Изучение растительных сообществ

width="63" height="100" align="BOTTOM" border="0" />

Момордика Трихозант Люффа Лагенария Бенинказа

8. Надземные и подземные метаморфозы побега и корня у культурных растений. Нарисовать различные типы метаморфоз

Метаморфоз — превращение одного органа в другой с полной сменой формы и функции, происходит у многих травянистых растений (постепенное отмирание надземного побега и переход в корневище, луковицу, клубнелуковицу на время неблагоприятного периода). В большинстве же случаев метаморфозу подвергаются не дифференцированные органы взрослого растения, а их зачатки, например, при превращении части побегов и листьев в колючки, усики.

Корень – подземный орган растения, являющийся продолжением оси побега. Он укрепляет растение в земле, всасывает воду и минеральные соли, накапливает запасные вещества, иногда служит для вегетативного размножения. Существуют две основные корневые системы: стержневая и мочковатая.

Стержневая корневая система встречается у двудольных растений. Она состоит из мощного главного корня, расположенного вертикально вниз, и слабо развитых растущих из него боковых корней, способных многократно ветвиться на корни первого, второго и последующих порядков.

Все окончания молодых корней покрыты корневыми волосками, которые образуют, так называемую, зону всасывания.

У однодольных растений главный корень отмирает рано и на его месте появляются растущие из стебля придаточные корни, образующие, так называемую, мочковатую корневую систему.

Существуют разнообразные видоизменения корней, особенно у двулетних и многолетних растений. Чаще всего они становятся запасающими органами и приобретают самые различные формы. Запасающими иногда становятся целые корни, иногда их части.

Веретенообразный корень образуется в том случае, когда главный корень сильно разрастается, грубеет и принимает вид веретена, из боков которого растут мелкие боковые корни.

Свекловидный корень в верхней части сильно расширен, вздут, а в нижней остается продолговатым.

Клубневый корень состоит из боковых вздутых корней, накапливающих запасные вещества или имеет одиночные, двойные или несколько клубней.

Побег является надземной (иногда подземной) частью растения, состоящей из стебля и листьев. На верхушке побега находится верхушечная почка, отличающаяся от остальных: боковые почки закладываются в пазухах листьев, между стеблями и листом. На побеге выделяются узлы, то есть места, из которых вырастают листья, и междоузлия – отрезки стебля, лежащие между ними.

Главный побег у деревьев называется стволом, боковые побеги деревянистых растений, кустарников и полукycтapникoв – ветками. Побеги могут быть вытянутыми, с длинными или укороченными междоузлиями, с близко лежащими друг от друга узлами, и, наконец, короткими, с сильно сближенными междоузлиями. Осевой частью побега является стебель; он может быть приподнимающимся, стелющимся, вьющимся, угловатым, округлым, толстым, плотным и т.д. Безлистный стебель, растущий непосредственно из корневища или корня, несет цветок или соцветие и называется стрелкой.

Стебель может быть простым или разветвленным. Каждое растение стремится увеличить площадь своего соприкосновения со средой, будь то вода, воздух или почва. Для этого оно ветвится. Ветвление бывает разного рода.

Дихотомическое (вильчатое) ветвление – когда из верхушечной точки роста развиваются два побега.

Такого типа ветвление встречается у мхов, плаунов, некоторых папоротников, низших растений, например, у водорослей.

У семенных растений встречаются моноподиальный, симподиальный и ложнодихотомический типы ветвления. Моноподиальное (одноосевое) ветвление имеет место, когда основной побег развивается из верхушечной почки, а из боковых почек вырастают тонкие боковые побеги. Этот тип ветвления присущ большинству хвойных. Но он имеет свои недостатки. Если верхушка дерева будет повреждена или упрётся в процессе роста в ветвь другого дерева, весь рост дерева может почти остановиться. Симподиальное (многоосевое) ветвление имеют растения, у которых верхушечная почка не развивается, или главный побег рано отмирает, а из близкой боковой почки вырастает побег, продолжающий ось главного побега. Так ветвится большинство лиственных деревьев.

Ложнодихотомическое ветвление наблюдается в случае, когда верхушечная почка не развивается, или когда развивающийся из нее побег быстро отмирает, а из двух других ниже лежащих боковых почек вырастают два равноценных побега.

Надземные побеги имеют многочисленные видоизменения (метаморфозы). У некоторых растений побеги такие тонкие, что не могут подняться вверх, а стелются по земле. Это, так называемые, стелющиеся побеги. Растения благодаря таким побегам могут размножаться вегетативно, поскольку в узлах могут возникать придаточные корни. Иногда стелющиеся побеги имеют очень длинные междоузлия, а в узлах вместо ассимилирующих листьев вырастают незеленые, чешуйчатые листья, Это, так называемые, ползучие побеги или столоны, служащие для вегетативного размножения. Они образуют в узлах чешуйчатых листьев почки и придаточные корни, а после отделения такой части столонов от материнского растения дают начало новому организму.

