Отношение растений к свету. Светокультура

МИНИСТЕРСТВО  АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ УКРАИНЫ

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

Кафедра садово-паркового  хазяйства

 

 

 

 

Реферат

по теме:

«Отношение  растений к свету. Светокультура»

 

 

 

 

подготовила:

студентка группы СПГ-1-11

Самсоненко  Анна

проверила:

профессор Бессонова  В.П.

 

 

 

 

Днепропетровск

2013

Содержание

1. Вступление……………………………..…………………….………………..3
2. Влияние света на питание и испарение…………………...…………………4
3. Значение света для распределения растений…………………………..……4
4. Сила света и направление световых лучей…………………………….……5
5. Классификация растений по отношению к свету…………………….…….6
6. Фотопериодизм……………………………………………….………………8
7. Светокультура растений……………………………………………………..9
8. Выводы……………………………………………………………………….14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступление

 

Физиологическое воздействие света на растения проявляется прямо (через фотосинтез) и влияет косвенно на рост и развитие.

Освещение играет важнейшую роль для развития растений. Скорость фотосинтеза определяется интенсивностью падающего света, температурой, которая влияет на энзиматические процессы фиксации СО₂, и концентрацией СО₂ в тканях. Также важными являются и спектральный состав света, и длина светового дня, и угол падения лучей.

Очень важен  спектральный состав света. Существует 7 основных цветов спектра – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Изучение фотосинтеза позволило сделать вывод, что желто-зеленая составляющая дневного света практически бесполезна для роста и жизни растения – ему нужен красный и синий свет.

При низкой интенсивности  света преобладают процессы дыхания растений (энергия для жизнедеятельности черпается за счет распада ранее синтезированных веществ). При повышении интенсивности света линейно увеличивается фотосинтез. При дальнейшем росте интенсивности фотосинтез увеличивается медленнее, потом не увеличивается, наступает «фаза насыщения». Если продолжать увеличивать интенсивность света, фотосинтез начинает снижаться. При низкой интенсивности света растения получаются вытянутые. У корнеплодных (например, редиса) корнеплоды образуются плохо, растения формируют цветоносные стебли. У томатов и огурца цветы опадают, плоды невелики, вкусовые качества низкие. Интенсивный свет позволяет увеличить урожай, получать крупные плоды высокого качества, значительно снизить сроки вегетации. Интенсивный свет позволяет скоординировать фотосинтез, рост и развитие растений.

В то же время  для выращивания зелени сильный  свет вреден, так как рост листовой поверхности замедляется, качества листьев снижается, они желтеют  и становятся жесткими. Рост и развитие растений помимо интенсивности и спектрального состава света зависят также от продолжительности светового и темнового периодов. Например, именно короткий световой день осенью, а не понижение температуры, запускает у листопадных растений механизм перехода в состояние покоя. Поэтому многие из них без подсветки даже в теплых оранжереях сбрасывают листья.

 

 

Влияние света на питание и испарение

 Практически  единственным источником энергии  для всех живых организмов  является энергия солнца. Напрямую  утилизировать солнечную энергию может только одна группа организмов - зеленые растения   и фотосинтезирующие организмы. Речь идет об уникальном природном явлении - фотосинтезе. Все остальные организмы, по сути, поглощают энергию солнца, преобразованную зелеными растениями в энергию химических связей.

 Значение  света для растительности очень  велико:  как для выработки  жизненных форм и растительных  сообществ, так и для местного  распределения растений. Существенное  влияние на растения оказывают  изменения напряженности света  и продолжительность освещения.

 Свет оказывает  влияние: 

1. На питание. В отсутствии света нет ассимиляции угольной кислоты, нет жизни на земле. Начиная с известного минимума (различного для разных видов растений) ассимиляция увеличивается с возрастанием напряженности света, до известного максимума. Слишком сильное освещение влияет вредно;
2. На испарение, т. к. часть световых лучей превращается в растении в теплоту, содействующую испарению. В этом отношении существует также для каждого вида растений известный оптимум. От слишком сильного испарения растения защищают себя различным образом. Свет, кроме того, оказывает влияние на явления роста, движения и вообще на почти все жизненные процессы.

Значение  света для распределения растений

 Нет почти  такого уголка на земной поверхности, где бы, благодаря недостатку освещения, растительная жизнь была невозможна, так как, если освещение слишком слабо в известное время года (напр., во время полярных ночей), то   в другое время оно приобретает достаточную силу, что бы вызвать проявление жизни.

