ростуть, повинен бути добре аерованим, пухким.

Вуглекислий газ є кінцевим продуктом дихання. При концентраціях вище 40% процес дихання гальмується: інактивуються деякі дихальні ферменти, так само закриваються продихи, що призводить до недостатнього надходження кисню.

Інтенсивність дихання залежить від постачання рослини елементами мінерального харчування.Такі елементи, як фосфор, сірка, залізо, мідь, марганець, беруть безпосередню участь у процесі дихання, входячи у проміжні продукти (фосфор) або будучи складовою дихальних ферментів.

Зміст води у рослині досягає 95% від його маси і вона прямо чи опосередковано бере участь у всіх життєвих процесах рослини. Вода входить до складу мембран та клітинних стінок, є основною частиною цитоплазми (завдяки воді її колоїди та білки підтримують свою структуру, а весь вміст знаходиться у рухомому стані). Оскільки вода є розчинником, вона забезпечує пересування та циркуляцію рослиною поживних речовин, які в ній розчинені. Крім того, вода сама бере безпосередню участь у багатьох найважливіших реакціях: гідролізу, окисно-відновних при фотосинтезі та диханні. Вода захищає тканини рослин від різких коливань температури та забезпечує пружність рослини.

У рослині вода знаходиться як у вільному, так і зв'язаному стані, з фізіологічного погляду значення вільної та зв'язаної води по-різному. Більшість фізіологів вважає, що основні фізіологічні процеси, у тому числі й темпи зростання, в першу чергу, залежить від кількості в рослині вільної води. А ось стійкість рослини до несприятливих умов безпосередньо залежить від вмісту в ній зв'язаної води.

Для нормального існування рослина має містити багато води. Але, розвинувши велику листову поверхню для поглинання вуглекислого газу (його в атмосфері мало, всього 0,03%), рослина змушена багато води втрачати в процесі транспірації. І щоб заповнювати цю втрату від випаровування, рослина повинна постійно отримувати воду.Два безперервно йдуть процеси – випаровування та надходження води, називають водним балансом рослини. Рослини у процесі природного відбору виробили пристосування як поглинання води (розвинена коренева система), так її пересування (спеціальна провідна система). Для скорочення випаровування води у рослин існує система покривних тканин і система устьичних отворів, що автоматично закриваються. І все-таки дуже часто надходження води в рослину та її витрата не врівноважуються, настає водний дефіцит.

Процес транспірації посилюється тим сильніше, що нижча вологість повітря і вище його температура. Сильне впливом геть транспірацію надає світло. На світлі підвищується температура листа, і це спричиняє посилення процесу транспірації. Світло впливає на транспірацію тим сильніше, що вище в листі вміст хлорофілу. У зелених рослин навіть розсіяне світло підвищує транспірацію на 30-40%.

На інтенсивність процесу транспірації впливає вологість ґрунту. Із зменшенням вологості ґрунту транспірація зменшується, тому що чим менше води у ґрунті, тим менше її в рослині. А зменшення вмісту води в рослині включає процеси устьичного та позаустьичного регулювання, транспірація знижується.

Транспірація залежить і від внутрішніх факторів, насамперед від вмісту води у листі. Будь-яке зменшення вмісту води зменшує інтенсивність транспірації. Транспірація змінюється в залежності від величини листової поверхні, а також за зміни співвідношення коріння/пагони. Чим більше розвинена листова поверхня і більші пагони, тим значніша загальна втрата води.

Інтенсивність транспірації залежить від фази розвитку.Зі збільшенням віку рослин транспірація, як правило, падає. Висока інтенсивність випаровування у молодого листя може відбуватися за рахунок високої кутикулярної транспірації, тому що кутикула у молодих рослин ще слабо розвинена.

Транспірація змінюється протягом доби: уночі вона різко скорочується. Це пов'язано як із зміною зовнішніх факторів (підвищується вологість повітря, знижується температура, відсутнє світло), так і з внутрішніми особливостями (закриваються продихи). Вимірювання показують, що нічна транспірація становить лише 3-5% від денної. Вдень транспірації зазвичай змінюється залежно від метеорологічних умов: освітленості, температури, вологості повітря. Найбільш інтенсивно транспірація відбувається о 12-13 год.

Основним органом поглинання води є коріння. Подальше пересування води в рослині йде судинною системою кореня, стебла і листка. Транспорт води докорінно залежить від інтенсивності процесу дихання.

