TRANSFORMAREA,
CIRCULAŢIA ŞI DEPUNEREA
SUBSTANŢELOR
ORGANICE ÎN PLANTE
În
urma procesului de fotosinteză În plantele verzi se acumulează o
serie de substanţe care sunt transportate spre zonele de creştere pt.
sporirea în greutate şi volum a organelor vegetale. O parte din aceste
substanţe organice se consumă în procesul de respiraţie, iar
restul se depun în organele de rezervă şi fructe. Aceste substanţe
organice se împart în 2 grupe :-substanţe organice plastice şi
substanţe organice energice.
Cea
mai mare parte a substanţelor plastice sunt formative (de
constituţie) şi participă la alcătuirea structurală a
componentelor celulei. Ca exemple : nucleoproteinele, lipoproteinele şi celulozele.
O altă parte din substanţele plastice se depun în diferite organe ca
substanţe de rezervă, fiind utilizate la formarea noilor organe.
Amintim : amidonul, hemiceluloza, zaharoza, proteinele simple şi
grăsimile.
Între substanţele plastice şi cele energetice nu există o
separare, ele putând face parte fie dintr-o grupă, fie din
cealaltă. *Pe lângă aceste
substanţe, în plante, în urma diverselor transformări se pot forma şi
unele substanţe ca : alcaloizii, fitoncidele, acizii organici, glicozizii,
care îndeplinesc diferite funcţii în plantă, printre care şi
funcţia de apărare.
Dintre toate substanţele produse prin
fotosinteză, glucidele (în special hidraţii de carbon)
formează aproximativ 2 treimi, iar restul fiind alte substanţe
organice, mai ales cele cu azot.
În
plante glucidele sunt substanţe în care proporţia carbon /oxigen
/hidrogen este de 1 la 1 la 2 şi alcătuiesc substanţele de
bază ale ţesuturilor de susţinere şi ale tuturor celulelor
vegetale. Dintre
glucide, MONOGLUCIDELE sunt întâlnite în toate organele plantelor
sub formă de pentoze şi hexoze.
Pentozele
trec uşor în forme polimere şi se găsesc în plante sub
formă de riboză, xiloză şi arabioză. Aceste pentoze
însoţesc celuloza în membranele celulare şi se întâlnesc în pectine,
hemiceluloze şi mucilagii.
Hexozele
– din aceasta grupă amintim: glucoza, manoza şi galactoza. Din grupa
cetohexozelor fac parte fructoza şi sorboza.
Glucoza
se găseşte în fructele coapte şi în nectarul florilor.
Manoza
se găseşte în stare liberă şi intră în alcătuirea
mucilagiilor şi a lemnului moale de conifere.
Galactoza
nu se întâlneşte în stare liberă în natură, iar aceasta
serveşte la sinteza lactozei şi a rafinozei din seminţele de in.
Fructoza
este prezentă în fructele cărnoase ale pomilor şi
arbuştilor fructiferi.
Sorboza
serveşte la sinteza acidului ascorbic.
Maltoza este prezentă
în germenii de orz încolţit, în lăstarii de cartof, în frunzele unor
plante şi în nectarul florilor.
Celobioza este prezentă
în plantele tinere, în seva unor arbori şi în multe microorganisme.
Lactoza rezultă din
galactoză şi glucoză şi este prezentă în florile
şi fructele unor plante tropicale, iar sub influenţa unor bacterii
are loc o fermentaţie lactică prin care lactoza trece în acid lactic.
Zaharoza este prezentă
în fructe, frunze, seminţe, rădăcinile de sfeclă de
zahăr, tulpinile de trestie de zahăr şi în sorgul zaharat.
Trehaloza este prezentă
în unele ciuperci şi în drojdia de bere.
Triglucidele – rafinoza este
prezentă în seminţele de bumbac şi în rizomii speciilor de flori
de gentiana.
POLIGLUCIDELE – sunt formate
dintr-un număr mai mare de 8 molecule de monoglucide, iar aceste
poliglucide în plante prezintă rolul fiziologic de a alcătui
scheletul rigid al membranelor celulare.
Amintim : celuloza şi hemiceluloza,
amidonul, inulina, glicogenul.
Amidonul se găseşte
în seminţe, în unele fructe neacide, în tuberculii şi în rizomii
anumitor plante. În cazul plantelor lemnoase, amidonul se găseşte în
cantităţi mari în tulpini, ramuri, rădăcini.
Celuloza are rol de
substanţă formativă şi constituie partea principală a
pereţilor celulari şi asigură scheletul rigid al organismului
plantelor.
Hemiceluloza însoţeşte
celuloza în toate ţesuturile din seminţe şi tulpini lemnoase
(25-30 % din suprafaţa lemnului).
Glicogenul este prezent ca
substanţă de rezervă la ciuperci şi în boabele de porumb
zaharat.
Substanţele pectice, prin hidrolizare, dau xiloza, galactoza,
arabinoza, acidul acetic, alcoolul metilic, acidul galacturonic, proces care
are loc în fructele în curs de maturizare, supramaturare, precum şi în
timpul prelucrării fibrelor de in şi cânepă ; la procesul de
fermentare a tutunului.
SINTEZA,
TRANSFORMAREA ŞI DEPUNEREA
LIPIDELOR
Lipidele sunt substanţe grase simple şi complexe, insolubile
în apă şi solubile în solvenţi organici :
alcoolii si eterul. Lipidele pot fi extrase
din toate ţesuturile vii. Există 2 categorii de lipide: simple
şi complexe.
Lipide
simple – gliceride, steride şi ceride.