 Сила света  имеет большое влияние на распределение  видов и на богатство растительного  сообщества неделимыми. В случае  недостаточного освещения растения  растут плохо, истощаются и  гибнут. Общеизвестна разница между  растениями, обитающими в лесах, тенистых местах, и растущими в местах освещенных. В полярных странах различие в облачности (числе солнечных дней, и дней пасмурных и туманных) является, несомненно, причиною описываемого многими путешественниками различия между богатой флорой внутри фиордов и скудной растительностью побережий и островов.  

 Время, в  течение которого растение достигает  своего полного развития, находится  в зависимости не только от  силы света, но и от продолжительности  освещения. Таким образом, если  в Финляндии и Северной Норвегии ячмень созревает через 89 дней после посева, а в Шонене, не смотря на более высокую температуру и большую силу света, для совершения той же работы нужно целых 100 дней, то причина этого заключается отчасти и в том, что более продолжительное освещение ускоряет образование вещества. На севере, благодаря более продолжительному освещению, жизненные периодические явления растений совершаются летом гораздо быстрее, нежели весной. По Арнеллю, чтобы зацвели растения в местности на один градус севернее Шонена в апреле нужно 4,3 дня, в мае 2,3 дня, в июне 1,5 дня и в июле 0,5 дня.

Сила  света и направление световых лучей

 Некоторые  растения чрезвычайно чувствительны  к силе света, а листья или  их листочки способны производить  движения, регулирующие освещение, причем пластинка листа образует у них при известной степени освещения определенный угол  с падающими лучами; при умеренном освещении (например, в утренние часы) пластинки листа располагаются наиболее выгодно по отношению к свету, чтобы лучи света падали на них под прямым углом (плоскостное расположение). По мере увеличения силы света пластинки располагаются так, чтобы свет падал на них всегда под более острыми углами (профильное положение).

 Благодаря  этому, они меньше освещаются  и нагреваются, и испарение, вследствие этого, также   уменьшаться. Сюда относятся многие растения со сложными листьями, особенно из числа тропических низких кустарников, например, многие виды Acacia и др. Mimosaceae, многие Papilionaceae и Caesalpinaceae, Oxalidaceae и другие.    

 Такие же, зависящие от силы света движения  мы встречаем и у растений  с простыми листьями, например, у  Hura crepitans, Bauhinia. У названных растений  листья также не имеют ксерофильного  строения. Листья, например, вест-индских  бобовых растений, обладающие способностью двигаться сообразно с силой света, часто даже и покрыты тонкой и голой кожицей. 

  Листья, расположенные  ребром, встречаются у многих  других видов, например, у многих  австралийских видов Eucalyptus и Proteaceae, южно-африканских видов Statice, у Conocarpus erecta и др. в Вест-Индии.  

 Сила света  и направление световых лучей  оказывают весьма большое влияние  на форму древесных растений.  Например, продолжительность жизни  отдельных ветвей находится отчасти  в зависимости от силы света. Затенение, производимое молодыми веками, препятствует ассимиляционной деятельности листьев более старых ветвей, развитию на них почек и, в конце концов, лишает их жизни, после чего сухие ветви обламываются ветром или под влиянием собственной тяжести. Вследствие этого вредного влияния внутренние части кроны у деревьев и кустарников не имеют листьев. Свободно растущая сосна имеет коническую форму и сверху до низу покрыта зелеными ветвями, между тем как такая же сосна в лесной чаще, благодаря разнице в освещении, имеет лишь маленькую зеленую крону, внизу же она совсем лишена ветвей или же покрыта сухими, лишенными листьев сучьями. Свободно растущие лиственные деревья например, буки, дубы и др. имеют вполне яйцевидную крону, тогда как растущие в густых зарослях лишь маленькую крону с поднятыми вверх ветвями.   

 Далее, отношение  растений к свету играет важную  роль в состязании, которое ведут  друг с другом деревья, образующие  сообщества.

Классификация растений по отношению к свету

 По отношению  к свету все растения, в том числе и лесные  деревья  подразделяются   следующие экологические группы:

• гелиофиты (светолюбивые);
• сциофиты (тенелюбивые);
• теневыносливые (факультативные гелиофиты).

Светолюбивые  растения, гелиофиты (от др.-греч. ἥλιος (helios) – солнце и φυτόν (phyton) – растение) – растения, приспособленные к жизни на открытых, хорошо освещаемых солнцем местах, плохо переносящие длительное затенение (у них проявляются признаки угнетённости и задержка развития). Гелиофитам для нормальной жизнедеятельности важно интенсивное освещение – солнечное в естественных местообитаниях или искусственное в условиях оранжерей или теплиц.

