Эти виды также по-разному переносят повышенные температуры, что можно проследить по данным представленной ниже таблицы.

Материалами, оборудованием и реактивами служили:

· Листья растений

· Водяная баня с термометром

· Кюветка для охлаждения листьев после бани

· Кюветка с 0,2N-ной соляной кислотой

 

Таблица 2 – Жаростойкость группы растений мезофитного типа.

Объект исследования	Степень повреждения листьев
40°С	50°С	60°С	70°С	80°С

 

Продолжение

Я́блоня дома́шняя (Malus domestica	-	-	-	+	+
Клевер ползучий (Trifolium repens)	+	+	++	++	+++
Морковь посевная (Daucus carota)	-	+	++	++	+++
Сансевиерия трехполосая (Sansevieria trifasciata)	-	-	+	+	+++
Герань кроваво-красная(Geranium sanguineum)	-	-	+	++	++
Сныть обыкнове́нная (Aegopódium podagrária)	+	+	+++	+++	+++
Одува́нчик лека́рственный, (Taráxacum officinále)	-	+	+	+	+++

Обозначения:

1) знак «-» - отсутствие побурения

2) знак «+» - -слабое побурение

3) знак «++» - побурение более 50% поверхности листа

4) знак «+++» - сплошное побурение

Гидрофиты (от греч. hydror — вода) — самая многочисленная группа, состоящая из погруженных в воду полностью или большей своей частью растений (гидатофи́ты). Разновидностью данной группы также являются гигрофиты - растения мест с высокой влажностью воздуха или почвы.

Для своих исследований я использовала некоторых представителей данной группы, так как эти растения характеризуются достаточно тонкими, хрупкими покровами; недостаточно прочной клеточной стенкой, наличием большого количества межклетников. На их листьях есть устьица. Устьица у таких растений служат для регулирования процессов транспирации. Отличительной особенностью листьев гигрофитов является наличие особых устьиц-гидатод, через которые происходит выделение воды из листьев в виде капель. Листья многих представителей снабжены волосками, которые представляют собой выросты эпидермиса, способные увеличивать площадь поверхности листьев для повышения интенсивности их испарения. Это говорит о том, что эти виды не способны выдержать повышенные температуры и демонстрируют побурение листовой пластинки уже при начальных температурных порогах.

Данное заключение сделано на основе проведенных опытов, где были использованы такие представители, как Кубышка желтая (Núphar lútea ), Кувшинка белая, или нимфея (Nymphaéa) и Кислица Деппе (Oxalis deppei).

Семейство Кувшинковые (Nymphaeaceae)

Многолетние водные травы с сильно развитыми подводными корневищами, которые укореняются в илистое дно рек и стоячих вод.

Листья цельные, на длинных черешках, подводные — тонкие и нежные, плавающие — более жёсткие, сверху блестящие, снизу ворсистые, часто крупные.

 

· Кубы́шка жёлтая, или кувши́нка жёлтая(Núphar lútea)

Многолетнее травянистое растение. Родиной является Европа. Корневище жёлто-зелёное горизонтальное, толстое, мясистое, толщиной 3—10 см, покрыто ромбовидно-округлыми рубцами от опавших листьев. Нижние листья подводные, тонкие, полупрозрачные, с волокнистыми краями. Плавающие листья яйцевидные, на длинных трёхгранных черешках. Цветки плавающие одиночные, верхушечные, жёлтого цвета, диаметром 4—6 см, с запахом алкоголя для привлечения опылителей

Рисунок 17 - Кубы́шка жёлтая, или кувши́нка жёлтая(Núphar lútea)

· Кувши́нка бе́лая (Nymphaéa álba)

Кувшинка белая — многолетнее водное растение.Родиной является Северная Африка. Корневище длинное, горизонтальное, покрытое остатками черешков листьев.

Листья плавающие, округлые или сердцевидные. Черешки листьев уходят под воду. Цветки одиночные крупные, 5—20 см в диаметре, слабоароматные, плавающие, с белыми лепестками, постепенно переходящими в тычинки. Цветение начинается с середины лета и продолжается до осени.

