Як рослини борються з посухою і засоленням

У більшості районів Середньої Азії землеробство неможливо без зрошення. сільськогосподарські рослини тут страждають від посухи, т. е. від нестачі води в грунті і від занадто сухого і гарячого повітря.

У той же час в пустелях є багато рослин, що пристосувалися до цих суворих умов, добре ростуть і розвиваються. Їм допомагає переносити жорстоку посуху і успішно боротися з нею цілий ряд пристосувальних властивостей. Ці властивості у рослин пустелі виникли не відразу. Змінилися багато тисяч поколінь, багато з видів загинули. Вижили лише ті види, у яких під впливом навколишніх умов в процесі природного відбору закріпилися і розвинулися особливості, які допомагали їм боротися з посухою.

Рослини, що добре переносять посуху, є не тільки в пустелях, але і в степах. В степах опадів більше (300-350 мм на рік), але влітку майже завжди, хоча б і на короткий термін, буває посуха. Рослини, що добре переносять посуху, отримали назву ксерофитов (Від грецьких слів «Ксерос» - сухий і «фітон» - рослина).

Найбільш відомі ксерофіти - кактуси, мешканці пустинь Північної і Центральної Америки. Кактуси розводять любителі кімнатних квітів. Академік Н. А. Максимов вдало назвав кактуси рослинами-скнари. Дійсно, в період дощів кактуси запасають воду в стеблах, поглинаючи її сильно розгалуженої, але лежить в грунті неглибоко кореневою системою. Листя у них змінилися і стали колючками. Кактуси покриті товстою кутикулою і дуже економно витрачають воду. У той же час вони стійкі до дії високих температур. Багато кактуси без особливої шкоди виносять нагрівання до 62 ° і навіть трохи вище. Це найбільш жаростійкі квіткові рослини на землі.

Крім кактусів, що запасають воду в стеблах, існують рослини, що запасають воду в листі. До них відноситься кімнатна рослина алое. У дикому вигляді воно росте в південноафриканських пустелях. У середній смузі нашої країни на піщаному грунті росте невелике квітуче золотисто-жовтими квітками рослина очиток їдкий. Листя очитка м`ясисті, з запасами води, які рослина витрачає, коли немає дощів.

Багато чагарники і невеликі дерева в пустелях Середньої Азії видобувають воду за допомогою глибоко йде в грунт кореневої системи. Серед побурілої рослинності випаленій сонцем глинистої середньоазіатської пустелі виділяються яскраво-зелені кущі з дуже дрібним листям і масою колючок. Це верблюжа колючка. У тканинах верблюжої колючки багато цукру, але харчується нею тільки невибагливий верблюд. Чому ж верблюжа -колючка відчуває себе добре, коли більшість інших рослин пустелі гинуть від посухи? Справа в тому, що довгий корінь колючки доходить до ґрунтової води - до глибини 10-20 м. Коли рили Суецький канал, то в одному місці виявили корінь верблюжої колючки на глибині 33 м. Тому-то колючка і не відчуває нестачі в воді. Випаровуючи воду, вона охолоджує свої тканини і може перенести високу температуру повітря.

У рослин існують і інші способи боротьби з посухою. У піщаних пустелях Середньої Азії зустрічаються прутообразние кущі джузгуна (каллігонума). Його листя зрослися зі стеблами. Листова поверхня у джузгуна менше, ніж у інших рослин, а тому і випаровування води порівняно невелике.

Кактуси - самі жаростійкі рослини на Землі.

У західносибірської степи звертає на себе увагу маленьке сизе рослина - вероніка сиза. Стебло і листя у неї опушені волосками. Волоски ці швидко відмирають і заповнюються повітрям. Повітря погано пропускає тепло, тому вероніка сиза не так сильно нагрівається сонячними променями. Крім того, вероніка порівняно легко переносить висихання. Вона може втратити до 60% міститься в ній води і все ж пережити посуху. Такими ж властивостями відрізняється і полин сиза.

В степах під час і після дощу можна помітити на поверхні грунту невеликі темно-зелені грудочки синьо-зелених водоростей носток. Коли немає дощів, носток висихає, стає маленькою сухою буро-сірою скоринкою, яку важко помітити. У такому вигляді носток переносить посуху, а зростає і розвивається після випав дощу і восени.