Gliceridele - sinteza lor are
loc în timpul zilei, cel mai frecvent pe suprafaţa mitocondriilor din
citoplasma celulei şi se face prin transformarea glucidelor hexoze(glucoza
şi fructoza) şi mai puţin a glucidelor pentoze.
Steridele – sunt esteri ai
acizilor graşi cu sterolii. Există mai multe tipuri de steroli : sistosteroli
(în uleiul seminţelor de bumbac, soia, fasole, in, în seminţele
cerealelor), stigmasterol (în uleiul de soia),
brasicosterol (la seminţele
de muştar şi rapiţă), spinasterol (în seminţele
de spanac şi lucernă), ergosterol (în seminţele de
secară, cereale, struguri, ciuperci.
Ceridele – împreună cu
alte substanţe (hidrocarburi, parafine, răşini, hidroacizi), se
transformă în ceruri, care sunt secretate de cuticulă şi formează
un strat subţire pe suprafaţa frunzelor, florilor şi a
fructelor, având un rol protector împotriva unei transpiraţii excesive
şi a unor agenţi dăunători.
Lipidele complexe (lipoide) – se găsesc
în plante în proporţie de 1-2 % sub formă de glicero-fosfolipide,
sfingolipide, glicolipide, gluco-sulfolipide şi lipoproteine.
SINTEZA, TRANSFORMAREA
ŞI DEPUNEREA SUBSTANŢELOR CU
AZOT
Aminoacizii
– sunt cele mai simple substanţe organice cu azot şi de pot forma
direct în procesul de fotosinteză, fapt care s-a demonstrat prin aceea
că la lumină sinteza proteinelor în plante are loc în doar 3-5
minute.
Proteinele
din substanţele fundamentale ale protoplasmei celulare au în
compoziţia lor o pondere mai mare de 50 %, iar în organele vegetale aceste
proteine se acumulează ca substanţe de rezervă în seminţe,
în special la leguminoase, in, fasole, mazăre, soia sau lupin. Proteinele
se depun şi în cariopsele de grâu şi porumb.
Din
punct de vedere biochimic, proteinele sunt clasificate astfel :
-Holoproteide – aminoacizi
şi peptide care conţin 2-30 aminoacizi, proteine moleculare
-Heteroproteide – fac parte
fosfoproteidele, glucoproteidele, nucleoproteidele şi cromoproteidele.
Dintre diferitele substanţe proteice,
în plante se mai găsesc : albumina, globulina (în cariopsele de grâu),
prolaminele (în zeina de porumb).
Dintre heteroproteide, grupa cea mai
importantă este cea a cromoproteidelor, din care fac parte : clorofila,
carotenoproteidele şi enzimele, citocromi, citocromoxidaza, peroxidazele
şi catalazele.
Dintre substanţele cu rol secundar
amintim : uleiurile eterice, răşinile, alcaloizii şi taninurile.
Uleiurile eterice – se acumulează la
nivelul frunzelor sau ramurilor unor plante: menta, crizantema,
levănţica şi în nucile verzi.
Răşinile – se întâlnesc la
speciile de răşinoase şi foioase, formând diverse celule în
tulpină şi frunze.
Alcaloizii – se
acumulează în diverse specii din familia Magnoliaceae, Papaveraceae,
Ranunculaceae, Cruciferae, Solanaceaeşsi Liliaceae.
Taninurile – se
acumulează în sucul vacuolar, în rădăcini, în scoarţă,
în lemnul unor plantele de stejar, molid şi în conurile de brad.
Transportul substanţelor organice în plante se realizează prin vasele
conducătoare lemnoase (xilem) şi vasele conducătoare liberiene
(floem).
Transportul
substanţelor organice prin xilem – substanţele organice utilizate în
rădăcini se deplasează spre organele aeriene.
Transportul
substanţelor organice prin floem – substanţele organice sunt
sintetizate în frunze, de unde circulă prin toate ţesuturile vii.
Formele sub
care circulă substanţele organice
prin floem
În floem se găsesc
următoarele subst. organice: glucide, proteine, acizi organici şi
substanţe minerale.
Glucidele constituie cca 90 %
din substanţa uscată, iar singurul glucid întâlnit în floem a fost
zaharoza (la plopul negru – Populus nigra , carpen – Carpinus betulus
şi la castan – Castanea sativa).
Proteinele sunt transportate
prin tuburile ciuruite sub formă de aminoacizi şi amide. Se întâlnesc
primăvara în mugurii umflaţi, unde azotul total a fost de 0,2 %,
faţă de 0,03 %, cât a fost găsit în frunzele mature.
Acizii organici s-au întâlnit în exudatul
plantelor sub formă de acid citric, lactic şi acid oxalic.
Substanţele minerale circulă prin
tuburile ciuruite, substanţe care nu sunt utilizate de frunze, astfel
că în exudatul scoarţei a fost depistat fosforul anorganic în
concentraţie de 0,1 %.
Factorii care influenţează
transpiraţia şi depunerea substanţelor organice sunt lumina,
temperatura, specia de plantă, vârsta plantei, poziţia frunzei,
apropierea de fructe şi intoxicarea locală a unor ţesuturi.
RESPIRAŢIA PLANTELOR
Este procesul fiziologic în care
substanţele organice sunt descompuse în celule vii pe cale
enzimatică, prin reacţii de oxido-reducere cu eliberare de energie
chimică. Este un proces de mare însemnătate în viaţa plantelor
deoarece furnizează energia necesară reacţiilor de sinteză
a proteinelor, grăsimilor, de absorbţie a elementelor nutritive din
sol, mişcării plantelor şi creşterii. Substanţele
organice de rezervă sunt folosite potrivit cerinţelor celulei pentru
energie.
