Екологічні групи рослин (за відношенням до світла, води, температури). Життєві форми рослин. Пристосувальне значення життєвих форм.

Різноманітність екологічних умов і відповідно різноманітність адаптацій стали об’єктивною передумовою створення множинності екологічних класифікацій і виділення значного числа різних екологічних груп рослин.

Екологічна група рослин — це сукупність організмів різних видів незалежно від їх систематичної приналежності, що характеризуються подібними адаптаційними особливостями за відношенням до певного екологічного фактора.

Екологічні групи рослин можна виділяти за відношенням до різних екологічних факторів середовища: вологість, температура, освітленість. Однак межі між ними умовні, і мають плавний перевід від однієї екогрупи до іншої, що обумовлено екологічної індивідуальністю кожного виду.

1. Екологічні групи рослин за вимогами до світла.

Залежно від специфічних особливостей конкретної екологічної ніші, яку займають рослини, можуть відбуватися досить вагомі зміни не лише в інтенсивності сонячної радіації, а й у її спектральному складі, тривалості освітлення, розподілі

кількості світла в часі та просторі. У різних видів рослин і різних рослинних угруповань потреба у світлі неоднакова.

Доведено, що рослини реагують на тривалість сонячного сяяння, інтенсивність сонячної радіації або освітленість та на спектральний склад. Наприклад, цукристість буряка і винограду, зміст білка в зерні пшениці тісно пов’язані з числом сонячних днів. Цукристість яблук і ряду інших плодів пов’язана з інтенсивністю сонячної радіації. Кількість олії в насіннях соняшника, льону зростає зі збільшенням приходу сонячної енергії. Опромінення сільськогосподарських тварин ультрафіолетовими променями в зимовий час успішно застосовується як у лікувальних цілях, так і для підвищення продуктивності.

Реакція рослин на тривалість освітлення називається фотоперіодизмом. По відношенню до тривалості сонячного освітлення рослини поділяють на три групи:

- рослини довгого світлового дня – їх розвиток відбувається при тривалості дня більше 12 годин і прискорюється при 20–24 годинному освітленні (пшениця, жито, овес, ячмінь, льон, редис, салат, картопля, горох, сочевиця, чина, люпин, кормові боби та ін.);

- рослини короткого світлового дня – нормально розвиваються за тривалості світлового дня 8-12 годин, а при збільшенні світлового дня понад 12 годин їх розвиток затримується (просо, соя, рис, кукурудза, бавовник, огірки, баклажани, соняшник, томати та ін.);

- нейтральні – на їхній розвиток тривалість світлового дня не впливає (гречка, нут, бобові та ін.).

За реакцією на інтенсивність освітлення (тобто за вимогою до освітленості) розрізняють три основні екологічні групи рослин:

• світлолюбні (геліофіти – від гр. геліос – сонце) – соняшник, кукурудза, цукрові буряки, рис, бавовник, соя, томати, огірки, баклажани, перець, кавун, гарбуз, диня тощо;

• тіньовитривалі, або факультативні геліофіти – більшість зернових, гречка;

• тіньові, умброфіти або сціофіти (від гр. скіа – тінь) – бобові трави, горох, цвітна капуста, петрушка та ін.

2. Екологічні групи рослин за відношенням до води.

Пристосування рослин до різних умов водопостачання позначилося на їхніх морфологічних, анатомо-фізіологічних та біохімічних особливостях. Залежно від екологічної ніші, яку вони займають, рослини поділяють на водяні (гідратофіти) та наземні.

Вищі водяні рослини поділяють на гідатофіти і гідрофіти.

Гідатофіти – рослини, які повністю (справжні гідатофіти) або частково ростуть у воді й поза водним середовищем існувати нездатні – валіснерія, водяний горіх, елодея, ряска.

Гідрофіти (від гр. гідор – вода, фітон – рослина) – рослини, прикріплені до грунту і занурені у воду нижньою частиною – очерет, рогіз.

Водно-наземні трав’янисті рослини, що ростуть як у воді на мілководді, так і на берегах річок, водойм, на болотах і на добре зволожених ґрунтах, належать до гелофітів (від гр. гело – болото та фітон – рослина).