Наземні рослини в основному поглинають воду із ґрунту. Однак деяка кількість води може надходити з атмосфери. Є рослини, котрим атмосферна волога є основним джерелом. До таких рослин відносяться, перш за все, епіфіти, що живуть на поверхні інших рослин, але не є паразитами. Епіфіти належать до різних сімейств, особливо багато їх у тропічній флорі. Вони мають повітряне коріння, в якому є багатошарова тканина, що складається з порожніх клітин з тонкими стінками. Така будова дозволяє їм поглинати як пари води, так і воду опадів, подібно до губки. У деяких епіфітів дощова вода збирається листям і потім поглинається за допомогою волосків.

Надходження води через кореневу систему залежить від температури.Зі зниженням температури швидкість надходження води різко скорочується. Це може вплинути на рослину, особливо в осінній період, коли випаровування йде ще досить інтенсивно, а надходження води затримується через знижену температуру ґрунту. В результаті рослина зав'яне і навіть може загинути від зневоднення. Причин, через які зниження температури викликає зменшення надходження води, очевидно, кілька: це зменшення рухливості води (збільшується її в'язкість) зі зменшенням проникності цитоплазми, і зменшення швидкості всіх метаболічних процесів, і гальмування зростання коренів.

Зниження аерації ґрунту також гальмує надходження води. Це можна спостерігати, коли після сильного дощу всі проміжки ґрунту заповнені водою і водночас на сонці при сильному випаровуванні рослини в'януть.

Характерною рисою ростових процесів рослин є те, що вони локалізуються у певних точках – меристемах. Апікальні (верхівкові) меристеми розташовуються у верхівках стебла або кореня, інтеркалярні (вставні) меристеми забезпечують зростання міжвузлів. Зростання стебла завтовшки (камбій, феллоген) забезпечують латеральні меристеми.

Необхідно зауважити при цьому, що на інтенсивність росту рослин впливають не лише зовнішні (екзогенні) фактори: температура, наявність вологи, світло, але й такі внутрішні (ендогенні) фактори, як інтенсивність нуклеїнового та білкового синтезу, темпи утворення, накопичення та активність ферментів, фітогормонів та інших продуктів метаболізму. Темпи зростання рослини безпосередньо пов'язані з харчуванням рослини та її водним балансом.

Найбільше внутрішні чинники позначаються на зростанні тих рослин, які вирощуються в регульованих умовах.

Температура. Для кожного виду рослин є певні температурні межі, сприятливі для зростання. Ці межі визначаються географічним походженням цього виду. Розрізняють три кардинальні для рослини температурні точки: мінімальна температура, за якої зростання тільки починається, оптимальна - найбільш сприятлива для ростових процесів, і максимальна, за якої зростання припиняється. Зі підвищенням температури від мінімальної до оптимальної швидкість росту рослин різко зростає. При цьому оптимальні температури можуть бути неоднаковими для росту різних органів однієї й тієї ж рослини. Як правило, оптимальна температура для зростання коренів нижча порівняно з оптимальною температурою для зростання надземних органів. А для зростання бічних пагонів оптимальна температура нижча в порівнянні з температурою, яка потрібна для зростання головного стебла.

Світло безпосередньо впливає на зростання рослини. При цьому різні сторони ростових процесів вплив світла проявляється неоднозначно. Так, світло необхідне протікання процесу фотосинтезу, і тому накопичення маси рослини без світла немає. Разом з тим зростання клітин розтягненням (збільшення довжини втечі) може йти в темряві, а на світлі зростання стебла гальмується, при цьому зростання листя посилюється і вони набувають звичайної форми. Під впливом світла відбуваються також анатомічні зміни стебла (фотоморфогенез), коли диференціюється епідерміс, з'являються волоски, змінюється забарвлення - синтезується хлорофіл.

Процес зростання рослини потребує великих витрат енергії, джерелом якої є процеси дихання.Дихальні процеси забезпечує кисень. За його зниження нижче 5% зростання рослини гальмується.

Для нормального перебігу ростових процесів необхідне достатнє постачання рослин усіма необхідними мінеральними елементами. Особливо специфічна роль постачання рослин азотом. Це пов'язано не лише з тим, що азот входить до складу білків та нуклеїнових кислот, але й з утворенням двох основних груп гормонів, що регулюють ростові процеси (ауксинів та цитоконінів).