Respiraţia este de 2 feluri : -
aerobă- aerobioza
-
anaerobă- anaerobioza
Respiraţia aerobă este specifică plantelor superioare
şi unor plante inferiore care sunt adaptate să respire în prezenta
oxigenului molecular.
Respiraţia anaerobă este specifică
speciilor de plante anaerobionte (microorganisme de fermentaţie care sunt
capabile să respire în absenţa oxigenului molecular).
MECANISMUL RESPIRAŢIEI
În procesul de respiraţie se
consumă cantităţi mici de substanţe organice de
rezervă care se găsesc în plante. În afară de amidon în celulele
plantelor se găsesc numeroase substanţe organice complexe care se
consumă în proporţii diferite. Prioritate prezintă glucidele,
lipidele şi mai târziu proteinele. Respiraţia este un proces de
oxido-reducere care se realizează cu sau fără oxigenul
atmosferic.
INFLUENŢA FACTORILOR
EXTERNI ŞI INTERNI
ASUPRA RESPIRAŢIEI
Dintre factorii interni amintim:
- plantele tinere, la care
respiraţia decurge mai intens decât la plantele mai în vârstă
- organul şi
ţesutul vegetativ- la plantele în stare de viată activă
respiraţia este redusă (la rădăcină), însă
prezintă o intensitate mai mare la tulpină şi frunze
- cantitatea de rezerve
naturale
- activatorii şi
inhibitorii enzimelor respiratorii. Amintim : Fe, Cu, mangan, zinc, cobalt,
care prezintă rol de coenzimă şi măresc intensitatea
respiraţiei celulare.
Dintre factorii externi care
influenţează procesul de respiraţie amintim :temperatura, lumina
,umiditatea din sol şi aer, concentraţia în oxigen si CO2
din mediu, diversele substanţe minerale din sol (nitraţii,
sulfaţii, sărurile de amoniu şi potasiu) şi acţiunea
unor substanţe chimice ( ierbicide, insecticide, fungicide, diverşi
inhibitori şi îngrăşăminte chimice şi organice
folosite în agricultură).
CREŞTEREA PLANTELOR
Creşterea este proprietatea
fiziologică a materiei vii ca fiind o mărire stabilă şi
ireversibilă a volumului şi greutăţii totale a celulelor,
ţesuturilor şi organismului datorită sporirii continue a
cantităţii de substanţă uscată în urma proceselor de
sinteză, transformare şi depunere a materiei organice. În acest
proces se porneşte de la o celulă (zigot sau spor) care, prin
înmulţire, precum şi mărire în volum şi acumulare de noi
compuşi se transformă în anumite ţesuturi şi organe care
sporesc în greutate şi dimensiuni până ce ajung la limite
caracteristice. Exemplu: umflarea fizică a seminţelor prin îmbibare
cu apă, care deşi se manifestă printr-o modificare a
dimensiunilor, nu poate fi considerată un fenomen de creştere
fiziologică deoarece după uscare seminţele revin la volumul
şi greutatea iniţială.
Paralel cu procesele de creştere se
desfăşoară procesul de dezvoltare a plantelor care includ
evoluţia plantei de la celula nediferenţiată până la
organismul matur care poartă toate organele vegetative şi generative
caracteristice speciei.
ETAPELE DE
CREŞTERE x
Procesul fiziologic de creştere
include creşterea celulelor, ţesuturilor şi creşterea
organelor şi a plantei întregi. Acest proces se desfăşoară în
3 etape:
1.Etapa creşterii
embrionare (mereză)- are loc diviziunea celulară
2.Etapa creşterii prin
alungire sau extensie celulară (aureză)
3.Etapa de diferenţiere
internă a elementelor celulare, formându-se primordiile de
rădăcină, tulpină, frunze şi fructe.
Aceste etape de creştere pot fi
localizate topografic la rădăcini, tulpini şi frunze şi
care se succed în timp la fructe.
1.Etapa creşterii embrionare
(mereză)- constă din diviziunea celulelor existente în
ţesuturile meristematice şi formarea protoplasmei în celulele prin
acumulare de materie organică, în special de substanţe proteice
şi diferiţi compuşi macromoleculari (amidon, lipide, acizi
nucleici şi fosfatide).
2.Etapa creşterii prin alungire sau
extensie celulară (aureză)- constă din mărirea de mai multe
ori a volumului celular, în special prin alungirea celulelor şi a
vacuolelor mici, care îşî măresc volumul f. mult odată cu
pătrunderea apei prin procesele de osmoză, contopindu-se apoi într-o
singură vacuolă mare, situată în centrul celulei.
3.Etapa de diferenţiere internă- din masa celulelor
care rezultă în primele 2 procese iau naştere primordiile unor
ţesuturi sau organe ale plantei cu particularităţi distincte. În
cadrul acestei diferenţieri fiecare celulă capătă
structura, caracterele şi însuşirile proprii ţesutului pe care
îl va forma (epidermă, scoarţă, cilindrul central, vasele
conducătoare, diversele ţesuturi mecanice sau ţesuturile de
depozitare)
MECANISMUL CREŞTERII PLANTELOR
- este rezultanta unui proces fiziologiic şi biochimic complex,
determinat de activitatea ţesuturilor, de însuşirile biologice ale
fiecărei specii şi de activitatea factorilor de mediu din anul sau
sezonul respectiv.
Creşterea în lungime a tulpinii-- se disting 3 tipuri
de creştere:
- Creştere
acropetală (terminală sau subterminală)- la in
- Creştere
intercalară- se realizează la fiecare internod sau la baza
tulpinii –la plantele din fam. Gramineae, Epusetaceae (coada calului).