Наземні рослини за вимогами до вологи поділяють на наступні групи: гігрофіти (від гр. гігрос – вологий, фітон – рослина) ростуть в умовах підвищеної вологості ґрунту та повітря на болотах, берегах річок чи озер, у вологих лісах – розрив-трава, квасениця звичайна, чистотіл великий та ін.;

мезофіти (від гр. мезо – середній, проміжний та фітон) – рослини, що живуть в умовах середнього рівня зволоження, здатні розвиватися в умовах достатнього водопостачання – хлібні злакові рослини, кормові трави, овочеві, технічні, олійні, кормові, плодові, волокнисті та інші культури;

ксерофіти (від гр. ксерос – сухий та фітон) – рослини посушливих місцевостей, пристосовані до життя в умовах недостатнього водозабезпечення. Це рослини пустель, посушливих степів, піщаних дюн, схилів, які дуже прогріваються – полин, люцерна степова, верблюжа колючка, ковила, типчак та ін.

3. Екологічні групи рослин відносно температури.

Ріст рослин безпосередньо пов’язаний з температурним фактором. Тепло по-різному впливає на різних етапах життя рослин. За низької температури коренева система розвивається краще, ніж надземна частина. Звідси значення ранньої сівби для підвищення зимостійкості. Пізня сівба сприяє кращому розвитку надземної частини, що важливо для боротьби з бур’янами. За відношенням до температури розрізняють такі екологічні групи рослин:

теплолюбні (термофільні) – рослини, які для нормального росту і розвитку потребують відносно високі температури (звичайно вищі за 10 °С) – баштанні культури, томати, огірки, бавовник, перець, баклажани тощо;

холодолюбні (кріофільні – від гр. кріо – холод) – культури, що приурочені до холодних місць існування – до них належать основні зернові злаки (пшениця, ячмінь, жито, овес та ін.), а також льон, коренеплоди тощо;

мезотермні (від гр. мезо – середній) – рослини, що ростуть за середніх значень температури.

За характером реакції на низькі температури рослини поділяють на холодо- і морозостійкі.

Холодостійкими вважають рослини, стійкі до низьких температур, близьких до 0 °С – озимі культури, ранні ярі, коренеплоди, салат, боби, цибуля тощо.

Морозостійкі - рослини, здатні без особливих пошкоджень переносити мінусові температури – селера.

Холодо- і морозостійкість – це властивості рослин, які можуть різко змінюватися залежно від багатьох зовнішніх і внутрішніх чинників. Наприклад, стійкість деревних рослин до холоду різко підвищується у період їх спокою. Ростові процеси значно знижують стійкість рослин, що перезимували, до весняних заморозків.

За теплозабезпеченістю культури поділяються на:

дуже ранні - сума активних температур вище 10 °С

менша 1200 °С;

відносно ранні - 1200 - 1600 °С;

середньоранні - 1600 - 2200 °С;

середні - 2200 - 2800 °С;

середньопізні - 2800 - 3400 °С;

пізні - 3400 - 4000 °С;

дуже пізні - понад 4000 °С.

Для повного розвитку сільськогосподарські культури за вегетаційний період потребують різної кількості тепла. Так, сума середньодобових температур вище і 0 °С становить для: озимого жита –1700-2125 °С; вівса – 1940 - 2310 °С; картоплі – 1300-3000 °С; буряків – 2400 - 3700 °С; рису – 3000 - 4500 °С.

За стійкістю до приморозків сільськогосподарські культури поділяються на 5 груп:

1. Найстійкіші, такі, як пшениця, овес, озиме жито, конюшина, люцерна, озимий ріпак, горох. Більшість рослин цієї групи у фазі

сходів гине при –8... –12 °С, а у фазі цвітіння і достигання вже при –2...–4 °С.

2. Стійкі до приморозків: люпин, вика яра, соняшник, льон, коноплі, цукрові і кормові буряки, морква, гірчиця біла, боби. Більшість рослин гине у фазі сходів при температурі –6...–9 °С, а у фазі цвітіння-достигання - –2...–4 °С.

3. Сєредньостійкі до приморозків: редис, люпин жовтий, капуста. Їх стійкість виражається в межах –2...–6 °С.

