Действие высоких температур и жароустойчивость растений

Диапазон температур, действующих в природе на растения, достаточно широк: от -77 до +55°С, т. е. составляет 132 °C. Наиболее благоприятными для жизни большинства наземных организмов являются температуры от +15 до +30°С. Из цветковых растений особенно устойчивы суккуленты. Некоторые кактусы и представители семейства толстяпковых (ОшзиЬсеае) могут выдерживать нагревание солнечными лучами до 55—65°С. Из культурных растений жароустойчивостью обладают теплолюбивые растения южных широт — сорго, рис, хлопчатник, клещевина. Наиболее устойчивы к высоким температурам некоторые сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и бактерии, живущие в горячих источниках при температуре +70°С и выше. Для каждого вида имеется интервал температур, когда интенсивность физиологических процессов максимальна. Большинство растений повреждается при температуре 35—40°С. В покоящемся состоянии клетки могут переносить экстремально высокие температуры. Например, разные виды мхов в вегетирующем состоянии погибают при температуре 42—50°С, тогда как при обезвоживании клеток гибель наступает лишь при 85— 110 °C. Пребывание покоящихся семян в течение нескольких часов при температуре около 100 °C часто не приводит к значительному снижению их жизнеспособности.

Растения относят к пойкилотермным (от греч. роИгИов — разный и Ькеппе — жар) организмам, у которых температура тела меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Однако в действительности растения являются ограниченными пойкилотермами, поскольку они способны частично регулировать температуру своих тканей за счет транспирации. Иногда температура тканей растения может быть выше температуры окружающего воздуха (рис. 9.1). Например, днем при нагревании солнечными лучами температура листьев при безветренной погоде обычно бывает выше температуры воздуха на 4—7°С. Некоторые кактусы могут нагреваться в летние солнечные дни до температуры 50—57°С. У опунции дисковидной зарегистрирована температура побегов, достигавшая 65 °C. Температура сочных плодов растений, освещенных ярким солнцем, может достигать +50°С.

Рис. 9.1. Температура тканей кактуса РеггосасЫв ипяНгепи при температуре воздуха 32°С^|.

Организмы, в зависимости от их температурного оптимума, можно разделить на термофильные (выше 50°С), теплолюбивые (25—50°С), умеренно теплолюбивые (15—25°С) и холодолюбивые (5—15°С). Среди высших растений термофильных организмов нет. Можно говорить только о существовании растений, способных переносить относительно высокие температуры. Для большинства культурных растений интервал между минимальной и максимальной температурами, при которых растения способны к интенсивному росту, составляет приблизительно 30 °C. Под влиянием внешних условий^[1]

устойчивость растений к температурному фактору может меняться и происходит смещение точек максимума и минимума, изменение ширины интервала, в пределах которого развитие растений происходит без повреждений.

Повреждающее действие во многом определяется не только абсолютным значением, но и продолжительностью действия высоких температур. Кратковременное влияние очень высоких температур (43—45°С) может быть таким же губительным, как и продолжительное действие более низких (35—40°С).

Устойчивость растений к высоким температурам называют жароустойчивостью, или термотолераптпостью. Жароустойчивость, особенно в южных районах, означает устойчивость к двум факторам: высокой температуре и прямой солнечной радиации. Повышенная температура больше всего опасна для растений при сильной освещенности. Существует определенная связь между условиями жизни растений и их жароустойчивостью. Чем суше местообитание и чем выше температура воздуха, тем больше жароустойчивость организма.

Известно, что жароустойчивость изменяется в ходе онтогенеза. Молодые активно растущие растения менее устойчивы, чем старые. Органы растений различаются по своей жароустойчивости: более устойчивы побеги и почки, менее устойчива корневая система. Из тканей наиболее устойчив камбий. Температура клеток камбия в прямостоячих стволах ели достигает +55°С при температуре воздуха +37°С.

• [1] Лархер В. Экология растений. М.: Мир, 1978. С. 291.