- Creştere
liniară- se realizează pe toată lungimea tulpinii şi a
internodurilor –la majoritatea plantelor superioare cu tulpini nearticulate, la
care creşterea în lungime este îndeplinită de ţesuturile
meristematice.
Creşterea în grosime a tulpinii-
creşterea se realizează prin activitatea ţesuturilor
meristematice cu poziţie laterală (cambiul din cilindrul central
şi felogenul din scoarţă).
Creşterea
rădăcinilor- se realizează tot prin activitatea
ţesuturilor meristematice, însă acestea sunt localizate în zona
netedă. Deasupra pilorizei există o zonă de diviziune
celulară (meresis), mai sus este zona extensiei celulare (auxesis) şi
apoi este zona de diferenţiere celulară.
Creşterea frunzelor- la frunzele
plantelor dicotiledonate creşterea în suprafaţă a limbului se
face prin activitatea ţesutului meristematic situat într-o zonă intercalară.
Creşterea fructelor- se realizează
în mai multe etape, care corespund cu etapele de creştere a
celulelor. La început fructele cresc
prin diviziune celulară, urmează mărirea în volum prin extensie
celulară şi diferenţiere celulară.
Factorii externi care
influenţează creşterea sunt: temperatura, lumina, gradul de
saturare în apă şi oxigenul.
SUBSTANŢE REGULATOARE
DE CREŞTERE
Acestea sunt denumite hormoni sau
fitohormoni. Există 3 grupe de substanţe regulatoare de
creştere:
stimulatoare, retardante
şi inhibitoare.
1. Substanţe stimulatoare de
creştere – auxinele, giberelinele şi citochininele
Auxinele – sunt
compuşi naturali, care în doze extrem de reduse pot influenţa în mod
direct sau indirect creşterea şi dezvoltarea plantelor, formarea
organelor vegetative şi generative. Se găsesc în concentraţii
reduse în muguri, în ovar, în vârfuri de tulpină, rădăcină,
frunze tinere, cotiledoane şi în diferite seminţe imature. Auxinele
naturale şi cele sintetice au diverse acţiuni fiziologice care
declanşează reacţii particulare de creştere, dezvoltare
şi metabolism. Prin aplicarea unui tratament cu auxine se intensifică
creşterea prin extensie celulară, alungirea şi îngroşarea
membranei celulare.
Giberelinele – sunt sintetizate
în embrionii seminţelor în curs de germinare, în frunzele tinere, în
muguri, în organele florale sau vârfuri de rădăcini. Giberelinele
determină întreruperea stării de repaus seminal şi
stimulează facultatea şi energia germinativă a seminţelor.
Citochininele – includ
substanţe care determină un nr. mare de reacţii de creştere
şi efecte fiziologice privind reglarea diviziunii celulare, creşterea
celulei prin extensie, diferenţierea şi organogeneza plantelor.
2.Substanţe retardante – au rol în metabolismul
plantelor care reduc într-o anumită perioadă ritmul proceselor de
diviziune şi alungire celulară din tulpini, ce determină o
frânare a creşterii în înălţime. Datorită efectului de
întârziere a creşterii aceşti compuşi au primit denumirea de
retardanţi.
Tipuri de compuşi sintetici: în practica
agricolă cea mai mare aplicabilitate o au clorura de trimetil amoniu,
clorura de clorcolină, liozinul şi retacel. La grâu, aplicarea
acestor substanţe determină o reducere a lungimii paiului cu 25-
3.Substanţe inhibitoare –
sunt prezente în diferite organe ale plantelor ( seminţe, bulbi, tuberculi
şi muguri) şi au capacitatea de a reduce sau anula activitatea
creşterii plantelor, care prezintă intensitate variată până
la starea de repaus.
Inhibitori naturali: abscisic, inhibitorul
β ,florizinul, cumarina şi acidul cinamic.
Inhibitori sintetici: hidrazida maleică,
cloramfenicolul, puromicina. Aceste substanţe prezintă multiple
proprietăţi:
- menţin starea de repaus a plantelor,
fiind prezente în embrion şi în oosfere nefecundate
- reglează creşterea mugurilor
şi înflorirea
- favorizează procesul de cădere
(abscisie) a fructelor şi frunzelor
- previne încolţirea seminţelor din
fruct
VITAMINELE CA
SUBSTANŢE BIOACTIVE
Vitaminele sunt substanţe nehormonale
şi necalorigene cu structuri chimice diversificate. Există 2 tipuri
de vitamine: - liposolubile: A, D, E, F, K
- hidrosolubile:
B1 , B2 , B6 , B12 ,C, H, PP
Vitaminele care sunt
sintetizate în plante exercită acţiuni asupra proceselor de
creştere şi reproducere, astfel vitaminele C , B1 şi
PP stimulează energia germinativă a seminţelor, creşterea
embrionului, tulpinii şi a rădăcinii. Vitaminele B1
şi PP pot mări producţia la mazăre, ridichi, lucernă,
trifoi.
Vitaminele C , PP , B1
şi B6 măresc producţia la grâu, tomate, tutun,
fl.soarelui, ca urmare a creşterii masei vegetative aeriene sau subterane.
CORELAŢIILE ŞI
DOMINANŢA APICALĂ
Acestea reprezintă interacţiunile
fiziologice stabilite între organele şi ţesuturile plantelor care duc
la o creştere armonioasă a tuturor părţilor plantelor
şi menţin o rezervă de muguri pentru ciclurile următoare de
vegetaţie.