Зміст води. У процесі зростання рослин особливо чутливі до нестачі води. Зменшення вмісту води у ґрунті призводить і до зменшення вмісту її в рослині, а це, у свою чергу, різко гальмує процеси зростання. У ситуації водного дефіциту знижується швидкість поділу клітин та особливо їх зростання розтягуванням. Для різних фізіологічних процесів потрібна різна насиченість водою. Найбільша насиченість водою потрібна для процесів зростання. Ступінь насиченості клітини або тканини рослин водою називають гідратурою, вона виражається у відсотках. За 100% гідрату приймається така насиченість, при якій дане тіло знаходиться в рівновазі з атмосферою, що має 100% відносну вологість. Зростання клітин йде лише тому випадку, якщо гідратура не падає нижче 95%. Для того щоб підтримати таку гідратуру, точки зростання надземних органів рослини захищені листочками, що змикаються, з добре розвиненою кутикулою. Точки зростання кореня немає такого захисту і тому вимагають підвищеної вологості грунту для свого зростання.

Встановлено, що рослини інтенсивніше ростуть у нічний період доби.Для зростання багатьох рослин сприятливою є зміна температури протягом доби – вдень підвищена, а вночі знижена. Це Ф. Вент назвав термоперіодизм. Показано (Н.І. Якушкіна), що знижені нічні температури прискорюють зростання кореневої системи та бічних пагонів у рослин. Такий вплив може бути пояснено тим, що при зниженні температури активніше працюють ферменти, що каталізують розпад крохмалю на цукри. У листі утворюються розчинні транспортні форми вуглеводів, що легко пересуваються до точок зростання кореня і бічних пагонів, завдяки чому їх зростання посилюється.

Однак за подібною схемою рослини ростуть тільки в найсприятливіших умовах, поблизу екватора, де тривалість дня і ночі приблизно рівні, ночі завжди теплі та сприяють зростанню. У наших умовах короткого літа, коротких і не дуже теплих ночей рослини змушені використовувати для зростання весь теплий час доби: і ніч, і частину дня. Спостереженнями було встановлено, що велика кількість рослин наших широт зростає вдень помітно швидше, ніж уночі. У той же час наголошується, що рослини, які ростуть і у нас швидше вночі, ніж вдень, видаються більш життєздатними, податливішими на агротехнічні прийоми підвищення врожайності.

Для вимірювання та реєстрації зростання стебла у 70-х та 80-х рр. ХІХ ст. було створено цілу низку приладів, названих ауксанометрами. Принцип механічної реєстрації зростання стебла та перша найпростіша модель ауксанометра були запропоновані Саксом у 1872 році. Приріст стебла, до верхівки якого прив'язувалася нитка, перекинута через блок, що обертається, відзначався по переміщенню прикріпленої до блоку стрілки.У домашніх умовах найпростіший ростомір виготовляється з міліметрового паперу, закріпленого поряд із стеблом, на якому робляться позначки поряд з верхівкою стебла, що вимірюється.

За допомогою ауксанометричних вимірювань було підтверджено вплив зовнішніх умов на процес зростання (позитивний вплив тепла і вологості, вплив світла, що затримує зростання, і т. д.).

Фізіолог рослин Баранецький (1879) вивчав добову періодичність росту і виявив, що в одних рослин максимальний приріст відбувається вночі або рано вранці, а в інших - вдень або ввечері. На думку Баранецького, цей ритм пов'язаний із певним ритмом біохімічних процесів у листі та меристемах, а ці процеси у свою чергу залежать від періодичності зміни дня та ночі.

При цьому до цих пір список рослин, добовий періодизм зростання яких вивчений, залишається дуже мізерним: на одній і тій же гряді можуть одночасно жити види або сорти рослин, різні за своїми добовими періодами і темпами зростання.

Явище добової періодичності та ритмічності зростання було розроблено у працях фізіолога Ст. З. Шевелухи – академіка ВАСГНІЛ. Він та його співробітники створили оригінальні ауксанографи, за допомогою яких протягом 12 вегетаційних періодів (1965—1976 рр.) проводили за умов Білорусії докладні дослідження багатьох культур. Їм було встановлено, що ночами ростуть набагато швидше, ніж вдень люпин, конюшина, картопля, буряк цукровий, буряк кормовий, бруква, морква, цикорій, помідори.

І пізніше проводилися цікаві дослідження, які стосувалися вивчення того, коли, вночі чи вдень рослини ростуть швидше. Так з'ясувалося, що в районі Калуги практично всі злакові та бобові культури зростають вдень швидше.Але деякі види рослин ростуть швидше вночі: груша дика, малина, ампелопсис (виноградник), спірея (таволга), рудбекія, квасоля та подорожник. Коренеплідні рослини, картопля і томати теж виявляють денне гальмування росту та посилення його у вечірні та нічні години.

