Засухоустойчивость растений

Материал из GreenWiki
Перейти к навигации Перейти к поиску
Одинокое растение в пустыне

Засухоустойчивость растений — способность растений переносить высокую температуру при низкой влажности воздуха. Неблагоприятное действие указанных условий на растение проявляется особенно сильно при недостатке влаги в почве, когда растение теряет при испарении больше воды, чем оно может взять из почвы. Сухой ветер также усиливает вредное действие засухи на растение. Действие засухи может быть весьма продолжительным или захватывать крайне короткие периоды времени. Засухоустойчивость связана с рядом морфолого-анатомических и физиологических особенностей растений (ксероморфизм), при этом различают несколько типов засухоустойчивых растений (ксерофитных)[1].

Типы засухоустойчивых растений

Одни растения обладают способностью переносить легко период завядания, в течение которого они теряют тургор, закрывают устьица и сильно понижают испарения. Прирост сухого вещества сокращается в этот период до минимума и часто растения за период завядания вынуждены использовать ранее накопленные ими запасы питательных веществ. По окончании засухи растения оправляются (если только период засухи не оказался слишком продолжительным) и возвращаются к нормальной жизнедеятельности. Так переносят засуху засухоустойчивые сорта пшеницы, проса, кукурузы[1].

С. physoides во время засухи прекращает жизнедеятельность

Второй тип засухоустойчивости — это способность некоторых растений в период засухи временно прекращать жизнедеятельность (анабиоз). К этой группе относятся главным образом мхи, лишайники, некоторые папоротниковые и очень немногие высшие растения из числа дикорастущих. Так например песчаная осока (Сагех physoides), составляющая основной фон травяного покрова в бугристых песках Кара-Кумской пустыни[2].

Третью группу составляют сочные растения с толстыми мясистыми стволами, лишенными листьев (кактусы), или с листьями (агавы, очиток и др.). Эти растения запасают большие массы воды в своих вегетативных органах, которую они расходуют крайне медленно, что и обусловливает их высокую засухоустойчивость[3].

Четвертый тип засухоустойчивости — способность растений в период засухи сбрасывать листву или её часть, уменьшая свою испаряющую поверхность (ряд дикорастущих в пустыне). Наконец засухоустойчивость некоторых растений связана целиком с их глубоко идущей корневой системой, позволяющей им черпать воду из глубоких слоев почвы. Такие ксерофитные растения иногда обладают очень высокой испаряющей способностью, позволяющей им регулировать свой тепловой режим[3].

Указанными примерами далеко не исчерпывается все многообразие типов засухоустойчивости встречающихся в природе. Для характеристики засухоустойчивости растений известный интерес представляет соотношение между создаваемой ими сухой массой и количеством израсходованной ими воды. Одно время считали, что по высоте транспирационного коэффициента (количество весовых единиц воды, израсходованных растением для создания одной весовой единицы сухого вещества) можно судить о засухоустойчивости. Это положение оказалось однако совершенно неверным. Люцерна например имеет более высокий транспирационный коэффициент, чем пшеница, и в тоже время обладает и более высокой засухоустойчивостью. В настоящее время о последней судят на основании совокупности морфолого-анатомических и физиологических признаков, которыми обладает растение. Период засухи оказывает сильное влияние на морфолого-анатомические и физиологические особенности растения. Некоторые растения в засушливый период уменьшают размеры листьев. Так, кустарник Smirnovia turkestana (Каракумская пустыня) весной образует довольно крупные, круглые (2,5 см в диаметре) листочки, которые в течение лета опадают и заменяются все более мелкими, доходящими до размеров булавочной головки. Покровные ткани растения в период засухи сильнее развиваются, сеть жилок становится более густой, клетки более мелкими; вся система растений становится более компактной и лучше приспособленной к перенесению засухи. Главнейшие изменения в химическом составе растений при засухе связаны с тем, что при усиленной потере воды клетками повышается деятельность гидролизирующих ферментов, расщепляющих сложные и мало активные в осмотическом отношении соединения на более простые и осмотические активные. Так, крахмал переходит в сахар, белки — в аминокислоты. Вместе с тем увеличивается количество гидрофильных (водоудерживающих) коллоидов. Повышение концентрации клеточного сока (под влиянием испарения воды и увеличения количества осмотически активных веществ) и увеличение гидрофильных коллоидов затрудняют дальнейшую утрату воды растением и повышают устойчивость протоплазмы к неблагоприятным внешним воздействиям[3]. В результате этого растение после перенесения умеренной засухи повышает свою засухоустойчивость и жизнедеятельность и при наступлении благоприятных условиях часто восполняет потерянное за время засухи. При сильной и продолжительной засухе вредное влияние ее вызывает ряд серьезных повреждений (повреждение корневой системы, полная или временная потеря устьицами способности закрываться, отмирание части ассимиляционных тканей), от которых растение или оказывается вовсе не в состоянии оправиться или оправляется только через продолжительный срок, резко уменьшая свою продукцию[4].