REGENERAREA
ŞI POLARITATEA
Regenerarea este procesul fiziologic
prin care organismul se reface din părţi izolate: tulpini cu muguri,
rădăcini, frunze şi celule individualizate şi formează
ţesuturi şi organe cu funcţii bine definite. Regenerarea
stă la baza înmulţirii vegetative prin butaşi de frunze (la
begonia) sau prin stoloni (căpşuni), prin marcotare (viţa de
vie) sau prin butaşi de tulpină la pomi fructiferi. Altoirile au la
bază tot un proces de regenerare a calusului dintre altoi şi
portaltoi. *Polaritatea este
însuşirea plantelor de a forma la capete opuse organe diferite ca
structură anatomo-morfologică. În cazul regenerării plantelor
din butaşi la capătul inferior se vor forma rădăcini (care
va fi un pol rizogen), iar la capătul superior se formează
lăstari cu frunze(pol caulogen)
MIŞCĂRILE
DE ORIENTARE ŞI DE CREŞTERE
Mişcarea reprezintă o
însuşire esenţială a materiei vii, întâlnită atât la plante,
cât şi la animale. La plante mişcarea se realizează prin
deplasarea în întregime sau orientarea organelor spre sursele de substanţe
nutritive, de apă, de energie, necesare sintezei substanţelor
organice. Mişcările sunt de 2 feluri:
- mişcări pasive - în efectuarea
cărora plantele nu intervin
- mişcări active - pentru care
plantele consumă energie proprie.
Ambele categorii de mişcări se
întâlnesc la plantele libere şi diverse specii de plante fixate pe
substrat. Dintre mişcările
pasive amintim: mişcări prin imbibiţie, coeziune şi
mişcări prin aruncare. Mişcările
active sunt întâlnite frecvent în viaţa plantelor şi se
efectuează cu un consum de energie. Amintim: mişcări
intracelulare, mişcarea plantelor fixate pe substrat, mişcarea
plantelor libere.
Mişcările
intracelulare sunt mişcări pe care le fac organitele celulare
(mişcarea cloroplastelor, nucleului, citoplasmei). La plantele fixate pe
substrat s-au constatat atât mişcări active, cât şi pasive.
Anumiţi factori externi (lumina, apa, gravitaţia, concentraţia
substanţelor chimice) pot provoca diverse excitaţii ce vor determina
o reacţie privind modul de orientare a organelor. Dintre mişcări
amintim: tropismele şi nastiile.
Tropismele sunt mişcări de
creştere determinate de acţiunea unilaterală a unui factor. Pot
fi: pozitive şi negative. Cele pozitive sunt atunci când organul de
creştere se orientează în direcţia de acţiune a
excitantului, iar tropismele negative sunt când organul se orientează în
direcţia opusă excitantului.
Nastiile sunt mişcări de
creştere neorientate, determinate de acţiunea uniformă a unor
factori fizici sau chimici, iar direcţia de mişcare este
determinată de organul plantei şi nu de excitant.
Mişcările pot fi epinastice şi
hiponastice.
STAREA DE REPAUS
Repausul este o reacţie de adaptare caracterizată prin
scăderea proceselor metabolice sub acţiunea factorilor nefavorabili.
Ca tipuri principale de repaus amintim: repausul biologic obligatoriu (repaus
endogen sau organic) şi repausul impus (repaus forţat).
Repausul biologic reprezintă o
însuşire ereditară a plantelor ca rezultat al adaptării la
condiţiile nefavorabile. Este provocat de acumularea în ţesuturi a
unor substanţe inhibitoare de creştere, precum şi de
scăderea bruscă a conţinutului în auxine. Acest repaus biologic
se caracterizează printr-o activitate vitală foarte scăzută
(respiraţie, transpiraţie).
Repausul forţat este determinat de
condiţiile nefavorabile de mediu, temperatură, lumină, lipsa de
apă şi oxigen din lunile ianuarie şi februarie.
În
natură se mai întâlnesc şi alte tipuri de repaus: relativ, secundar
sau indus, periodic, aparent.
Repausul mugural – se
întâlneşte la diverse plante lemnoase precum şi unele plante
ierbacee, plante bulboase (ceapă, usturoi) şi tuberculifere (cartof).
Repausul este realizat de către muguri. Aceste repaus mugural
reprezintă un proces de adaptare la condiţiile nefavorabile din
timpul iernii. Ex.: cerealele de toamnă, arborii şi arbuştii, viţa
de vie. La aceste specii provocarea repausului la muguri este determinată
de temperatura scăzută, precum şi de durata de iluminare
zilnică, care determină modificări în echilibrul hormonal. În
timpul repausului mugural au loc modificări în conţinutul
substanţelor organice de rezervă, sporind astfel conţinutul în
glucide solubile care sunt rezultate prin hidroliza amidonului.
Repausul seminal se realizează
sub influenţa factorilor interni şi externi şi apare în timpul
maturării fiziologice a seminţei. În cadrul repausului seminal avem 3
tipuri de repausuri: tegumentar, embrionar şi hormonal.
1.Repausul tegumentar este dat de natura
şi structura tegumentului seminal care îi imprimă seminţei un
anumit grad de impermeabilitate pentru apă şi gaze. Ex.: speciile de
leguminoase au tegumentul tare şi impermeabil, din această cauză
pătrunderea apei se realizează prin intermediul hilului.
2.Repausul embrionar este dat de starea
fiziologică a embrionului nematurat fiziologic.
