Ріст рослин. Ріст рослинного організму — це необоротне збільшення розмірів рослин (або його органів), що зумовлюється формуванням нових органів, клітин та окремих їх елементів (цитоплазма, пластиди, мітохондрії та інші). Фактори, що необхідні для росту: — температура -волога -повітря -світло Кожна рослина росте при оптимальній температурі. Для всіх рослин характерним є уповільнення росту при зниженні температури повітря до 0 °C. При температурі 20-25 °C ріст більшості рослин посилюється, а при занадто високій – знову сповільнюється. Деякі ранньовесняні рослини (проліска сибірська, сон-трава, підсніжник) можуть рости при порівняно невисоких температурах повітря невисоких температурах повітря. Це характерно і для рослин полярних і високогірних районів. Пристосовуючись до певних температур, рослини можуть рости і в холодній тундрі, і в жаркій пустелі. Крім тепла, рослині необхідні вологість грунту і повітря. При браку води і розчинених у ній мінеральних речовин відбувається зневоднення рослини. При нестачі світла (у темряві) відбувається знебарвлення рослини. Під час росту рослин особливу роль мають регулятори росту, що утворюються у верхівці пагона. До регульторів росту належать: — вітаміни — гормони — ферменти. Регулятори росту впливають, насамперед, на цитоплазму молодих клітин, викликаючи в ній зміни, пов’язані з поділом клітин і ростом їхніх оболонок. Вони беруть участі в диференціації тканин, а також прискорюють формування додаткових коренів у рослин при вегетативному розмноженні. Ріст рослин може бути: — безперервним. Притаманний більшості однорічних рослин та багатьом тропічним видам. Розміри всього організму або окремих його частин збільшуються постійно. — періодичним. Притаманний багаторічним рослинам. Має місце завдяки змінам пір року або настанням посушливого сезону. Розвиток рослин Одночасно з ростом рослин відбувається і їх розвиток. Процеси росту і розвитку в організмі рослини взаємозалежні. Ріст веде до кількісних змін, а розвиток – до якісних. При цьому розвиток не завжди залежить від нагромадження великої маси. Можливі швидкий ріст і повільний розвиток у рослин. І навпаки – уповільнений ріст і швидкий розвиток. Розвиток рослинного організму — це сукупність морфологічних та фізіологічних змін рослин на окремих етапах його життєвого циклу (онтогенезу), які обумовлені внутрішніми особливостями організму та впливом зовнішніх факторів (інтенсивність та спектральний склад світла, тривалість дня та ночі, температура та вологість повітря та ґрунту, органічні та мінеральні добрива). Етапи розвитку (фази розвитку) рослин — сходи — утворення листя — поява бутонів -цвітіння — формування плодів — дозрівання У квіткових рослин розвиток починається з першого поділу заплідненої яйцеклітини. Потім відбуваються ріст і розвиток вегетативних органів рослини, період розмноження, а після нього – старіння і відмирання. На кожному етапі життєвого циклу рослинний організм зазнає якісних змін. В однорічних рослин із насіння з’являються сходи, потім виростає стебло з листками, утворюються бутони, квітки і плоди, після чого рослина відмирає. У злаків після сходів спостерігаються такі фази: кущіння, вихід у трубку, колосіння, цвітіння, утворення плодів – зернівок. У дерев і чагарників весняне пробудження починається з сокоруху, потім відбувається набрякання і розпускання бруньок, поява листків, початкове і повне цвітіння, початок на масове дозрівання плодів і насіння (у культурних рослин – початок і кінець збирання врожаю), початкова й повна зміна кольору листків, початок, розпал і кінець листопаду.
Транспорт води, органічних і неорганічних речовин
Вода використовується у всіх хімічних реакціях в організмі рослини. З нею з ґрунту надходять мінеральні речовини, вона переносить поживні речовини від одного органу до іншого. Вода підтримує пружність рослини. Випаровуючись з поверхні листя, вона рятує рослини від перегріву. Рослини створили досконалу «систему водопостачання», з її допомогою вода доставляється до всіх живих частин їх організмів. Рослини одержують її з ґрунту через кореневі волоски, що знаходяться на корінні.
Вода, що поставляється кореневими волосками, переміщується в судини, що з'єднують корінь і стебло рослини. Вона створює тиск, який називають кореневим. Роботу кореневого тиску можна спостерігати рано вранці, коли по краях листків трав'янистих рослин з'являються крапельки води. Це не роса, як можна було б подумати, а явище гутації: кореневий тиск буквально видавлює воду через спеціальні отвори, що знаходяться по краях листя.
Можна побачити і інший прояв кореневого тиску. Для цього зріжемо стебло молодої рослини (квасолі, огірка, жоржини) на невеликій відстані від кореня і на пеньок, що утворився, щільно надінемо прозору трубочку. Видно, як по ній починає підійматися рідина. Кореневий тиск — важливий «двигун», що примушує воду переміщатися вгору, долаючи силу тяжіння.
Проте біологи встановили, що одного кореневого тиску недостатньо, щоб підняти воду до вершини високого дерева або до квітки маленької фіалки, як би «старанно» не всмоктувало воду коріння цих рослин. Існує ще один «двигун», що примушує воду підійматися по рослині, досягаючи самого крайнього листа на найвищій гілці. Його робота обумовлена процесами випаровування, які відбуваються в листі і стеблі рослин. Випаровування води рослиною називають транспірацієй. Кількість води, яку рослини «прокачують» через свої організми і втрачають при транспірації, вражає уяву. За один період росту від весни до осені рослина картоплі ухитряється випарити 95 л води, томат — 125 л, кукурудза — 206 л, а тополя — близько 100 л лише за один день.
