Теплолюбивые и холодолюбивые растения

По отношению к температуре как экологическому фактору выделяют две группы растений:

а) теплолюбивые (термофилы), которые хорошо растут и развиваются в условиях высоких температур;

б) холодолюбивые (психрофилы), способные расти в условиях низких температур.

Настоящими термофилами являются растения – выходцы из жарких тропических районов. Они совсем не переносят низких температур, начинают болеть при наступлении холодов (т.н. «простуда растений») и гибнут уже при температурах, близких к 0⁰С – вследствие нарушений процессов обмена веществ. Напротив, многие термофильные растения в условиях тропиков и субтропиков проявляют поразительную способность стойко переносить очень высокую температуру. Особенно отличаются виды, обитающие в жарком аридном климате пустынь и в горячих водах: например, верблюжья колючка переносит нагревание до +70⁰С, а некоторые сине-зеленые водоросли, обитающие в геотермальных источниках, постоянно живут при температурах +75 - +82⁰С. Однако у большинства растений уже при +40⁰С наблюдаются признаки угнетения, а при 45-50⁰С многие погибают.

Виды, обитающих в местах с постоянно высокими температурами, приобрели ряд свойств в строении и жизнедеятельности: повышенную термоустойчивость клеток и тканей, сокращение испаряющей поверхности, развитие волосков, появление эфирных желез и выработку эфирных масел, интенсивно испаряющихся и тем самым охлаждающих растения. Часто при повышенных температурах проявляется способность впадать в состояние «летнего» анабиоза. Обычно повышение температуры воздуха и почв приводит к изменениям всего комплекса экологических условий – влажности, испарения, освещенности.

Гораздо чаще растения страдают от низких температур. Ежегодные потери урожая полевых, плодовых и субтропических культур происходят из-за повреждений и частичной гибели растений в зимний период. По отношению к низким температурам различают морозостойкие и неморозостойкие растения. Морозостойкостью считают свойство живых организмов, тесно связанное с физиологическим состоянием, которое обусловлено реальными условиями жизни и особенно сезонным ритмом температурного режима, способностью своевременно подготовиться к наступлению холодов.

Проявлением замерзания может быть усиленная жесткость наземных органов, но с повышением температуры возможно оттаивание и возвращение к обычному состоянию.

Свойство морозостойкости связано прежде всего с происхождением видов. Виды – выходцы с Востока – обычно более устойчивы к холоду, чем западные; северные виды превосходят по этому показателю южных. Следует учитывать характер местообитаний: например, виды из высокогорья тропиков проявляют высокую устойчивость к холоду, а равнинные формы тропических и субтропических регионов совершенно неморозостойки.

Важной особенностью, обеспечивающей морозостойкость растений, является их способность к закаливанию. Под этим понимается приобретение растениями свойств зимостойкости - специфических изменений физиологического состояния - под влиянием комплекса внешних условий. Такая способность относится не только к низким температурам, но и к частым сменам оттепелей и замораживания, вымокания и перепревания.

Закалка озимых и древесных растений проходит в два этапа. На первом из них в зимующих органах идет накопление сахаров при дневных температурах +10 - +15⁰С и ночных, близких к 0⁰С. Идущий днем процесс фотосинтеза дает большое количество углеводов, которые при низких температурах ночью не успевают тратиться на дыхание и откладываются про запас. На втором этапе при слабых морозах (-2 - -5⁰С) организм приобретает полную морозостойкость. Фотосинтез при таких температурах уже прекращается, а в клетках: - повышается осмотическое давление, - усиливается вязкость цитоплазмы, - в клеточном соке увеличивается количество дубильных веществ, - бóльшая часть запасного крахмала вновь превращается в сахарá. У хвойных растений наряду с обычными и постоянно встречающимися сахарозой, глюкозой и фруктозой с наступлением зимы появляются стахиоза и рафиноза, отсутствующие летом. У многих видов наблюдается большое накопление масел во внутренних слоях древесины, что также повышает устойчивость к сильным морозам, а у многолетних растений эфирные масла и воска покрывают поверхность листьев (земляника).

Закаливание растений во многом зависит от накопления запасных питательных веществ. При этом в надземных органах растений обычно накапливаются сахара и эфирные масла, а в подземных органах – крахмал. Накопленные вещества в течение зимы тратятся на дыхание, а в начале весны – на рост.

Растения по-разному приспосабливаются к перенесению неблагоприятных зимних условий. Одни переносят зиму в состоянии вынужденного покоя, у других появляется ряд анатомо-морфологических особенностей – листопадность, нарастание горизонтальных побегов, распластывание по земле стеблей и листьев и др.