3.Repausul hormonal este declanşat
de prezenţa inhibitorilor germinaţiei în ţesuturile fructului,
în tegumentul seminal, în endosperm şi în embrion. Repausul la
seminţe precum şi profunzimea acestora au la bază atât cauze de
natură genetică, cât şi cauze legate de condiţiile
meteorologice din timpul coacerii. De
asemenea, condiţiile de păstrare a seminţelor după
recoltare pot influenţa starea de repaus precum şi germinarea
acestora. *Ieşirea din repaus
trebuie a seminţelor trebuie corelată cu acţiunea temperaturii,
luminii şi a aerisirii. *Pentru ca
seminţele să poată germina trebuie să posede o capacitaet
germinativă care este condiţionată de o serie de factori interni
şi externi: -gradul de vătămare a seminţei, -vechimea sau
durata de păstrare, -atacul unor paraziţi vegetali şi animali,
-starea sanitară a seminţei, -forrmarea şi maturarea embrionului
seminţei. În funcţie de durata de timp cât se păstrează
capacitatea germinativă, seminţele se împart în 3 grupe de
longevitate: seminţe microbiotice, seminţe macrobiotice şi
seminţe mezobiotice.
1.Seminţele microbiotice au o
longevitate scurtă, de câteva zile sau câteva săptămâni. Ex.:
salcie, plop
2.Seminţele macrobiotice pot
germina după păstrare în repaus forţat timp îndelungat,
până la 200 ani.
3.Seminţele mezobiotice au o
longevitate cuprinsă între 4-15 ani, cum sunt la rapiţă, morcov,
spanac, dovlecel, sfeclă de zahăr şi cicoare.
Pentru ca seminţele să poată germina sunt necesare
anumite condiţii externe: apa şi oxigenul în cantităţi
suficiente, temperatura înre anumite limite, lumina sau întunericul.
Apa sau umiditatea solului reprezintă o
condiţie obligatorie a germinării seminţelor. Cantitatea de
apă necesară germinării se numeşte apă de germinare,
iar cantitatea maximă de apă pe care o poate fixa sămânţa
poartă denumirea de putere absorbantă a seminţei. Aceasta
variază în funcţie de specie: la porumb 50-65%, mazăre 100-130%,
lupinul alb 170% .
Oxigenul sau aeraţia
solului – oxigenul din mediul extern influenţează germinarea
seminţei. Sub influenţa lui decurg foarte intens, în paralel cu
respiraţia, toate reacţiile de degradare a rezervelor şi de noi
sinteze la nivelul celulelor în diviziune sau creştere.
Temperatura
influenţează germinaţia seminţelor în mod direct în
funcţie de specia de plantă şi de adaptarea plantelor la
condiţiile de mediu.
Pentru germinarea seminţelor este necesară o temperatură
minimă considerată limita inferioară sub care germinarea are
loc. Avem şi o temperatură optimă, la care intensitatea
proceselor metabolice este maximă. Temperatura maximă reprezintă
limita superioară deasupra căreia germinaţia seminţelor
este imposibilă. Lumina are un rol
important pentru germinarea seminţelor numai la acele seminţe care
germinează la lumină: tutunul, salata, vâscul şi firuţa.
Seminţele de cereale şi leguminoase sunt indiferente la lumină,
pot germina şi la lumină şu la întuneric.
DEZVOLTAREA
PLANTELOR
Spre
deosebire de creştere, care reprezintă un fenomen cantitativ de
acumulare de masă vegetativă, dezvoltarea plantelor constituie
evoluţia individuală a plantelor, începând cu germinaţia şi
încheindu-se cu înflorirea şi fructificarea. Ciclul de dezvoltare a
plantelor cuprinde mai multe etape: etapa vegetativă, etapa
generativă, îmbătrânirea şi moartea individului. Se disting
câteva grupe de plante. plante efemere, monocarpice şi policarpice.
Plantele
efemere au ciclul de vegetaţie foarte scurt, de 5-6
săptămâni.
Plantele
monocarpice sunt plante care fructifică numai odată într-un ciclu
de viaţă individual. Avem plante anuale, bienale şi plurienale.
Plantele bienale au un ciclu de vegetaţie de 2 ani, în primul an cresc
părţile vegetative, în al 2-lea an se formează flori şi
fructe.
Plantele policarpice trăiesc mai
mulţi ani. Planele perene înfloresc în fiecare an sau la 2 ani, înflorirea
lor nefiind urmată de moartea lor, creşterea vegetativă este
reluată în fiecare an, urmată de înflorire.
Exemplu: mărul, părul.
FORMAREA
FLORILOR (anteza)
Cuprinde mai multe etape:
VERNALIZAREA
(iarovizare a plantelor)
La
majoritatea speciilor de plante temperaturile joase pozitive au o
influenţă profundă asupra iniţierii şi
dezvoltării organelor de reproducere, în acest scop plantele anuale
necesitând temperaturi scăzute în primele faze de creştere, iar
plantele bienale rămân vegetative în primul an şi înfloresc în al
2-lea, dacă vor fi expuse la un tratament cu temperaturi scăzute.
Vernalizarea reprezintă dobândirea sau accelerarea
capacităţii de înflorire sub influenţa tratamentului cu
temperaturi scăzute. După cerinţele faţă de
temperaturile scăzute plantele se împart în 3 grupe: 1. Plante
anuale de toamnă- care îşi încep vegetaţia la sfârşitul
toamnei, rezistă iarna sub formă de plantule şi sunt vernalizate
seminţele germinate.
2. Plante bienale- care
intră în iarnă sub formă de plante destul de mari, înfloresc în
anul următor şi sunt vernalizate într-o fază mai avansată
de creştere.
3. Plante perene- care
produc în fiecare sezon lăstari sau ramificaţii noi şi
necesită temperaturi scăzute pentru a putea forma flori. Acest proces
de vernalizare se explică prin prezenţa unui hormon ipotetic
(vernalin) care este încă neidentificat şi care se formează în
timpul iarovizării. Acest hormon poate fi transmis la plante prin altoire.