4. Малостійкі до приморозків: кукурудза, просо, картопля, соя. Пошкоджуються при –1... –2 °С, а при –3 °С - гинуть.

5. Нестійкі до приморозків: гречка, квасоля, рис, огірки, томати, кавуни, дині, гарбузи. Зниження температури до –1... –2 °С призводить до загибелі їх посівів.

Поділ рослин за тривалістю періоду вегетації: Сорти і гібриди польових культур за цією ознакою поділяють на три групи: скоростиглі, середньостиглі, пізньостиглі. Між ними є перехідні групи. Поєднання різних за термінами достигання сортів та різних культур на великих площах посіву дає змогу зменшити втрати врожаю при несприятливих умовах погоди та інших факторах.

Життєва форма рослин — це сукупність загальних рис зовнішньої будови рослини, які визначають її пристосування до умов життя.

Термін "життєва форма" відносно рослин був запропонований в 80-х pp. XIX століття відомим ботаніком Е. Вармінгом. Він розумів під цим поняттям "форму, в якій вегетативне тіло рослини знаходиться в гармонії із зовнішнім середовищем протягом всього його життя".

Основними життєвими формами рослин є дерева, кущі й трави, які відрізняються висотою, ступенем здерев’яніння осьових органів і тривалістю життя надземних пагонів.

Дерева — це рослини значних розмірів із розвиненими багаторічними стеблами (стовбурами). Головне стебло у дерев здерев’яніле, а численні гілки утворюють крону. Наприклад: дуб, граб, береза, осика, ясен, клен, ялина, сосна, ялиця, модрина.

Кущі відрізняються від дерев тим, що головного стебла (стовбура) у них немає або воно нечітко виражене, а галуження розпочинається біля поверхні ґрунту. Висота цих рослин не перевищує чотирьох-шести метрів. До кущів належать барбарис, ліщина, шипшина, бузина чорна, бузок тощо. Кущі, у яких однорічні пагони розміщені над поверх нею снігу і щороку відмирають, називають півкущі (зіновать руська). Кущі, які досягають висоти близько 1 м, називають кущиками (чорниця, верес). Трав’яні рослини — це рослини, в яких підземні органи з бруньками відновлення зберігаються, а надземні пагони існують один вегетаційний період, а потім відмирають. До них належать пирій, типчак, суниці, глуха кропива, медунка, конюшина повзуча.

Однорічні трав'яні рослини відзначаються тим, що повний цикл розвитку (від насіння до насіння) відбувається за один рік. Це більшість польових культур (горох, квасоля, кукурудза, овес, ячмінь, кріп).

Дворічні рослини цикл розвитку закінчують протягом двох років: у перший рік утворюють розетку прикореневих листків і накопичують у коренях запасні поживні речовини, а наступного року утворюють суцвіття, на яких формуються плоди. Після їх утворення рослини відмирають (морква, редька, буряк, дивина, цикорій). Багаторічні трав’яні рослини мають довговічні підземні частини, які щороку дають надземні пагони. Останні після завершення вегетації відмирають. До них належить ковила, осоки, ситники, типчаки.

Широке застосування в екологічних і фитоценотических дослідженнях знаходить класифікація життєвих форм, розроблена датським ботаніком К. Раункиером (1934). В основу її покладено – ідея, що подібні типи пристосувань рослин до середовища – це перш за все подібні способи перенесення найбільш важких умов. Дійсно, сприятливі умови в цілому сприятливі для всіх рослин (за винятком випадків різкого зсуву екологічних оптимумів в особливих умовах) і не вимагають особливих пристосувань. Адаптивні ж зміни пов'язані головним чином з подоланням умов, що лежать за межами оптимальних. В областях із сезонною періодичністю клімату такі важкі для рослин умови настають в основному в осінньо-зимовий сезон, а в аридних областях – ще й в період літніх посух. Звідси основна схожість пристосувань рослин до середовища повинно полягати у подібності способів перенесення несприятливого періоду року.

Домашнє завдання: Вивчити параграф 45. Описати ярусність листяного лісу. Дібрати: загадки, вірші, прислів’я, легенди про ясен, барвінок, тополю, калину.