Рисунок 18 - Кувши́нка бе́лая (Nymphaéa álba)

Семейство Кисличные (Oxalidáceae)

Большинство видов — многолетние травянистые растения с мясистыми клубеньками или луковичками, но встречаются также кустарники, небольшие деревья и крупные древовидные лианы.

· Кислица Деппе (Oxalis deppei)

многолетнее травянистое растение высотой примерно 15см. Родина – Бразилия.

Луковица имеет буроватую окраску, от неё отходят удлинённые подземные побеги.

Стебель очень укорочен, практически незаметен. На ночь листочки опускаются, при этом складываясь пополам.

Рисунок 19 - Кислица Деппе (Oxalis deppei)

У данных видов побурение листовой пластинки наблюдалось уже при температуре 40 °C (начальная температура, которая была использована согласно выбранной методике), поэтому дальнейшее их использование уже не имело смысла.

Для наглядности была составлена таблица, показывающая реакцию данных представителей на действие температурного фактора.

Материалами, оборудованием и реактивами служили:

· Листья растений

· Водяная баня с термометром

· Кюветка для охлаждения листьев после бани

· Кюветка с 0,2N-ной соляной кислотой

Таблица 3 - Жаростойкость группы растений гидрофитного типа.

Объект исследования	Степень повреждения листовой пластины
40°C	50°C	60°C	70°C	80°C
Кубышка желтая(Núphar lútea	+++	-	-	-	-
Кувшинка белая, или нимфея(Nymphaéa)	+++	-	-	-	-
Кислица Деппа (Oxalis deppei)	+++	-	-	-	-

 

 

Обозначения:

1) знак «-» - отсутствие побурения

2) знак «+» - -слабое побурение

3) знак «++» - побурение более 50% поверхности листа

4) знак «+++» - сплошное побурение

 

Подводя итоги, следует отметить, что из приведенных выше данных можно сделать следующее заключение:

Как и указывается в литературных источниках, наибольшую устойчивость к температурному фактору проявила группа ксерофитов, а именно суккулентные виды. Особого внимания заслуживает представитель семейства Спаржевые, а именно Иглица Подлистная, взятая нами на территории Университета. Данный вид продемонстрировал в нашем опыте 100% устойчивость к высоким температурам, что связано с сильным развитием механических тканей листа. Также следует отметить представителей семейства Агавовые и Толстянковые, которые продемонстрировали высокую устойчивость к верхним границам установленных нами температур и показали побурение лишь части листовой пластины. А это значит, что данные виды можно использовать для выращивания в местах, в которых преобладают повышенные температуры.

Среди мезофитных групп растений особо следует отметить представителей семейства Розоцветные, которые в моем опыте продемонстрировали побурение листьев, начиная с температурной отметки в 70 °C, чему способствует наличие у них прочных структур, в том числе и клеточных. Семейство Агавовые тоже проявило высокую устойчивость к данному фактору; побурение отмечалось лишь при достижении температуры в 60 °C, благодаря наличию прочных волокнистых структур, помогающих поддерживать свою жизнедеятельность на достаточно высоком уровне при воздействии неблагоприятных факторов.

Представители растений группы гидрофитов, а именно взятые нами виды кувшинки, кубышки и кислицы(гигрофиты), проявили слабую устойчивость к температурному фактору, продемонстрировав побурение листовой пластинки уже при температуре 40 °C.

 

Заключение.

В данной дипломной работе главной целью было изучение жаростоустойчивости растений разных экологических групп, так как в течение многих лет в Рязанской области наблюдались достаточно высокие температуры, приходившиеся на вегетационный период растений, что отражается на их жизнедеятельности. Поэтому необходимо было проследить, как растения адаптируются к воздействию высоких температур. Достижение данной цели осуществлялось путем проведения опытов с растениями, взятыми как за пределами Рязанской области, так и в ее пределах, а именно – на территории Рязанского Государственного Университета имени С.А.Есенина (биостанция). Опыты проводились в лаборатории университета согласно методике определения жаростойкости по Ф.Ф.Мацкову. В ходе данной работы были получены и обработаны материалы проведенного исследования, исходя из чего можно сделать следующие выводы:

1) При анализе литературных данных нами было выяснено, что жароустойчивость - это генетически обусловленный признак. По этому признаку выделяют группы растений, которые имеют разный диапазон устойчивости к высоким температурам.