Efectul de vernalizare se transmite prin diviziune celulară de la
celulă la celulă, iar lumina are influenţă numai asupra
meristemelor lăstarilor cu diviziune celulară şi vernalizare.
Acest proces de vernalizare are un caracter de autoreproducere.
FOTOPERIODISMUL
Fotoperiodismul reprezintă reacţia unei plante la durata
perioadelor zilnice de lumină şi întuneric. Plantele folosesc
alternativ atât perioada de lumină, cât şi cea de întuneric.
Există fotoperioade inductive, acestea determină înflorirea plantelor
şi fotoperioade neinductive, care menţin plantele în stare de
vegetaţie. Plantele de cultură
reacţionează diferit faţă de lungimea zilei. În
funcţie de durata de lumină, avem următoarele tipuri de plante:
-Plante de zi scurtă (plante
nictiperiodice)- au nevoie de 6-12 ore de lumină pe zi şi înfloresc
când lungimea zilei este inferioară lungimii critice. Lungimea
critică reprezintă durata minimă de iluminare în decursul a 24
de ore. Exemple de plante de zi scurtă: tutun, soia, orez, loboda, meiul
şi cânepa.
-Plante de zi lungă (plante
hemeroperiodice)- au nevoie de peste 14 ore de lumină pe zi şi
înfloresc când se depăşeşte numărul de ore de lumină
critică. Ex.: grâul, orzul, spanacul, salata, inul, sfecla, morcovul
şi bumbacul.
-Plante indiferente sau neutre-
înfloresc după o anumită perioadă de creştere vegetativă,
independent de lungimea fotoperioadei. Ex.: mazărea, fasolea, ardeiul,
floarea soarelui, păpădia.
FIZIOLOGIA
REZISTENŢEI PLANTELOR
DE
MEDIU NEFAVORABILE
Rezistenţa fiziologică reprezintă însuşirile
organismelor de a supravieţui influenţei dăunătoare a
mediului, precum şi capacitatea lor de a asigura o desfăşurare
normală a proceselor vitale. Diverşi factori climatici nefavorabili
acţionează asupra plantelor cu intensităţi diferite şi
provoacă tulburări funcţionale şi structurale.
Tulburările funcţionale perturbă desfăşurarea
normală a proceselor metabolice cu efect nefavorabil asupra
dezvoltării plantelor. Tulburările structurale afectează
ultrastructura materiei vii, determinând moartea plantelor. Dintre factorii
abiotici din mediul extern care au rol limitativ în desfăşurarea
activităţii vitale la plante amintim:
-temperaturile scăzute pozitive şi
negative; -temperaturile ridicate; lipsa, insuficienţa sau excesul apei
din sol şi atmosferă; -excesul
de săruri din sol; -excesul de gaze
şi substanţe toxice care poluează atmosfera, solul şi
apele.
Temperatura de răcire poate fi definită ca temperatură
suficient de coborâtă pentru a produce leziuni, dar nu suficient de
coborâtă pentru a produce îngheţarea plantelor. Plantele supuse
temperaturii de răcire pot să sufere vătămări
elastice, reversibile, sau vătămări plastice, ireversibile
şi pot duce la moartea plantelor.
După viteza de reacţie faţă de răcire avem 2 tipuri
de plante:
-Tipul 1 de plante prezintă pete pe
frunze după câteva ore;
-Tipul 2 de plante sunt mai rezistente, se
ofilesc numai după 5-6 zile de răcire.
La tipul 1 de plante avem leziuni directe, la
tipul 2 de plante leziuni indirecte.
Leziunea directă apare atunci când
planta este răcită brusc, în urma unui şoc rece, ceea ce se
poate explica prin creşterea bruscă a protoplasmei şi a
membranelor plasmatice.
Leziunea indirectă -de răcire
lentă- se produce după zile sau săptămâni de frig continuu.
ACŢIUNEA
DĂUNĂTOARE A TEMPERATURILOR
SCĂZUTE
NEGATIVE ASUPRA PLANTELOR
Intervalul de temperaturi scăzute pozitive cuprinse între 0-10şC
cuprinde zona de răcire, în care au loc fenomene biofizice de îngheţ
şi fenomene biochimice cu efect celular asupra metabolismului.
Temperaturile scăzute negative începând de la 0şC cuprind zona de
suprarăcire, care este împărţită în subzone. Cele mai
dăunătoare sunt temperaturile cuprinse între –5 , -50şC.
Mai
există o zonă periculoasă în care efectele osmotice ale celulei
se manifestă prin creşterea concentraţiei soluţiilor,
denaturarea sau coagularea proteinelor şi prin extinderea cristalelor de
gheaţă.
Principii
privind rezistenţa la ger şi iernare
Cele
2 tipuri de rezistenţă, la ger şi iernare, nu sunt identice.
Prin rezistenţa la ger se înţelege capacitatea plantelor de a
supravieţui la acţiunile temperaturilor scăzute mult sub 0şC,
iar prin rezistenţa la iernare se înţelege capacitatea plantelor de a
suporta fără vătămări semnificative condiţiile
nefavorabile din perioada de iarnă, respectiv alternanţa dintre
perioadele cu ger mai lungi sau mai scurte de temperaturi scăzute pozitive,
însoţite de ninsori, ploi, topirea zăpezii şi polei.