У вьющихся растений тонкие побеги взбираются вверх по подпоркам. Это вьющиеся стебли. Среди них можно выделить два вида: обвивающие и цепляющиеся. Стебли обвивающие вьются сами вокруг подпорки (например хмель). Цепляющиеся не обладают такой способностью, они цепляются за подпорку специальными органами, такими как шипы, колючки, цепляющие волоски, присоски, усы, которые представляют собой видоизмененные побеги или части, придаточные корни, листья и даже верхушечную часть листа.

У многих растений укороченные побеги превращаются в заостренные, часто окруженные почками колючки, У некоторых короткие побеги могут быть сплющены, они становятся похожими на листья и выполняют функцию ассимиляции. Они называются филлодиевыми.

Подземные побеги встречаются у многолетних растений с зелеными надземными побегами. Они выполняют функцию запасающих органов, в которых растение откладывает в летний период запасные вещества. Подземные побеги нужны также для вегетативного возобновления. Весной из них вырастают надземные зеленые побеги, питающиеся запасом питательных веществ из подземных. Среди видоизменений подземных побегов можно назвать корневища, клубни и луковицы.

Корневище – подземный продолговатый побег с укороченными междоузлиями. Обычно они утолщенные, иногда мясистые, расположены в земле горизонтально или наклонно. Корневище имеет на одном конце верхушечную почку, этим концом оно растет; противоположный конец его постепенно отмирает. В узлах побега находятся мелкие, чешуйчатые листочки, а в их пазухах – боковые почки. Из боковых и верхушечной почек вырастают надземные побеги. На нижней стороне корневища образуются мочковатые придаточные корни.

Длинные, тонкие, разветвленные корневища, ненакапливающие питательные вещества, называются подземными ползучими побегами. Они служат для вегетативного возобновления.

Клубень является сильно утолщенным, коротким, вздутым подземным побегом, накапливающим запасные питательные вещества, На его поверхности в углублениях находятся почки, одиночные или собранные по несколько штук в пазухах чешуйчатых быстро опадающих листочков Из этих почек весной вырастают зеленые надземные побеги. Некоторые растения имеют одновременно два клубня, один старый, другой новый, последнего года.

Луковица состоит из очень укороченного, конусовидного стебля, образующего, так называемое, донце, а также окружающих его незеленых чешуйчатых или мясистых листьев, в которых накапливаются запасные вещества. Листья плотно прилегают друг к другу и образуют большую луковицу, покрытую внешними, сухими, защитными чешуями. Из луковицы весной вырастает зеленый, облиственный, цветоносный побег. Новые луковички образуются в мясистых пазухах старых чешуек и служат для вегетативного возобновления. Такие подземные побеги встречаются у растений однодольных, а также с коротким периодом вегетации (так называемые, весенние эфемероиды).

Метаморфоз побегов: 1 - кактус опунция - стеблевой суккулент; 2 - иглица: л - чешуевидный лист, ф - пазушный филлокладий, ц - цветок; 3 - усик винограда с присосками; 4 - колючки боярышника: А - молодая колючка с рудиментами листьев, сидящая в пазухе зелёного листа, Б - взрослая колючка, р - рубец кроющего листа; 5 - картофель с подземными клубнями - А, Б и В - образование клубня на конце столона, видны листовые рубцы; 6 - луковица тюльпана в продольном разрезе: д - донце, к - корни, ч - луковичные чешуи, цв - растущий цветонос, п - дочерняя луковица; 7 - корневище купены: к - корни, п - почка, р - рубцы отмерших цветоносных побегов; 8 - вороний глаз, система корневищ и надземных цветоносных побегов.

9. Охарактеризовать основные типы лугов и их практическое значение. Охрана лугов

В зависимости от расположения на различных элементах рельефа местности природные луга подразделяются на следующие типы.

Суходольные сенокосы и пастбища занимают возвышенные хорошо дренированные площади с сильно- и среднеподзолистыми почвами различного механического состава. Эти угодья часто имеют значительную закамененность. Грунтовые воды в этих местах обычно находятся на большой глубине, поэтому травостои в основном обеспечиваются водой за счет атмосферных осадков. Растительность представлена бобово-разнотравнозлаковыми травостоями, в которых часто встречаются щучка дернистая, полевица обыкновенная и тонкая, мятлик луговой и обыкновенный, овсяница красная н овечья, душистый колосок, белоус торчащий, тимофеевка луговая, вейник наземный и Лангсдорфа, сивец луговой, клевер луговой и средний, манжетка обыкновенная, василек луговой, лапчатка прямостоящая, нивяник обыкновенный, колокольчик раскидистый, подорожники и др. Урожайность их составляет в среднем 0,6-1 т сена с 1 га. На не заросших кустарниками участках с ровной поверхностью возможна механизированная заготовка кормов.

