Вплив освітленості на ріст і розвиток рослин

Одне з основних умов існування всіх рослин - світло. Адже тільки на світлі в листках в результаті фотосинтезу утворюються складні органічні речовини, необхідні для росту і розвитку живого організму. Для освіти органічних речовин (цукру і крохмалю) з вуглекислого газу і води потрібна енергія, і хлоропласти отримують її у вигляді енергії сонячного променя.

У зеленому листі відбувається і процес дихання, тобто окислення органічної речовини, що утворилася при фотосинтезі. Він відбувається цілодобово, фотосинтез ж - тільки вдень на світлі, але набагато інтенсивніше, ніж дихання. Окислюючись, органічна речовина, виділяє ту енергію, яку воно отримало від сонячного світла в момент свого утворення. Ця енергія використовується рослиною для зростання, розвитку та інших процесів життєдіяльності.

Таким чином, енергія, поглинена рослиною при фотосинтезі, не зникає, а лише переходить з однієї форми в іншу: світлова - в хімічну, хімічна - в механічну або теплову. Так в житті рослини здійснюється один із законів природи - закон збереження енергії.

Зелений лист - джерело життя на нашій планеті. Хлоропласти листа - це єдина в світі лабораторія, в якій з простих неорганічних речовин - води і вуглекислого газу створюються за допомогою енергії сонячного променя складні органічні речовини - цукор і крохмаль.

Фотосинтез в зеленому листі

Чим більше сонячних променів засвоять рослини, тим повніше енергія Сонця буде використана для життя на Землі.

Вимоги до світла у рослин не однакові і залежать від походження того чи іншого виду. Африканські алое і молочаї, наприклад, звикли в пустелі до палючим променям сонця, потребують великої освітленості, а аспідістру, що росте в сутінках тропічних лісів Індокитаю, яскраве світло ні до чого.

Потреба рослин до інтенсивності освітлення змінюється в різні фази. У період цвітіння вона вище, ніж в фазу розпускання бруньок. Ростові органи менш вимогливі до світла, ніж репродуктивні (квіткові), але при хорошому освітленні ростові процеси активізуються.

Фактори навколишнього середовища, особливо світло, діючи на країни, що розвиваються листя, можуть чинити істотний вплив на їх остаточні розміри і товщину. У багатьох видів листя, що виросли при високій освітленості (світлові), дрібніше і товщі, ніж тіньові, що сформувалися при меншій кількості світла. Збільшення товщини світлових листя пов'язано з посиленим розвитком паренхіми. Хоча в обох типів листя інтенсивність фотосинтезу однакова при низькій освітленості, тіньові листя не пристосовані до яскравого світла і, отже, фотосинтезируют в таких умовах набагато слабкіше світлових.

Оскільки освітленість в різних частинах крони дерев дуже неоднакова, тут можна виявити крайні форми листя обох типів. Світлові і тіньові листя зустрічаються також у чагарників і трав'янистих рослин. Освіта того чи іншого типу можна стимулювати, вирощуючи рослини при певній освітленості.

2. 2Отношеніе рослин до різного ступеня освітленості.

По відношенню до світла рослини умовно ділять на 3 великі групи - світлолюбні, тіньовитривалі і тіньолюбні.

До першої групи належать рослини пустель - кактуси і інші сукуленти. До другої - різні папороті (птерис, пеллея) або хвойні (туя, криптомерія). До третьої групи - тіньолюбиві (ялина, мохи).

Іноді, навіть за зовнішніми ознаками легко визначити, до якої групи належить рослина. Зазвичай, тіньовитривалі види відрізняються темно-зеленим забарвленням листя (аспідістра, иглица).

2. 3. Пристосованість рослин до висвітлення

Листя всіх рослин утворюють «листову мозаїку». Листова мозаїка - розташування листя рослин в одній площині, зазвичай перпендикулярній напряму променів світла, що забезпечує найменше затінення листям один одного. Листова мозаїка - результат нерівномірного зростання черешків листя і листових пластинок, які тягнуться до світла і заповнюють кожен освітлений проміжок. У зв'язку з цим часто змінюються величина, і навіть форма листя. Листова мозаїка - важливе пристосування до максимального використання розсіяного світла і може утворитися при будь-якому типі листорасположения - спіральному, супротивні, Мутовчатое.

Живі істоти пристосовуються до навколишніх умов зовнішнього середовища. Багато тварин, будучи рухливими, можуть в якійсь мірі змінювати навколишнє оточення, тобто переміщатися в просторі в пошуках їжі, розшукуючи притулок. Рослина, навпаки, з появою першого кореня стає нерухомими. Однак воно здатне реагувати на різні зміни зовнішнього середовища і пристосовуватися до них.

Ростова реакція, що викликає згинання або викривлення частин рослини в бік зовнішнього стимулу, що визначає напрямок руху, або від нього, називається тропизмом. Якщо рух направлено до стимулу, говорять про позитивний тропизме, якщо в зворотну сторону - про негативний.

Листя і квітки багатьох рослин протягом доби можуть повертатися, орієнтуючись перпендикулярно або паралельно сонячним променям. Це явище має особливу назву геліотропізм (позитивний або негативний). Рух листа геліотропного рослини не є результатом асиметричного зростання. У більшості випадків в русі беруть участь подушечки біля основи листя або листочків. Деякі черешки мають властивості подушечок уздовж всієї довжини або більшої її частини.