Plantele anuale suportă iarna sub formă de seminţe mature
şi uscate foarte rezistente la ger. Plantele perene pierd organele aeriene
şi iernează sub formă de bulbi, rizomi sau tuberculi bine
protejaţi împotriva gerului printr-un strat de pământ şi
zăpadă.La pomi şi viţă pagubele produse de ger ajung
la cifre uriaşe, putând fi desfiinţate plantaţii întregi.
Îngheţurile târzii de primăvară cauzează pagube la
culturile de tomate, fasole, cartof, iar cele timpurii de toamnă produc
pagube legumelor.
Asupra plantelor în timpul iernii acţionează un complex de
factori nefavorabili:
1.Acţiunea directă a gerului, care
provoacă scăderea temperaturii aerului, uscarea frunzelor,
scăderea bruscă a temperaturii la venirea iernii fără o
călire prealabilă a plantelor.
2.Acţiunea stratului de
zăpadă- poate provoca asfixierea plantelor, mai ales dacă
survine topirea zăpezii sau o ploaie torenţială, urmată de
îngheţ brusc, care înlesneşte formarea unei cruste de gheaţă.
3.Acţiunea indirectă a gerului-
provoacă fenomenul de descălţare şi ruperea
rădăcinii plantelor datorită dilatării solului, favorizând
atacul unor paraziţi.
Factori
externi care influenţează rezistenţa la ger şi iernare
Amintim: factori climatici, edafici, biologici şi factori
agrotehnici.
Printre factorii climatici care au o
influenţă asupra plantelor care iernează în stare
vegetativă putem menţiona temperatura aerului cu pragurile termice
minime, temperatura solului, lumina, umiditatea/seceta solului, stratul de
zăpadă cu grosimi protectoare sau dăunătoare şi crusta
de gheaţă care este vătămătoare.
Factorii edafici- aceştia sunt:
tipurile de sol cu mari variaţii de structură, textură şi
porozitate; componenta mecanică şi mineralogică; panta terenului
şi expoziţia lui; microrelieful; umflarea solului prin
îngheţare, care pot produce fenomenul de descălţare a plantelor.
Factorii biologici- influenţa
mucegaiurilor, a bacteriilor şi a diferitelor ciuperci. Mucegaiuri:
mucegaiul de zăpadă, Fusarium nivale.
Factorii agrotehnici- aplicate în
toamnă, influenţează în mod hotărâtor asupra
comportării plantelor în perioada de iarnă. De o mare
importanţă este: -calitatea superioară a soiurilor sau speciile
de plante cu potenţial ridicat la rezistenţa la ger;
-epoca optimă de semănat pentru
intrarea culturilor în faza de rezistenţă maximă la ger;
-adâncimea optimă de semănat
şi sistemul de fertlizat, factori agrotehnici ce pot fi reglaţi de
către cultivator în vederea asigurării unor condiţii de
rezistenţă mărită a plantelor la trecerea prin iarnă.
FIZIOLOGIA
REZISTENŢEI PLANTELOR
Sub
acţiunea secetei plantele suferă din cauza deshidratării
celulelor şi a ţesuturilor şi din cauza creşterii
considerabile a temperaturii corpului lor. Rezistenţa plantelor la
secetă cuprinde: capacitatea plantelor de a suporta supraâncălzirea
(rezistenţa plantelor la arşiţă). Există 2 tipuri de
secetă: seceta atmosferică şi seceta pedologică (a
solului).
Seceta atmosferică se
caracterizează prin temperatură ridicată şi umiditatea
aerului relativ scăzută (10-20şC) şi care acţionează
prin încălzirea puternică a frunzelor sub acţiunea
radiaţiilor solare, a intensificării exagerate a transpiraţiei,
fenomene care stau la baza ofilirii plantelor.
Seceta pedologică apare la sfârşitul
verii, ca o consecinţă a insuficienţei precipitaţiilor,
motiv pentru care bilanţul de apă al plantelor devine progresiv
deficitar. Rezerva de apă din sol scade sub coeficientul de ofilire
până la o cantitate inaccesibilă plantelor (apa moartă), ceea ce
determină fenomenul de ofilire al plantelor. Acesta poate fi: temporar,
ofilire permanentă şi ofilire de durată.
Ofilirea temporară- vara pe timp de
arşiţă, la orele amiezii, când în atmosferă există
deficit de vapori de apă, plantele se ofilesc, pierzându-şi
turgescenţa. Apare din cauza unui dezechilibru între absorbţia
radiculară şi transpiraţie, chiar dacă există
puţină apă în sol.
Ofilirea permanentă- apare atunci când
seceta atmosferică se suprapune peste seceta pedologică,
acţionând concomitent, motiv pentru care deficitul de apă din plante
nu se restabileşte în cursul nopţii, devenind un deficit restant care
creşte de la o zi la alta. Deficitul restant apare la plante în general
dimineaţa, înainte de răsăritul soarelui.
Seceta solului şi deshidratarea plantelor determină
modificări în metabolismul nitric, în acest caz sinteza proteinelor este
inhibată, după care acestea devin mai active.
FIZIOLOGIA
REZISTENŢEI PLANTELOR
Supraâncălzirea plantelor modifică însuşirile chimice ale
protoplasmei celulare şi a metabolismului, determinând diverse
reacţii de adaptare, apărare a plantelor. Temperaturile foarte
ridicate determină apariţia unor pete galbene sau brune pe frunze,
numite arsuri.
Plantele cultivate îşi bazează rezistenţa la
arşiţă pe un coeficient de transpiraţie foarte ridicat,
care le protejează de supraâncălzire.
Temperaturile ridicate dereglează metabolismul plantei prin
descompunerea proteinelor în aminoacizi şi care determină
apariţia de leziuni şi chiar moartea plantei.