У літературі повідомляється, що з лісових порід до нічного зростання схильна до сосны. А на Крайній Півночі у червні, в умовах, коли світловий день триває практично всю добу, рослини демонструють небачені темпи зростання.

І, тим не менш, для основної маси рослин прийнято вважати, що з 6 години вечора до 6 години ранку (приблизно) швидкість росту рослин поступово підвищується. Потім від ранку до вечора спостерігається поступове уповільнення зростання.

Ну, а як же справи з хойями: коли, вночі чи вдень ростуть вони?

Жодних відомостей про те, щоб хтось досліджував добовий періодизм росту хой (та й кімнатних рослин взагалі), не виявилося. Виходячи з того, що хойї є тропічними рослинами, вони ростуть, переважно, повинні вночі, використовуючи високу нічну температуру і значну тривалість ночі. Але, з іншого боку, хойї настільки пластичні та легко пристосовуються до умов квартири, що вони можуть рости і вдень, оскільки літні ночі наших широт надто короткі. Прояснити для себе це питання легко, збудувавши в домашніх умовах найпростіший ростомір.

Але слід пам'ятати, що успішне зростання хой можливе лише в тому випадку, якщо їм забезпечують усі можливості для фотосинтезу та дихання, поливом та зволоженням підтримують їх водний баланс та забезпечують повноцінним харчуванням.

Забороняється використання будь-яких матеріалів сайту без попереднього дозволу власника сайту!

Функції листя.Значення аркуша у житті рослини

Найважливіша функція листа – це утворення органічних речовин. Його плоска та велика листова пластина добре вловлює сонячне світло. У клітинах основної тканини листя (в м'якоті листа) міститься багато хлоропластів, у яких протікає фотосинтез, у якого утворюються органічні речовини.

За допомогою листя рослина випаровує воду. Вода в листя надходить за провідною системою від коріння. Усередині листа вода переміщається до продихів по стінках клітин і міжклітинникам. Через продихи листя вода випаровується. Випаровування забезпечує зв'язок коренів та листя та потік мінеральних речовин.

Рослина може регулювати інтенсивність випаровування, відкриваючи та закриваючи продихи. Коли треба уникнути зайвої втрати води, продихи закриваються. Таке трапляється, коли повітря надто сухе, мало води, яскраве світло і висока температура. Ряд рослин відкриває продихи тільки ввечері та вночі. Однак більшість інтенсивно випаровують вдень (наприклад, злаки).

Також за допомогою листя здійснюється газообмін між повітрям та рослиною. Через продихи надходять кисень і вуглекислий газ. Кисень, що надходить, використовується для дихання, а вуглекислий газ, що надходить, — для синтезу органічних речовин.

Через ті ж продихи в атмосферу виділяється кисень і вуглекислий газ. Однак кисень, що виділяється, утворився в процесі фотосинтезу, а вуглекислий газ, що виділяється, утворився в процесі дихання.

Фотосинтез у рослині здійснюється тільки на світлі, а дихання — завжди.

Більшість дерев і чагарників щорічно спостерігається таке явище як листопад.Восени з листя відбувається відтік поживних речовин, хлорофіл руйнується, листя стає жовтим або червоним через інші пігменти. У тканинах листка накопичуються непотрібні рослині речовини. Таким чином постарівши, листя опадає.

Значення листопада у видаленні непотрібних речовин та скороченні поверхні надземних органів рослини у несприятливий період. Після листопада рослина менше випаровує води, крона дерев менше накопичуватиме снігу і, отже, не ламатиметься.

Крім перерахованих основних функцій (фотосинтез, випаровування, газообмін, листопад) листя деяких рослин виконують різні специфічні функції. Так, у деяких рослин у листі відкладаються запасні поживні речовини (алое, качанна капуста, цибуля). Ряд рослин вегетативно розмножується за допомогою листя.

Листя зі специфічними функціями зазвичай видозмінюються і стають несхожими на звичайне листя. Листя, в яких накопичуються поживні речовини, набувають м'ясистої лускоподібної форми. Листя, якими рослини чіпляються за опору, щоб підніматися вище, стає схожим на вусики (горох). Рослини, які захищаються від поїдання тваринами, мають листя у вигляді колючок та голок (верблюжа колючка, барбарис, кактуси). Ниркові луски також ні що інше як видозмінене листя, що захищає зачаток втечі.