Фізіологія рослин - конспект лекцій - О. М. Тарнопільська 2019
7. Ріст і розвиток рослин
7.8 Вплив факторів зовнішнього середовища на ріст рослин
На ріст рослин впливають різноманітні фактори зовнішнього середовища. Це фізичні фактори: світло, температура, сила тяжіння, газовий склад, магнітне поле, вологість, поживні речовини, механічні впливи. Крім того, перебуваючи в складі рослинних угрупувань, рослина зазнає впливу продуктів життєдіяльності інших рослин (алелопатія), а також фізіологічно активних речовин мікроорганізмів (антибіотиків, ростових речовин).
Світло. Ріст рослин може відбуватися як на світлі, так і в темноті. Зелені органи вищих рослин у темноті набувають низки морфологічних особливостей, які відрізняють їх від рослин, що виросли на світлі. Такі рослини називаються етіолованими. У дводольних у темноті сильно видовжуються міжвузля, а листкові пластинки недорозвинені, у проростків кукурудзи витягуються мезокотилі. У етіолованих рослин зазвичай недорозвинуті механічні тканини та продихи. Такі рослини безхлорофільні й мають блідо-жовте забарвлення внаслідок наявності каротиноїдів. Для уникнення етіоляції достатньо нетривалого (5-10 хв) щоденного освітлення, що не впливає на утворення хлорофілу. Цей процес (запобігання етіоляції) регулюється фітохромом (реакція на червоне - дальнє червоне світло) чи системою фітохром- флавопротеїнів (реакція на дальнє червоне - синє світло). Найсильніший морфогенетичний ефект має синьо-фіолетова частина спектру.
Етіоляція - важлива пристосувальна реакція проростків рослин, які містяться в ґрунті: унаслідок швидкого витягування мезокотилю, гіпокотилю чи епікотилю пагін за короткий час виноситься на поверхню, до світла. У разі освітлення етіольованих проростків гальмування росту шляхом розтягування настає через декілька хвилин, інші ефекти світла (розгортання першого листка,
закладання наступних листків, ріст волосків) відбуваються лише через декілька годин.
Температура. Ріст рослин залежить від температури. У межах 0-35 °С вплив температури на ріст відбувається згідно з правилом Вант-Гоффа. Для теплолюбних рослин мінімальні точки росту містяться вище 10 °С, а оптимальні - у межах 30-40 °С, для холодостійких - у межах від 0 до 5 °С та 25-30 °С відповідно. Максимальні температури для росту більшості рослин містяться в інтервалі 35-45 °С. Оптимальною називають температуру, при якій ріст відбувається найшвидше. Але велика швидкість росту не завжди сприятлива для рослин. При «вигонці» стебло зазвичай слабке, листки тонкі. У полі такі рослини вилягають.
Газовий склад. Для росту рослин необхідний кисень, хоча короткотривале зниження його вмісту незначно впливає на ріст. Окрім того, при тривалому зниженні вмісту кисню в зоні коренів у разі затоплення ріст продовжується, хоча й сповільнюється. До того ж включаються адаптивні механізми, які уможливлюють використання кисню нітратів, повітроносних тканин тощо. Надлишок СО2 в повітрі призводить до збільшення розтягування клітинних стінок і до тимчасового посилення росту тканин (ефект «кислого росту»). Вплив СО2 на ріст ґрунтується на його здатності знижувати рН клітинних стінок і, таким чином, індукувати ріст клітин. Ефект СО2 не залежить від присутності кисню. Одночасно із затіненням злаків він зумовлює надмірне витягування в загущених посівах, що призводить до вилягання рослин.
Водний режим. Процес росту клітин рослин шляхом розтягування здійснюється за допомогою вакуолізації під час надходження в клітини води, тому нестача води сповільнює ріст. Корені здатні рости лише в досить вологому ґрунті, насиченому водяною парою, з осмотичним тиском не більше 1-1, 5 МПа.
Наземні частини рослин завжди перебувають у більш сухому повітрі з вологістю 50-70 %. Від утрати води вони захищені кутикулярно-епідермальним шаром, тому в мезофілі листків пружність водяної пари зазвичай не буває нижчою за 98-99 % відносної вологості. При тривалій нестачі води в тканинах фаза витягування закінчується швидше, що призводить до вкорочення стебла та кореня, зменшення листків, їх дрібноклітинності тощо.
Мінеральне живлення. Високий вміст елементів мінерального живлення, особливо N, сприятливий для росту. Він спричиняє розростання вегетативних органів і необхідний під час нарощування зеленої маси кормових рослин. Однак високий мінеральний фон затримує процеси диференціації, закладання квіток, що зменшує врожай плодів та зерна. У гідропонній культурі кращий урожай плодів та овочів отримують у разі періодичного голодування рослин, особливо азотом.