Кпомните! Эндосперм. Зерновка растения. Споровые растения. Стебель-со- помина. Географическая широта.

Вспомните! Однодомные растения^ двудомные растения. Камбий, кольцо го­дичного прироста древесины. Мужские и женские шишки хвойных деревьев. Полупаразиты. Светолюбивые растени)., теневыносливые растения. Сорняки.

Вспомните! Пробка. Столон, клубень, корневище, луковица. Отделительный слой, листопад, листопадные деревья. Вечнозеленые деревья. Хвойные дере­вья. Клеточный сок, корневое питание.

Живя постоянно на одном месте, растение приспосабливается ко всем происходящим здесь изменениям. В областях с умеренным климатом условия жизни сильно меняются по временам года. Осенью, зимой, летом растения живут при разных сочетаниях тепла, света, влаги.

Как же приспосабливаются растения к разным сезонам года? Самый трудный для них сезон — это зима с ее морозами. В холодной почве корни перестают всасывать влагу, а стволы, ветви, хвоя продолжают ее испарять, хотя и в меньших количествах, чем летом. В результате зимой растения страдают прежде всего от иссушения. Кроме того, они голодают, так как из-за недостатка тепла и влаги прекращается фотосинтез. Долгую и суро­вую зн му растения могут благополучно пережить, если заранее к ней подго­товятся.

Осень. В этот сезон растения готовятся к зиме. Ветви деревьев и кус­тарников к осени покрываются многослойной пробкой. Ее мертвые, запол-

Рис. 67. Почки древесных и травянистых растений осенью: 1 — тополь: 2—липа; 3 — дуб: а — общий вид; б— продольный разрез; 4 — клевер: а — сбщий вид; б— продольный разрез; 5— ландыш

ненные воздухом клетки не пропускают влагу и предохраняют внутренние ткани от потери воды и промерзания.

Осенью окончательно формируются почки растений. У многих (у ко­пытня европейского, медуницы неясной, лютиков) к осени в почках заложе­ны не только вегетативные побеги, но и бутоны (рис. 67). Почки деревьев (дуба черешчатого, вязов, кленов) и многих трав (ландыша, купены лекар­ственной, вороньего глаза) защищены почечными чешуями. Обычно к осе­ни они покрываются слоями пробки, накапливают смолы, клейкие вещества. Плотный наружный покров надежно защищает от высыхания зачаточные органы и образовательные ткани внутри почек.

Многие растения к осени накапливают запасы питательных веществ. У многолетних трав они откладываются в подземных органах — корневи­щах, клубнях, луковицах, корнях, у деревьев и кустарников — главным обра­зом в стволах.

Листопад и его роль в жизни растения. Главная примета осени в на­ших краях — листопад (рис. 68). К его началу листья расцвечиваются ярки­ми золотистыми и багряными красками. Осенняя природа незабываема по красоте. Листопад предохраняет деревья, во-первых, от иссушения зимой,

во-вторых, от обламывания ветвей под тяжестью снега. К листопаду растения готовятся заранее. Еще ле­том, в июле, когда день начинает убывать, в основании листьев обра­зуется отделительный слой, который обеспечивает быстрое опадение листьев осенью.

Пышный ковер о) [авших осе­нью листьев очень важен для жизни ле< ных ра< тений. В дубовых, липо­вых, грабовых и других листопадных лесах из опавших листьев образу­ется рыхлая лесная подстилка, кото­рая, как одеяло, закрывает почву и предохраняет ее от промерзания в теплые зимы. Лесная подстилка — это своеобразное удобрение, кото­рое постепенно разлагается с помо­щью почвенных грибов и бактерий (см. § 37), образуя почвенный пере­гной. Лесная подстилка легко впи­тывает влагу, как губка, удерживает ее и сохраняет в почве. Поэтому не следует сгребать и вывозить опав­шие листья, так как это нарушает формирование почвы и ухудшает корневое питание растений.

