Как влияют внешние факторы на процесс дыхания растений
Чтобы ответить на вопрос как влияют внешние факторы на процесс дыхания растений, необходимо знать, что к числу внешних факторов относятся температура, содержание воды, свет, аэрация, и другие факторы.
Температура
На процесс дыхания растений, так же как и на другие жизненные процессы, температура оказывает большое влияние. При повышении температуры на 10° скорость химических реакций примерно удваивается.
Это ускорение реакции называется температурным коэффициентом и обозначается Q10. Нижний температурный предел дыхания растения лежит значительно ниже 0°. Почки лиственных деревьев и иглы хвойных, по данным Н. А. Максимова, могут дышать при 20-25° мороза.
Интенсивность дыхания быстро возрастает при повышении температуры до 40°, при дальнейшем ее повышении уменьшается, а после 50° дыхание резко падает и растение погибает.
Усиление дыхания при высоких температурах неустойчиво, так как они вызывают понижение жизнеспособности тканей. Изменение температуры влияет и на химизм дыхания, так как при этом может произойти замена одних окислительных ферментов другими, имеющими иной температурный минимум.
Например, в начале созревания яблок дыхание осуществляется при участии цитохромоксидазы, в дальнейшем - полифенолоксидазы. Оптимальной температурой для большинства растений будет 30-40°, так как в этом случае дыхание остается на одном, довольно высоком уровне.
Содержание воды
Большое влияние на интенсивность дыхания оказывает и содержание воды в клетках растений. Заметное дыхание наблюдается лишь в достаточно обводненных клетках.
Однако прямой зависимости между интенсивностью дыхания и количеством воды нет. Так, незначительное снижение влажности листьев усиливает дыхание, при большем обезвоживании дыхание ослабляется; семена в воздушно-сухом состоянии имеют ничтожное дыхание, но с увеличением влажности семян дыхание усиливается.
При созревании семян по мере уменьшения их влажности интенсивность дыхания уменьшается. При переходе зерна к поздней восковой спелости, когда содержание воды снижается до 16%, наблюдается резкое снижение интенсивности дыхания, так как при этом в зерне остается вода, прочно удерживаемая коллоидами.
Свет
Влияние света на интенсивность дыхания сказывается вследствие повышения температуры при нагревании растений солнечными лучами.
Отсюда следует, что влияние света на дыхание является косвенным. Кроме того, освещение влияет на интенсивность дыхания через накопление ассимилятов, служащих дыхательным субстратом.
Аэрация
Существенное значение для процесса дыхания имеет содержание кислорода в окружающей растение атмосфере. Обычное содержание кислорода в воздухе (до 21%) достаточно для нормального дыхания растений. Угнетение дыхания начинается при содержании кислорода меньше 5%, в этом случае может начаться анаэробное дыхание.
Корни и корневища растений снабжаются кислородом, находящимся в воздухе почвы, где его содержание колеблется от 7 до 12% при хорошей комковатой ее структуре. При плохой обработке бесструктурных и сильно заболоченных почв содержание кислорода в них сильно уменьшается, что может привести к недостатку его для дыхания корней.
В этом случае начинается процесс анаэробного дыхания, а затем по исчерпании запасных веществ - отмирание корней и гибель растений.
Другие факторы
При действии на растение ядовитых веществ в больших дозировках дыхание растений быстро уменьшается и они погибают. В малых дозах яды стимулируют процесс дыхания.
Интенсивность дыхания резко возрастает при поранении растений, что, вероятно, является защитной реакцией организма. Возможно, что в этом случае играет роль деление клеток, находящихся на поверхности раны, например, как при прививке деревьев.