У глинистих пустелях Середньої Азії ранньою весною грунт майже вся покрита ефемерами, (Від грецького слова «ефемерос» -однодневний) - рослинами з різних родин: злакових, хрестоцвітних, макових і ін. Ці рослини борються з посухою, як би випереджаючи її: у них дуже швидкий розвиток. навесні в грунті пустелі є волога і температура повітря помірна. Ефемери використовують це і швидко закінчують свій ріст і розвиток. За 5-6 тижнів вони встигають зацвісти і принести насіння, які пролежать в сухому грунті до наступної весни.

Крім однорічних ефемерів в пустелі є і багаторічні ефемероїди. До ефемероїди відносяться зростаючі в степах і пустелях тюльпани, піщана осока і ряд інших рослин. Вони переживають посуху, утворюючи кореневища, бульби і цибулини. Всі ці частини рослин знаходяться в грунті і захищені від втрати води спеціальними покривами. Ефемероїди, як і ефемери, встигають принести потомство (Насіння) навесні. Коли приходить посуха, вона їм вже не страшна.

Ксерофіти зустрічаються не тільки в степах і пустелях. Є вони і в середній смузі, і навіть в північній частині нашої країни. Наприклад, лишайник ягель, як майже всі лишайники, добре переносить висихання, а після дощу знову починає рости.

Багато рослин степів добувають воду глибоко йде в грунт кореневою системою: 1 - корінь фалькаріі- 2 - корінь шалфея- 3 - корінь вероніки сизої.

Не менш цікава група рослин галофітов (Від грецького слова «Гальс» - сіль). Вони ростуть на засоленої грунті: по берегах морів чи в посушливому кліматі (в зоні степів, напівпустель і пустель). У посушливому кліматі з поверхні грунту сильно випаровується вода, а розчинені в ній солі (кухонна сіль, сірчанокислий натрій, сода і ін.) Піднімаються з водою наверх і залишаються в грунті. так утворюються солончаки, на яких можуть рости тільки одні галофіти. Зазвичай в самому центрі солончака, де засолення найбільш сильно, рослин зовсім немає, а тільки біліють «вицвіти» солей. Навколо позбавленого рослинності плями, там, де солей вже менше, поселяється саме солестійкого на світлі рослина - солерос. Вигляд у солерос незвичайний. Це невелике, висотою від 10 до 30 см, однорічна трав`яниста рослина. Воно складається з окремих члеників, товстих і м`ясистих. Кожен такий членик представляє зрощений з листом стебло. Всередині своїх тканин солерос накопичує солі. Коли в тканини виявляється занадто багато солей, окремі членики відпадають. Так солерос захищається від надлишку солей всередині свого організму. Пліч-о-пліч з солерос зростає сведа, що має стебло і товсті м`ясисті листя. Вона гірше, ніж солерос, витримує засолення грунту. Дещо іншим чином бореться з засоленням кермек, що володіє прикореневій розеткою листя. У спекотний сонячний день листя кермека покриває схожий на борошно білий наліт. Спробуйте лизнути цей наліт мовою, і ви відчуєте солоно-гіркий смак. Через особливі залозки кермек виділяє надлишок солей на поверхню листа, а звідси їх змиває дощ. Так само виділяє солі і середньоазіатський чагарник тамарикс.

По самому краю солончака зростає особливий вид полину - полин солончакова. Вона може рости на засоленої грунті, але відрізняється від, солерос і кермека тим, що поглинає з грунту дуже мало солей.

Галофіти, безсумнівно, відбулися в далекому минулому від глюкофітов, т. Е. Рослин, що ростуть на незасолених грунті (від грецького слова «ГЛЮКОСІЛ» - солодкий). У процесі природного відбору серед глюкофітов, поселяється на засоленої грунті, виживали ті, які були здатні переносити засолення. Тепер багато галофіти вже не можуть жити в іншому місці і краще розвиваються при порівняно високому вмісті солей в грунті. Їх походження від глюкофітов підтверджується і тим, що насіння багатьох галофітов краще проростають на малозасоленной грунті. Зазвичай восени, взимку і ранньою весною солончак відмивається від солей, вірніше солі йдуть разом з дощовою водою в глибші шари грунту. Насіння солерос проростають, коли в грунті майже зовсім немає солей. Потім потроху солі піднімаються з випаровується водою наверх, де їх поглинають корені пророслого рослини.

Галофіт солерос: 1 - загальний вигляд-2 - веточка- 3 - поперечний розріз гілочки.