Николай Вавилов (1887—1943) — учёный-генетик, ботаник, селекционер, химик, географ.

Классификация для сельскохозяйственных растений

Для с.-х. растений засухоустойчивость является важнейшим признаком, определяющим возможность их культуры без орошения в засушливых районах. При этом к числу засухоустойчивых обычно причисляют и скороспелые сорта, которые в силу короткого вегетационного периода легче успевают уйти от губительного действия засухи. Академик Вавилов даёт следующую систематическую классификацию с.-х. растений по степени их засухоустойчивости[5]:

1. Наиболее засухоустойчивые

  • Хлебные злаки: сорго, просо.
  • Зерновые бобовые и других семейств: французская чечевица, испанская чечевица, мелкозерная чечевица (особенно персидская), нут, чина.
  • Эфиромасличные, пряные: кориандр, тмин, тимьян, фенхель, ажгон, лаванда, розмарин.
  • Корнеплоды и клубнеплоды; сахарная свекла, скорцонера огородная, цикорий, земляная груша.
  • Бахчевые: арбуз.
  • Кормовые: житняк, серповидная люцерна, могар, донник, суданская трава, кактусы, сорго, просо, подсолнух, овсяница овечья.
  • Лекарственные: колоцинт, далматская ромашка, шалфей аптечный, полынь цитварная, полынь камфорная, алоэ.
  • Плодовые: инжир, фисташка, виноград, дикие груши, рожковое дерево, миндаль, степная вишня.
Согласно Вавилову кукуруза относятся к промежуточной по засухоустойчивости группе растений

2. Промежуточные

  • Хлебные злаки: пшеница, ячмень, рожь, канареечник, кукуруза.
  • Зерновые, бобовые и других семейств: чечевица, земляной орех, фасоль обыкновенная, фасоль тепари, пажитник.
  • Масличные: лен, индау, клещевина, подсолнечника, сафлор, индийская конопля, горчица сарептская.
  • Эфиромасличные: анис, чернушка, мята, мускатный шалфей, ирис, сорго лимонное, иссоп.
  • Прядильные: кенаф, азиатский хлопчатник, американский хлопчатник (упланд), канатник.
  • Корнеплоды и клубнеплоды: кормовая свекла, турнепс, репа, редька, хрен.
  • Бахчевые: дыня, тыква.
  • Кормовые: вика обыкновенная, вика мохнатая, костер безостый, эспарцет, люцерна, пырей собачий, пырей американский, шпергель, тыква.
  • Овощные: лук, чеснок, артишок, шафран, морковь, фасоль.
  • Лекарственные: валериана обыкновенная, белладонна, лакрица, конопля.
  • Плодовые: ежевика, гикори (пеканы), джида (лох), абрикос, алыча, барбарис, кизиль, мушмула, айва, грец­кий орех.