Подготовка к зиме вечнозе­леных хвойных деревьев. А как го­товятся к зиме наши вечнозеленые хвойные деревья — ель и сосна? Ведь у них зеленая хвоя сохраняет­ся всю зиму. Правда, на ветках сосны осенью нижние хвоинки желтеют. Вы, вероятно, замечали, что осенью и зимой зеленая окраска хвои ста­новится более тусклой, чем весной и летом. Это объясняется тем, что ос< нью хлоропласты перемещаются

в глубь клеток. Кроме того, осенью устьичные щели на хвоинках закупо­риваются смоляными пробочками. В таком состоянии хвоинки зимой испаряют в два-три раза меньше во­ды, чем ле гом. Из-за закупорки усть­иц в листья не поступает углекис­лый газ и фотосинтез прекращает­ся. Интересно, что зимой зеленые кроны сосен и елей испаряют влаги меньше, чем оголенные ветви листо­падных деревьев, например сосна — в пять раз меньше, чем дуб.

Озимые однолетники. А есть ли среди растений такие виды, ко­торые внешне не обнаруживают признаков подготовки к зиме? К та­ким «легкомысленным» растениям можно отнести озимые однолетни­ки. Озимыми называют однолетние растения, у которых семена прорас­тают с осени. Они широко представлены среди сельскохозяйственных культур, например озимые сорта ржи, пшеницы, ячменя, а также среди по­левых сорняков, например пастушья сумка, сурепка обыкновенная, дикая редька (рис. 69). У озимых хлебных з гаков осенью вырастают молодые растения с розеточными побегами, так называемые озими, которые пере­живают зиму под снегом. К наступлению зимы озимые приобретают устой­чивость к морозам: к этому времени в их клеточном соке накапливается сахар, и клетки могут промерзать безболезненно. Таким образом, «легко­мыслие» озимых однолетников обманчиво. На самом деле они готовятся к зиме, изменяя свойства своих клеток. Зеленые листья глубокой осенью и зимой под снегом сохраняются у большинства луговых многолетних трав, например клеверов, мятликов, овсяницы, и многих лесных трав — кислицы обыкновенной, зеленчука желтого, копытеня европейского, осоки волоси­стой (см. задание 1).

Рис. 69. Озимые растения: 1 — ..шеница, 2 — дикая редька

Зима. Поздней осенью, в ноябре, у большинства наших растений на­ступает глубокий покой. В этом состоянии растения могут без вреда для се­бя пережить суровые зимние условия. Его не нарушает даже продолжитель­ная оттепель и таяние снега (см. задание 2). Опасность поддаться на прово­кацию оттепелей и начать рост осенью или среди зимы особенно велика
для деревьев и кустарников. Их почки зимуют в воздухе, где температура может быстр и и резко меняться. Почки травянистых рас гений находятся под снегом или в почве. Здесь температура в течение всей зимы близка к ну­лю, ее колебания очень незначительны.

К концу зимы, в феврале, большинство растений переходит из глубо­кого покоя в вынужденный покой. Побеги в состоянии вынужденного покоя могут начать рост, если попадут в благоприятные условия (см. задание 2).

Под снежным покровом, как вы уже знаете (см. § 7), у так называемых подснежников, например у пролески, ветреницы, хохлатки, в почках про­должается формирование цветков.

Лесная подстилка. Озимые однолетники. Озими

1. Какой сезон года наиболее опасен для растений, живущи е в умеренном климате?

2. Как готовятся к зиме деревья и кустарники? А многолетние травы?

3. Как образуется лесная подстилка? Что она собой представляет? Какова роль подстилки в жизни лесных растений?

4. Какие растения называют озимыми? Как они готовятся к зиме?

5. Почему зимой наши дереЕ * без вреда переносят сильные морозы, а вес­ной молодые побеги обмерзают даже при легких заморозках?

6. Какие растения называют подснежниками? Приведите примеры.

Задания

1 Во время зимних каникул раскопайте снег на небольших площадках разме­ром 1 м² на лугу, в поле и в дубовом лесу. Посмотрите, есть ли под снегом зеленые растения. С помощью учителя определите, как называются эти расте­ния. Составьте их списки.

2. Срежьте в ноябре ветку ольхи (березы, орешника) с соцветиями-сережками и поставьте в воду в теплой комнате. Понаблюдайте, раскроются ли почки на ветках. Начнут ли пылить соцветия-сережки? Повторите опыт в феврале. Объяс­ните различные результаты в ноябрьских и февральских наблюдениях.

Весна и лето в жизни растений

Весна для растений — это время пробуждения после зимнего покоя.