К светолюбивым растениям относятся многие деревья (акация, лиственница, сосна, берёза), все  водные растения, листья которых расположены над поверхностью воды (лотос, кувшинка), травянистые растения лугов и степей (многие злаки), большинство ксерофитов (кактусы), эфемеры полупустынь и пустынь. Среди сельскохозяйственных растений преобладают светолюбивые: плодовые деревья (апельсин, яблоня, кофейное дерево) и кустарники (виноград), а также хлопчатник, кукуруза, пшеница, рис, томат, сахарный тростник и другие. К светолюбивым растениям клумб относятся колокольчик персиколистный, дельфиниум, котовник Фассена, лаванда узколистная, лобулярия приморская, клематис, мелколепестник, лобулярия приморская, бегоня вечноцветущая, гипсофила метельчатая, нивяник крупноцветковый, лилейник, целозия гребенчатая, форзиция.

Взрослые гелиофиты, как правило, более светолюбивы, чем молодые экземпляры. Древесные  или кустарниковые гелиофиты образуют обычно разреженные посадки.

 Приспособленность  к интенсивному освещению обеспечивается  особенностями морфологии и физиологии  светолюбивых растений. У них  обычно довольно толстые листья, нередко расположенные под большим  углом к свету (иногда почти вертикально); лист блестящий (за счёт развитой кутикулы) или с опушением. У светолюбивых растений гораздо чаще (по сравнению с тенелюбивыми) встречается одревеснение побегов с образованием шипов, колючек. Характерно большое число устьиц, которые сосредоточены в основном на нижней стороне листа; многослойную палисадную паренхиму составляют мелкие клетки. По сравнению с тенелюбивыми растениями у гелиофитов значительно выше содержание хлоропластов в клетках листа — от 50 до 300 на клетку; суммарная поверхность хлоропластов листа в десятки раз превышает его площадь. За счёт этого обеспечивается высокая интенсивность фотосинтеза — отличительная черта гелиофитов. Другим морфологическим отличием от тенелюбивых растений является большее содержание хлорофилла на единицу площади и меньшее — на единицу массы листа.

Тенелюбивые растения, сциофиты (от др.-греч. σκιά (skiá) – тень и φυτόν (phyton) – растение), гелиофобы (от др.-греч. Ἥλιος (Helios) – солнце и φόβος (phóbos) – страх, боязнь) – растения, обитающие исключительно в затемнённых условиях, предпочитающие рассеянный свет. При прямом солнечном освещении у тенелюбивых растений проявляются признаки угнетённости развития и возможны солнечные ожоги.

Наиболее характерными представителями являются водоросли, обитающие в толще воды, мхи, лишайники, плауны, папоротники в лесах.

Большинство тенелюбов  предпочитает расти на влажных почвах с повышенной влажностью воздуха. В  таких естественных условиях эти  растения произрастают в лесу. Там  сформировалось их отношение к свету и влаге. Ярким примером влаголюбивых тенелюбов является копытень европейский. Копытень – уникальное растение. Он выживает в самых темных местах, под ветвями молодых елей.

Есть среди  тенелюбивых растений и такие, которые  предпочитают сухую тень. В большинстве своем это растения из лесов юга Русской равнины, Средней Азии, Молдавии. К ним относятся разные виды горянок, барвинок малый, анемона лесная, купена широколистная и др. Помимо многолетних растений в цветнике можно и нужно использовать некоторые виды теневыносливых и тенелюбивых кустарников и хвойных растений, лианы, а также луковичные и однолетники.

К тенелюбивым  растениям из хвойных пород относятся  декоративные формы ели обыкновенной, тсуга канадская, можжевельник обыкновенный, из лиственных - магония падуболистная, пахизандра верхушечная и др. К комнатным тенелюбивым растениям можно отнести абелию китайскую, асплениум живородящий, сенполию фиалкоцветковую, антуриум Шерцера, антуриум величественный, бегонию Люцерна, бегонию Креднера, циссус, мирт обыкновенный, диффенбахию пятнистую, фикусы, тис головчатый Форчуна и др.

Теневыносливые растения, факультативные гелиофиты – растения (главным образом древесные, многие травянистые под пологом лиственных пород, тепличные и др.), выносящие некоторое затенение, но хорошо развивающиеся и на прямом солнечном свету. С возрастом, а также в высоких широтах, горах, в более сухом климате теневыносливость понижается. Физиологически эти растения характеризуются относительно невысокой интенсивностью фотосинтеза. Листья теневыносливых растений имеют ряд анатомо-морфологических особенностей: слабо дифференцирована столбчатая и губчатая паренхима, клетки содержат небольшое число (10—40) хлоропластов, величина поверхности которых колеблется в пределах 2—6 см² на 1 см² площади листа. Ряд растений под пологом леса (например, копытень, сныть и др.) ранней весной, до распускания листьев древесного яруса, физиологически светолюбивы, а летом, при сомкнувшемся пологе, — теневыносливы.