3. Наименее засухоустойчивы

  • Хлебные злаки: рис, пайза, овес, куриное просо.
  • Зерновые бобовые и других семейств: горох, фасоль многоцветная, люпины, маш, соя, бобы, лобия, голубиный орех, квиноа, канавалия, бархатные бобы.
  • Масличные: конопля обыкновенная, судза, горчица белая, горчица черная, сурепка, мак масличный, нуг, китайская редька, рапс, рыжик, сальное дерево, тунговое дерево, чуфа.
  • Эфиромасличные, пряные: чайное дерево, мелисса, тубероза, герань, хмель, базилик, коричневое дерево, роза казанлыкская.
  • Корнеплоды и клубнеплоды: брюква, бататы, картофель.
  • Каучуконосы: золотарник, эвкоммия, криптостегия.
  • Дубильные: бадан, акации дубильные, каштан, эвкалипты.
  • Бахчевые: тыквы (ряд видов), люфа, горлянка.
    Согласно Вавилову огурцы относятся к наименее засухоустойчивой группе растений
  • Кормовые: клевер красный, ползучий, александрийский, персидский, сераделла, пажитник, тимофеевка, ежа сборная, мятлик, овсяница луговая, бекмания, пырей ползучий, полевица белая, райграс итальянский, райграс французский, райграс английский, лисохвост, кормовая капуста.
  • Сидераты: сераделла, люпины, шпергель, кроталярия, соя, китайский астрагал.
  • Овощные: капуста, салат-портулак, шпинат, томат, кресс-салат, укроп, перец, петрушка, сельдерей, пастернак, ревень, огурцы, баклажаны, горох, репа, чайота, щавель, абиссинская горчица, японский лопух. Лекарственные: наперстянка, ромашка обыкновенная, алтейный корень, золотая печать, горечавка желтая, лобелия, скополия, ландыш, лавр камфорный, бузина черная.
  • Плодовые: яблоня, шелковица, слива, вишня, обыкновенная груша, малина, гранат, персик, груша китайская, цитрусовые, лавровишня, фейхоа, японская мушмула, авокадо, черешня, фундук (лещина), облепиха, земляника, черемуха, каштан, рябина, крыжовник, смородина, физалис, гваюла.
  • Технические, орнаментальные, поделочные: сахарный тростник, бамбуки, восковое дерево, уксусное дерево, эвкалипты, маслина душистая, катальпа, ивы, лаковое дерево, кедр, можжевельник, бук, граб, ясень, клен, лиственница, ольха, ель, осина, туя, тцуга, спирея, жимолость, левкои, гиацинты, гладиолусы, канна, астра, петунья, георгины, флоксы, розы, тюльпаны, резеда, гвоздика, лилия, рудбекия, хризантема, пальмы.

Такая классификация показывает, что огромное большинство растений, возделываемых в пределах бывшего СССР, принадлежит к числу влаголюбивых растений. Это делает чрезвычайно важным задачу расширения площадей посевов под культурами, обладающими высокой засухоустойчивостью (сорго, кукуруза, сафлор, нут, люцерна, житняк, донник, суданка и др.), а также введение новых видов и сортов сельскохозяйственных растений, возделываемых в других странах. Большой интерес представляет также ряд дикорастущих форм, близких к возделываемым видам различных с.-х. растений. Эти формы отчасти дают ценнейший материал для селекционной работы. Селекция даёт возможность получить засухоустойчивые сорта с.-х. растений как путем выделения их из имеющегося сортового материала, так и путем непосредственного создания новых растительных форм при помощи скрещивания различных близких (и отдаленных) растительных форм. Оба эти метода работы дали возможность получить на опытных станциях ряд засухоустойчивых сортов пшеницы, ячменя, кормовых трав и других, дающих значительное повышение урожайности по сравнению с местными сортами[6].

Примечания

  1. 1,0 1,1 Вильямс, 1933, с. 489.
  2. Вильямс, 1933, с. 489-490.
  3. 3,0 3,1 3,2 Вильямс, 1933, с. 490.
  4. Вильямс, 1933, с. 490-491.
  5. Вильямс, 1933, с. 491—492.
  6. Вильямс, 1933, с. 492.

Литература

  • Вильямс В. Р. Сельскохозяйственная энциклопедия / Главные редактор В. П. Милютин. — Советская энциклопедия, 1933. — Т. 2. — С. 489-. — 800 с. — 61 000 экз.