Транспірація — один з компонентів складного процесу переміщення води по рослині. Вода, що випаровується з листя, звільняє місце для нової «порції» води, яка підтягується з судин рослини. У судини, у свою чергу, поступає нова «порція» води від кореня, а в корінь — з ґрунту. Так вода «протягується» по рослині.
При транспірації пари води видаляються через продихи листя і сочевички стебла. Продихи листя здатні змінювати величину щілини, призначеної для газообміну, — закриватися і відкриватися. Таким чином рослини регулюють і транспірацію, яка залежить від температури повітря, його вологості, вітру. Коли температура повітря досягає 30 - 35°С, продихи закриваються, оберігаючи| рослини від надмірної втрати вологи. При високій вологості повітря випаровування води сповільнюється, і тому продихи відкриваються.
Вода, що поглинається з ґрунту, забезпечує організм рослини мінеральним живленням. Переміщуючись до всіх органів рослини, вона транспортує туди необхідні мінеральні речовини.
В рослині існує не лише висхідний потік води з розчиненими в ній мінеральними речовинами. З молекул глюкози, що утворилися в результаті фотосинтезу в листі, дуже швидко утворюються «ланцюжки» — молекули нерозчинної речовини крохмалю. Однак поживних речовин потребує не тільки листя, але і інші органи рослини. Ланцюжки крохмалю розпадаються на молекули глюкози. Вона розчиняється у воді і з її низхідним потоком стікає по провідних шляхах листя і стебла. Так вода транспортує глюкозу у всі органи рослини, де вона знову перетворюється на крохмаль і інші органічні речовини.
Розмноження рослин
Існує два способи розмноження насінних рослин: вегетативний і статевий. Для статевого розмноження характерно те, що нові особини виникають в результаті злиття двох статевих клітин - чоловічої і жіночої. При вегетативному розмноженні ніякого злиття клітин не відбувається, а нові особини виникають із спеціальних утворень на вегетативних частинах рослини (з цибулин і вусів на стеблах, з нирок на коренях, з кореневищ і ін), або безпосередньо з вегетативних органів або їх частин (частин кореня, стебла, листя). При статевому розмноженні новий: організм, що виникає з статевих клітин, знову починає розвиток, повторюючи при цьому всі ті видозміни і перетворення, які відбувалися в попередніх поколіннях. При вегетативному розмноженні ж розвиток нового організму продовжується з того етапу, на якому зупинився розвиток органу, або тій його частині, яка була взята для розмноження. Так, наприклад, при статевому розмноженні багаторічні рослини часто зацвітають лише через десятки років (багато деревні породи); при вегетативному розмноженні ж цих рослин, що вступили в пору плодоношення, нові рослини зацвітають у перший або другий рік.
Мінеральне живлення
Вода і мінеральні солі надходять у рослину в основному через корені з грунту. Цей процес називається мінеральне живлення. У цьому процесі особливо важливу роль відіграють кореневі волоски в зоні всмоктування. Ось чому грунтове живлення ще називають кореневим харчуванням. Кореневе живлення забезпечує надходження в рослину води і мінеральних солей.
Рослина здатна регулювати надходження мінеральних речовин: через клітини внутрішнього шару кори кореня можуть проникати тільки ті речовини, які необхідні рослині в даний період життя.
Найбільше рослині потрібні азот, калій і фосфор. Якщо рослина не отримує хоча б одну з потрібних речовин, то його процеси життєдіяльності різко порушуються.
Наприклад, з'ясовано, що при нестачі азоту гальмується ріст рослин, формуються дрібні листя. Недолік калію уповільнює процеси поділу і розтягнення клітин, викликає загибель кінчика кореня. Нестача фосфору уповільнює обмін речовин.
Інші мінеральні речовини потрібні в невеликих кількостях, але також важливі для рослини.
Наприклад, при нестачі магнію порушується утворення хлоропластів та хлорофілу. Нестача сірки знижує фотосинтез.
Дихання
Дихання — складний процес; усі організми дихають киснем і виділяють при цьому вуглекислий газ. Дихання є одним з основних процесів обміну речовин і енергії, що підтримує зв’язок між організмом і середовищем. Під час дихання проходять процеси окиснення органічних сполук з вивільненням енергії, що зв’язана в них. Ця енергія необхідна рослинам для забезпечення процесів життєдіяльності. Під час дихання поглинається кисень та виділяється вуглекислий газ у довкілля. Температура та інші чинники зовнішнього середовища дуже впливають на дихання рослини.
Фотосинтез
Фотосинтез — найголовніша функція листка. У листках відбуваються також важливі функції — дихання і випаровування води (транспірація). При фотосинтезі з неорганічних сполук утворюються органічні за рахунок засвоєння рослиною енергії світла. Необхідною умовою фотосинтезу є наявність світла, води та вуглекислого газу. Воду рослини отримують переважно з ґрунту, вуглекислий газ — із повітря. Споживання рослинами вуглекислого газу з атмосфери називають повітряним живленням. Вуглець вуглекислого газу є основою для утворення молекул органічних речовин. Під час фото-синтезу на світлі рослини розкладають воду і виділяють з неї кисень. Інтенсивність фотосинтезу залежить від освітленості, температури довкілля, кількості вуглекислого газу (в атмосфері його 0,03 %), надходження води. Оптимальні умови для фотосинтезу — температура +20…25 °C та достатнє зволоження ґрунту.