2) Из всех методов диагностики жаростойкости метод по Ф.Ф.Мацкову, на наш взгляд, дает более полную картину того, как растения реагируют на действие повышенных температур. Также данный метод удобен для проведения в условиях учебного процесса, так как не требует особого оборудования и дает наглядную картину происходящих модификаций с объектами исследования.

3) Исследуемые нами виды растений продемонстрировали разную устойчивость к фактору повышенной температуры, что связано с их анатомо-морфологическими особенностями. Среди них у ксерофитных видов температурный диапазон находится в пределах 55-65 °C, у мезофитных видов – в пределах 40-50°C. Гидрофиты же выдерживают температуры не более 38-40°C.

4) Из исследованных нами растений трех экологических групп на предмет устойчивости к температурному фактору среди представителей ксерофитов наиболее устойчивым видом оказалась Иглица подлистная, что объясняется развитием механических тканей листовой пластины, уменьшением размера клеток и сокращением фотосинтезирующей поверхности. Меньшей устойчивостью обладают представители семейства Толстянковые и Агавовые. Из мезофитов следует отметить представителя семейства Розоцветные, а именно Яблоню домашнюю, которая продемонстрировала побурение листовой пластины только с отметки 70 °C. Растения гидрофиты и гидатофиты продемонстрировали слабую устойчивость к воздействию температурного фактора; побурение у них наблюдалось при 40°C.

5) Устойчивость растений к воздействию температур выше оптимальных представляет собой весьма ценное приспособительное свойство, в связи с чем изучение природы жаростойкости имеет большое научное и практическое значение.

 

 

Практическая значимость

В связи с тем, что в последнее время наблюдаются высокие температуры летних месяцев, мы хотели проследить, как растения разных экологических групп переносят высокие температуры и как это отражается на их росте и развитии. Было установлено пороговое значение температур для ксерофитов, мезофитов и гидрофитов.

 

Список использованной литературы:

1. Александров В. Я. Цитофизиологический анализ теплоустойчивости растительных клеток и некоторые задачи цитоэкологии. Ботан.журн.1956.Т. 41, N 7. C. 939—961с.

2. Альтергот В.Ф. Общность механизмов повреждения и адаптации и формирования устойчивости растений к экстремальным температурам. – Новосибирск: Наука, СО, 1977. – 119 с.: ил. - Библиогр.:с.107-117.

3. Альтергот В.Ф. Действие повышенной температуры на растение в эксперименте и природе: доложено на сороковом ежегод. чтении 4 июня 1979 г. - М.: Наука, 1981. - 57 с.

4. Генкель П. А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. Наука, М., 1982. — 280 с.

5. Генкель П. А. Физиология растений. 1975г.- М.: Просвещение., Издание 2-е.-191с.

6. Горшкова А.А. Значение эколого-физиологических методов в исследованиях растительного покрова / А.А. Горшкова // Нетрадиционные методы в исследованиях растительности Сибири. Новосибирск: Наука, 1982. - С.3-9.
7. Киселева И.С., Научно-исследовательская деятельность в классическом университете. Материалы научной конференции 12 апреля 2002г. Иваново, ИвГу, 2002г.- с.39-40.

8. Косулина Л.Г. Физиология устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды» / Л.Г. Косулина, Э.К. Луценко, В.А. Аксенова. – Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та, 1993. – 240 с.

9. Кузнецов, В.В. Физиология растений / В.В. Кузнецов, Г.А. Дмитри-

ева. – М.: Высшая школа, 2005. – 736 с.

10. Лархер В. Экология растений. М.: Мир, 1978г.-180 с

11.Лебедев С. И. Физиология растений. (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений).- 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1988. - 544 с.

