Солеустойчивость растений — это способность растений противостоять засолению, не снижая интенсивность течения основных физиологических процессов.
- Устойчивость растений к высоким температурам. Растения по-разному реагируют на повышенные температуры. Для большинства растений стресс начинается при ее увеличении до 35-40 град. Обычно растения снижают свою температуру за счет транспирации листьями. Но если в этих условиях возникает водный дефицит, приводящий к уменьшению транспирации, действие высоких температур приводит к повреждению клеточных мембран и различных белков. Структура разных белков денатурирует (разрушается) при разной температуре, но даже частичная их денатурация приводит к нарушению согласованности процессов обмена: гибель клеток происходит в результате накопления ядовитых промежуточных продуктов обмена (например, растворимых азотистых соединений). Высокая температура тормозит как процессы фотосинтеза, так и дыхания растений, уменьшается активность фитогормонов. Тормозятся процессы роста растения, так как падает активность гиббереллинов.
-Устойчивость растений к низким температурам.
Теплолюбивые растения страдают даже при положительных пониженных температурах. Реакцией на пониженные температуры являются некротические пятна на листьях и их увядание. Понижение положительных температур приводит к повреждению мембран и увеличению их проницаемости, потере ионов кальция и выходу калия из цитоплазмы. Меняются также свойства мембран митохондрий и хлоропластов. Повреждаются мембраны тем больше, чем больше содержание насыщенных жирных кислот. Они загустевают при пониженных температурах (вспомните, как твердеет сливочное масло, образованное значительным количеством насыщенных жирных кислот, положенное в холодильник), загустевание снижает транспорт веществ и энергетические процессы. Вследствие нарушения обменных процессов в растении накапливаются промежуточные, вредные продукты, теплолюбивое растение погибает. Морозоустойчивость - способность растений переносить температуру ниже 0 °С, низкие отрицательные температуры.
-Газоустойчивость растений.
Под газоустойчивостью понимают способность растений сохранять свою жизнеспособность в условиях повышенной концентрации токсичных газов (фитотоксикантов). Механизм действия фитотоксикантов на растения заключается в нарушении деятельности физиологических и биохимических регуляторных процессов, в анатомических и морфологических изменениях, а при достижении пороговых величин - в отмирании как отдельных органов, так и гибели всего растения.
-Устойчивость растений к засухе.
В естественных условиях в солнечные дни растение расходует воды больше, чем получает. В полдень содержание воды в листьях может быть на 25% меньше, чем утром. Такой водный дефицит является нормальным и неопасным для растения. Так как ночью транспирация сокращается, при нормальном поливе к утру листья снова насыщаются водой. Если растениям влаги в почве не хватает, к утру листья влагу не восстанавливают, появляется остаточный утренний водный дефицит. Если снабжение водой не улучшается, недостаток воды будет все более нарастать. Растение утрачивает тургор и начинает завядать. Первые фазы завядания (циторриза) сходны с первыми фазами плазмолиза (это явление, обратное тургору): объем клетки уменьшается из-за уменьшения содержания воды. Затем процессы завядания (циторриза) и плазмолиза проходят различно. При плазмолизе цитоплазма отстает от клеточной оболочки, при завядании же цитоплазма, которая сокращается из-за потери воды, тянет за собой оболочку, оболочка теряет свою форму. Завядание не означает гибели растения. При поступлении воды тургор восстанавливается, растение продолжает жить, но с большими или меньшими повреждениями.
-Устойчивость растений к ультрафиолетовому излучению.Как правило, земная атмосфера задерживает УФ - С и УФ - В, но в ситуации истончения озонового слоя поверхности земли достигают и эти виды УФ–излучения.
-Устойчивость растений к недостатку света.
Основные физиологические адаптационные реакции растений к свету лежат в сфере фотосинтеза. Под фотосинтезом понимается процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии хлорофилла. В современной физиологии растений фотосинтез понимается как совокупность поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества. Не вдаваясь в сложность самого процесса фотосинтеза, нужно сделать несколько замечаний:
- в полной темноте фотосинтез отсутствует, имеет место дыхание (не поглощение, а выделение углекислого газа);
- интенсивность фотосинтеза с увеличением света возрастает только до определенного предела, в дальнейшем остается постоянной.
Механизмы устойчивости растений:
Физиология стресса
Стресс- совокупность всех неспецифических изменений , возникающих в организме под влиянием любых неблагоприятных и повреждающих факторов.
Стрессовым называют те внешние факторы , которые оказывают неблагоприятное воздействие на растение. Неблагоприятные факторы внешней среды называют стрессорами, а реакцию организма на отклонения от нормы стрессом (напряжением). Для растений характерны три фазы стресса:
1) первичная стрессовая реакция ( тревоги и торможения большинства процессов)
2) адаптация- это совокупность морфологических, физиологических и химических приспособительных реакций, обеспечивающих возможность выживания определенного вида растений при действии неблагоприятных условий среды.
3) истощение.
Действие стрессора зависит от величины повреждающего фактора, длительности его воздействия и сопротивляемости растения. Устойчивость растений к стрессору зависит и от фазы онтогенеза. Наиболее устойчивы растения, находящиеся в состоянии покоя. Наиболее чувствительны растения в молодом возрасте.
К первичным неспецифическим процессам, происходящим в клетках растений при действии любых стрессоров, относятся следующие:
1. Повышение проницаемости мембран, деполяризация мембранного потенциала плазмалеммы.
2. Вход ионов кальция в цитоплазму из клеточных стенок и внутриклеточных компартментов (вакуоль, эндоплазматическая сеть, митохондрии).
3. Сдвиг рН цитоплазмы в кислую сторону.
4. Активация сборки актиновых микрофиламентов цитоскелета, в результате чего возрастает вязкость и светорассеяние цитоплазмы.
5. Усиление поглощения кислорода, ускоренная трата АТФ, развитие свободнорадикальных процессов.
6. Повышение содержания аминокислоты пролина, которая может образовывать агрегаты, ведущие себя как гидрофильные коллоиды и способствующие удержанию воды в клетке. Пролин может связываться с белковыми молекулами, защищая их от денатурации.