Розрізняють два типи геліотропізму. При одному листові пластинки повертаються таким чином, що протягом всього дня залишаються перпендикулярно до прямих сонячних променів. Такі листи отримують більше квантів, що втягуються в фотосинтез і, мають велику швидкість фотосинтезу протягом всього дня, ніж «які не стежать» за сонцем або парагеліотропние листя. Серед звичайних рослин, у яких спостерігається позитивний геліотропізм листя, можна назвати бавовник, сою, люпин та соняшник.

У посушливі періоди деякі геліотропного рослини активно ухиляються від прямого сонячного світла, орієнтуючи свої листові пластинки паралельно сонячним променям. Крім того, що така орієнтація скоріше зменшує поглинання світла, ніж збільшує його, вона знижує температуру листя, і втрату води, сприяючи виживанню в посушливі періоди. Існує оригінальна рослина з негативним геліотропізм - це так зване рослина-компас. Воно має свої листя ребром до зеніту. Отже, при проходженні сонця через меридіан даної місцевості. тобто під час найбільшої інсоляції листові пластинки лежать паралельно падаючим променями, тому не страждають від нагрівання.

Позитивний геліотропізм Негативний геліотропізм

Отже, освітленість є одним з життєво важливих чинників для зростання і розвитку рослини. Від цього фактора залежить найважливіший процес утворення органічних речовин - фотосинтез, який є джерелом життя на нашій планеті. В результаті різного ступеня освітленості рослини виробили спеціальні пристосування, такі як різне розташування листової мозаїки і явище геліотропізму. Мною були проведені дослідження, які доводять дані висновки.

3. Експериментальна частина.

3. 1. Проведення досліджень.

Досвід 1. Для дослідження були взяті насіння квасолі, розділені на дві частини і поміщені у вологе марлеві серветки в два блюдця. Досвід проводився при кімнатній температурі, при постійній вологості і при різній освітленості. Одне блюдце знаходилося у разі природного освітлення, а друге - при повній відсутності світла.

Досвід 2. Отримані проростки були посаджені в промарковані під №1, №2 та №3 горщики з ґрунтом. Горщик №1 був встановлений в приміщення, повністю позбавлене світла, горщик №2 - на підвіконня в умови природної освітленості сонячним світлом, де промені світла падали з вікна під певним кутом, а горщик №3 був поміщений в умови штучного освітлення лампою денного світла, де промені падали на горщик вертикально зверху. Температурні умови і вологість для всіх горщиків були однаковими. За проростками, що розвиваються в горщиках №1, №2 та №3 проводилося щоденне спостереження, зазначалося вплив освітленості на інтенсивність забарвлення проростків, а також порівнювалися швидкість росту і розвитку проростків у всіх трьох горщиках.

Досвід 3. Було проведено спостереження за напрямком росту проростків квасолі при різному напрямку освітленості (горщики №2 і №3). Відзначалися кут відхилення від вертикалі і напрямок розвитку проростків, що знаходяться в горщику №2, на який сонячні промені падали з вікна під кутом, і в горщику №3, на який промені світла лампи падали вертикально зверху.

3. 2. Результати досліджень.

Досвід 1. На другу добу насіння в обох блюдцах набрякли і збільшилися в розмірі приблизно в два рази. На третю добу в блюдце, що знаходиться на світлі «проклюнулися» перші паростки. У блюдце, що знаходиться в темному приміщенні проростання насіння почалося на четверту добу.

Висновок. Таким чином, світло впливає на насіння квасолі як стимулятор, прискорюючи їх проростання.

Дослід 2. При щоденному спостереженні за ростом проростків квасолі у всіх трьох горщиках відзначалися наступні результати:

В горщику №1 відзначався бурхливий ріст стебел вертикально вгору. Стебла не мали забарвлення, мали мінімальну товщину. Листя проростків пофарбовані в блідо-жовтий колір, їх розвиток було загальмовано.

У горщиках №2 і №3 швидкість росту стебел була дещо меншою, але стебла були товщі в діаметрі, мали інтенсивне зелене забарвлення. Розвиток листя було більш інтенсивним, ніж в горщику №1, листя добре розвинені, м'ясисті, мали насичену яскраво-зелене забарвлення.

Висновок. Освітленість безпосередньо впливає на швидкість росту і розвитку проростків: при відсутності освітленості (горщик №1) стебла ростуть значно швидше, «тягнуться до світла», але проростки і листя на них слабкі і позбавлені забарвлення; квасоля, зростаюча при інтенсивній освітленості (горщики №2 і №3) має добре розвинені стебла і листя, а також яскраво-зелений колір. Таким чином, енергія світла перетворюється в енергію росту рослин.

Дослід 3. У горщику №2 у проростків, на яких світло падало з вікна під певним кутом, зазначалося згинання стебел в сторону джерела світла. В горщику №3, де світло падало вертикально зверху, стебла проростків залишилися прямі.

Висновок. При проведенні досліджень спостерігалося явище фототаксису, при якому проростки росли в сторону світла.

4. Висновки по роботі.

1. Світло може як прискорювати, так і гальмувати проростання насіння.

2. Недолік або відсутність світла призводить до зміни і втрати зеленого забарвлення листя і стебел проростків.

3. Недолік світла може викликати інтенсивний ріст проростків, при цьому їх стебла будуть тонкими і неміцними.

4. При проведенні досліджень проявилося явище фототаксису - спрямований на джерело світла зростання проростків.

Таким чином, знаючи, що світло є одним з важливих факторів, необхідних для фотосинтезу, можна впливати на інтенсивність цього процесу. Практично це важливо для успішного вирощування культурних і сільськогосподарських рослин, наприклад, кімнатних декоративних рослин, при утриманні домашніх оранжерей і теплиць. Правильна організація освітленості вирощуваних рослин сприятиме кращому росту і розвитку рослин, підвищення врожайності овочевих культур.