12. Либберт Э. Физиология растений.- М.: Мир, 1976.- 580с.

13. Максимов Н.А. Избранные труды по засухоустойчивости и зимостойкости растений. тт. 1-2. М., Изд-во АН СССР, 1952.-439с.

14. Малашевич Е.В. Краткий словарь-справочник по охране природы / Е.В. Малашевич. Минск: Урожай, 1987. - 223 с.

15. Малышев Л.И. Зависимость флористического богатства от внешних условий и исторических факторов / Л.И. Малышев // Ботанический журнал. -1969. Т.54, № 8. - С.1137-1147.
16. Медведев С.С. Физиология растений. СПб.: Издательство Санкт-Петербургского университета, 2004. - 336 с.

17. Миркин Б.М. Наука о растительности: история и современное состояние основных концепций / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова. Уфа: Гилем, 1998.-413 с.

18. Миркин Б.М. Современная наука о растительности: учебник / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова, А.И. Соломещ. -М.: Логос, 2001. 264 с.
19. Полевой В.В. Физиология растений. Учебник для биологических специальностей ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1989. - 464 с.

20. Рубин Б.А. Большой практикум по физиологии растений: минер. питание. Физиология клетки. Рост и развитие: [для биол. спец. вузов / под ред. Б.А. Рубина; Чернавина И.А., Потапов Н.Г., Косулина Л.Г., Кренделева Т.Е.]. - М.: Высшая школа, 1978. - 408 с.

21. Рубин Б. А. Курс физиологии растений: [Для биол. спец. ун-тов] - 4-е изд. перераб. и доп. - Москва: Высшая школа, 1976. - 576 с.

22. Тахтаджян А.Л. Флористические области Земли / А.Л. Тахтаджян. -Л.: Наука, 1978.-248 с.
23. Толмачев А.И. Введение в географию растений / А.И. Толмачев. -Л.: ЛГУ, 1974.-244 с.
24. Чебых Е.А. «Экологические основы устойчивости растений. - Красноярск: [б. и], 2001г.-298с.

25. Щербаков Б.И. «Пути приспособления растений к засухе»: Автореф. дис. д-ра биол. наук. Алма-Ата: Таджик. гос. Ун-т им В.И.Ленина, 1970г.-387с.

26. Шенников А.П. «Экология растений».- А.П. Щенников. М.: Сов. Наука, 1950.-375 с.
27. Юрцев Б.А. Основные понятия и термины флористики: учебное пособие по спец. Курсу / Б.А. Юрцев, Р.В. Камелин Пермь: ПГУ, 1991. - 80 с.
28. Якушкина Н. И., Бахтенко Е.Ю. «Физиология растений».- М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005.-463с.:ил.

29.Якушкина Н.И. Физиология растений: Учеб. пособие для студентов
биол. спец, пед. ин-тов.- М., Просвещение, 1980. - 303 с., ил.

30. Прекрасный мир растений [Электронный ресурс] Режим доступа: http://beaplanet.ru/ свободный (Дата обращения 22.05.2017г.)

31.Биология и медицина [Электронный ресурс] Режим доступа: http://medbiol.ru/ свободный (Дата обращения 22.05.2017г.)

32. Рефераты и справочная информация о природе России [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.eco-ref.ru/ свободный (Дата обращения 22.05.2017г.)

33.Свободная энциклопедия медицина [Электронный ресурс] Режим доступа: https://ru.wikipedia.org свободный (Дата обращения 22.05.2017г.)

 

Приложение

 

Приложение А – Объекты растений, используемые при проведении опыта

 

Приложение Б – Оборудование, используемое при проведении опыта

Приложение В - Испытание растений нагреванием на водяной бане в начале опыта

Приложение Г – Испытуемые растения в конце опыта

Приложение Д – Результат испытания растений действием температурного фактора

 

S-степень побурения листовой пластины

Т- температура, при которой наблюдалось побурение

 

Приложение Е – Жароустойчивость растений разных экологических групп.