Низинные сенокосы и пастбища расположены в бессточных понижениях, на днищах логов и в речных долинах с болотными, дерново-подзолистыми и торфяно-подзолистыми почвами различной степени оглеения. Растительность этих местообитаний снабжается водой за счет атмосферных осадков и близко залегающих грунтовых вод. Травостои представлены разнотравно-осоково-злаковой растительностью с участием щучки дернистой, мятлика болотного и лугового, полевицы белой и собачьей, тимофеевки луговой, овсяницы луговой и красной, чины болотной, клевера лугового и ползучего, лабазника вязолистного, лютика ползучего, лапчатки гусиной, гравилата речного, вероники длиннолистной, купальницы европейской, сабельника болотного, горца змеиного, осоки острой, дернистой, заячьей и вздутой. Во время таяния снега и выпадения сильных дождей угодья переувлажняются. Продуктивность их невысокая (1-1,5 т сена с 1 га).

Пойменные луга - угодья, занимающие прибрежные площади малых и больших рек. Они подразделяются на луга прирусловой, центральной и приматериковой поймы. Почвы - пойменные дерново-подзолистые, дерновые, дерново-глеевые различного механического состава. Травостои, произрастающие на возвышениях поймы, обеспечиваются влагой в основном только за счет атмосферных осадков, а в долинах и балках - атмосферных осадков и грунтовых вод. Территория, прилегающая к руслу реки, затопляется полыми водами, но режим их затопления существенно варьирует по годам. Травостои в основном представлены разнотравно-злаковой растительностью с примесью бобовых. Характерными их представителями на краткопоемных лугах являются: ежа сборная, тимофеевка луговая, овсяница луговая, красная и овечья, мятлик луговой, полевица обыкновенная, щучка дернистая, душистый колосок, клевер луговой и ползучий, чина луговая, василек луговой, нивяник обыкновенный, погремок малый, лапчатка гусиная, лютик ползучий, гравилат речной, манжетка обыкновенная, купальница европейская. Для долгопоемных лугов наиболее типичной является крупнозлаково-осоковая или даже крупноразнотравная растительность с участием лисохвоста лугового, двукисточника тростникового, костреца безостого, пырея ползучего, полевицы белой, тимофеевки луговой, бекмании восточной, горошка мышиного, люцерны желтой, клевера лугового и гибридноrо, борщевика сибирского, щавеля конского, тысячелистника обыкновенного, подмаренника большого, осоки дернистой, заячьей и стройной, ситника лягушачьего. Среди естественных луговых угодий это самые урожайные, дающие наиболее ценный в питательном отношении корм, но в общей луговой площади Нечерноземья они занимают всего около 8-10%.

Болотные сенокосы и пастбища распространены в глубоких понижениях на водоразделах, по берегам озер и в притеррасной части речных пойм. Они имеют торфянистые, торфяно-глеевые, торфяно-лугово-болотные или иловато-глеевые почвы. Увлажнение - избыточное, грунтовое или натечное; часто вода застаивается на поверхности. Обычно в этих условиях произрастает разнотравно-осоковая растительность с участием лабазника вязолистного, манника большого, меч-травы обыкновенной, осоки пузырчатой, вздутой, топяной, вздутоносой, водной, черной, острой и шаровидной, ситника развесистого, чины болотной, вейника сероватого, пушицы узколистной и влагалищной, сабельника болотного, незабудки болотной. Эти травостои малопродуктивны, дают корм невысокого качества. Уборка урожая механизмами сильно затруднена, в первую очередь в связи с переувлажнением почвы.

Луга имеют большое значение в обеспечении кормами сельскохозяйственных животных. Травы естественных лугов – наиболее полноценный корм, богатый витаминами, микроэлементами и минеральными солями. Луга занимают значительное место среди других сельскохозяйственных угодий.

На лугах произрастает около 60% видов растений. Ведущее место занимают злаковые и сложноцветные (до 35% всей растительной массы).

Пойменные луга нередко в половодье заносятся илом, песком, мусором; как и суходольные, покрываются кочками, кустарниками, местами имеют избыточное увлажнение. Урожайность лугов падает также в результате слишком интенсивного использования их под пастбища.

В качестве мер по улучшению лугов рекомендуется:

1) Расчистка и планировка поверхности (очистка от кустарников, камней, мусора, валежника, уничтожение кочек);

2) Улучшение и регулирование водного режима почв;

3) Сохранение (при необходимости и создание) прибрежных полос кустарников в поймах крупных рек, как средство предотвращения заносов пойменных лугов песком;

4) Борьба с ядовитыми растениями;

5) Поверхностное внесение органических и минеральных удобрений;

6) Иногда посев семян.

В повышение урожайности лугов наилучшие результаты дает попеременное сенокосно-пастбищное использование. Однако ранний весенний выпас скота с последующим сенокошением вдвое снижает урожай лугов.

В отдельных случаях известный ущерб травостою наносят сильно размножившиеся грызуны, особенно мышевидные.

Литература

1. «Жизнь растений – водоросли» А.А. Фёдоров, А.Л. Курсанов, Н.В. Циуин, М.В.

Горленко, С.Р. Жилин.

2. «Курс общей ботаники» В.Г. Хржановский, 1-2 часть, М., Высшая школа, 1982 гг.

3. Биология (справочник для поступающих в вузы). 3-е издание. Т.Л. Богданова, Е.А. Солодова. Москва, «АСТ-ПРЕСС ШКОЛА», 2004 г.