Своєрідно пристосувалася до засолення мангрові рослинність. Мангрові рослини ростуть по побережжю тропічних морів - в затоках, протоках або в гирлах річок, там, куди не доходить морський прибій. Дуже часто мангрової рослинністю покриті внутрішні берега коралових атолів. У тропічній частині Китаю, на острові Хайнань, мангрові представляють собою чагарники значно вище людського зросту. В Індонезії деякі мангрові досягають 20 і більше метрів висоти (див. Рис. На стор. 158).

Більшість мангрових рослин - дерева з гладкими шкірястими листям, вони нагадують кімнатні фікуси, але коштують як би на величезних підпорах. Це ходульні коріння, вони допомагають мангровим рослинам винести крону вище рівня припливу. З поверхні грунту піднімаються вгору викривлені дихальні корені. З їх допомогою багато мангрові поглинають з атмосфери кисень. У грунті мангрових його не вистачає, так як вона затоплюється припливом.

Солерос краще розвивається на засоленої грунті. У посудині зліва грунт незасолених, в посудині справа - засоленная. Посіяні рослини одночасно.

Найдивовижніше у багатьох мангрових то, що це рослини живородящие: їх насіння проростає на материнському рослині. Плоди з пророслими насінням звисають з дерев у вигляді довгих утворень, що досягають у деяких порід 30 см. На поверхні грунту, де ростуть мангрові, зазвичай лежить велика кількість таких проростків, що відпали від материнської рослини. У багатьох з проростків на нижньому кінці можна помітити коріння, що йдуть в грунт. Всі дослідники, які вивчали життя мангрових рослин, стверджують, що коріння на цих проростках утворюються дуже швидко (за кілька годин), і проросток легко вкорінюється в мулистому або піщаному грунті. Якби насіння мангрових порід впало в морську воду непророслими, воно швидко отруїлося б солями. Однак цього не відбувається, тому що насіння проростає на материнському рослині. Отримуючи від нього поживні речовини і солі, воно пристосовується до засолення. Відірвалася від материнської рослини проростку вже не страшно сильне засолення.

Рослини, не пристосовані до засолення, розвиваються на засоленої грунті погано. У всіх трьох судинах рослини. бавовнику посіяно одночасно. Зліва направо: грунт без засолення, грунт засолена сульфатами, грунт засолена хлоридами.

Вивчення засухостійких і солестійких рослин допомагає людині розширити посіви культурних рослин за рахунок пустель і засолених грунтів. Знаючи, як дикоросла рослина захищається від посухи і надлишку солей, можна підвищити стійкість рослин до посухи та високому вмісту солей в грунті, т. Е. Збільшити їх посухостійкість і солестійкість. Для цього шляхом відбору виводять сорти різних культурних рослин, які зможуть протистояти шкідливому впливу посухи або засолення грунту. Застосовують агротехніку і меліорацію (добрива, гіпсування солонців і т.д.). Крім того, певною мірою до посухи та засолення грунту можна змусити рослину пристосуватися.

Гілка мангрового рослини канделіі- зліва і справа - проростки, відриваються від материнської рослини і після падіння вкорінюються в грунті.

Для підвищення посухостійкості намочують насіння молодих рослин в певному, неоднакове для різних рослин кількості води, а потім підсушують їх протягом декількох днів на повітрі. Під час підсушування насіння відчувають своєрідну посуху і порівняно легко пристосовуються до неї. Виросли з такого насіння рослини відрізняються значною посухостійкістю і приносять в посушливих умовах підвищений урожай. Так, наприклад, в одному з дослідів незагартоване просо на площі 100 га дало врожай зерна 15 ц з гектара, в той час як загартовані проти посухи рослини дали 20 ц з гектара на тій же площі.

Обидва рослини томата зазнають впливу грунтової посухи. Праворуч - томати, вирощені з насіння, що пройшли передпосівний закаліваніе- зліва - контрольне рослина, зів`ялі через нестачу води.

При сольовому загартовування насіння рослин витримуються перед посівом кілька годин в сольових розчинах. Після цього вони набувають підвищену солестійкість і приносять більший урожай на засоленої грунті, так як поглинають менше шкідливих солей з грунту і проявляють знижену чутливість до отруйного дії солей.

Так, використовуючи природну здатність рослинного організму пристосовуватися до несприятливих умов існування, можна істотно змінити властивості культурних рослин і значно підвищити їх урожайність.