Предвесенье. Первые признаки приближения весны можно обнару­жить уже в начале марта. В это время вокруг стволов деревьев в снегу обра­зуются углубления-лунки (рис. 70).

По мере прогревания стволов в них начинается весеннее сокодвиже­ние. По древесине вверх к ветвям и почкам направляются растворы пита­тельных веществ, запасенных в стволах и корнях с осени. Раньше всех, еще в марте, начинается сокодвижение у клена остролистного. Спустя 2-2,5 не­дели оно проявляется у ольхи серой и березы повислой. Передвигающийся по стволам сок доставляет воду и питательные вещества, необходимые для роста почек.

Если во время сокодвижения поранить ствол, из ранки выделяется жидкость. При соприкосновении с воздухом сок приобретает розовую окрас­ку и слегка пенится. Наиболее известен березовый сок. Он имеет приятный сладковатый вкус и полезен для человека. В березняках, предназначенных к рубке, березовый сок заготавливают впрок. Добывать сок самостоятельно, особенно в пригородных лесах, нежелательно, так как это вредит деревьям.

Ранняя весна. Явные признаки ранней весны в средней России обыч­но хорошо заметны в начале-середине апреля. Снег начинает таять. На опушках, полях, прогреваемых склонах появляются проталины. На прота- чинах можно встретить первые цветущие травы, например мать-и-маче­ху (рис. 71). Зацветают и древесные растения (ольха). Спустя 1-1,5 недели зацветают орешник и осина, в начале мая — береза (рис. 72). Многие листопадные деревья опыляются с помощью ветра и цветут весной до распускания листьев (см. § 23).

Почти все наши деревья относятся к одно­домным растениям. Мужские и женские соцветия у них располагаются на одном и том же дереве. Исключение составляют тополя, осина и ивы, принадлежащие к двудомным растениям. У них есть мужские и женские деревья. Ивы опыляют­ся преимущественно насекомыми. Их душистые

Рис. 72. Деревья, цветущие до полного распускания листьев: 1 — береза повислая; 2— ива козья (мужской экземпляр); 3— ива козья (женский экземпляр)

цветки содержат нектар, а соцве­тия-сережки не повисают вниз, как у ветроопыляемых деревьев, а тор­чат вверх, они похожи на пушистые шарики (рис. 72).

По мере схода снега к концу апреля — началу мая в лиственных лесах средней России зацветают подснежники — пролески, хохлат­ки, ветреницы.

Рис. 71. Растения, цветущие ранней весной: 1 — гусиный лук; 2— чистяк весенний; 3— мать-и-мачеха

Поздняя весна. Когда темпе­ратура во !духа достигает 5-10 °С, набухают и раскрывают< я почки деревьев и кустарников. Кроны оку­тываются легкой зеленоватой дым­кой. Затем у деревьев начинается энергичный рост побегов, кроны
покрывает нежная молодая листва. Растут побеги быстро и за 2- -2,5 не­дели достиг нот предельных разме­ров. В это время в стволах делятся клетки камбия и формируется оче­редное кольцо годичного прироста древесины.

Поздней весной к концу мая, когда листья деревьев полностью распустились и кроны затеняют почву, светолюбивые подснежники сменяются более тен< выносливыми видами. Цвету г лютик кашубский, зеленчук желтый, звездчатки, соче­вичник весенний (рис. 73).

Вечнозеленые хвойные дере­вья — сосна и ель к середине весны приобретают более яркую окраску хвои. В это время года хлоропласты перемещаются к наружным стенкам клеток. Исчезают смоляные пробо- чки в устьичных щелях, и начинает­ся активный фотосинтез.

Рис. 73. Растения, цветущие поздней весной: / —лютик кашубский; 2 — звездчатка ланцетная; 3— сочевичник весенний; 4— зеленчук желтый

К середине весны у ели и сосны вырастают молодые побеги. У ели они с ярко-зеленой хвоей, а у сосны имеют сероватую окраску, поскольку хвоинки еще короткие и не достиг­ли окончательной длины. Молодые побеги сосны торчат вертикально вверх. В народе их называют «свечка­ми» (рис. 74). Весной можно видеть молодые шишки х войных дерев! ев. У сосны скопления мелких желтова­тых мужских шишек расположены в основании некоторых побегов- свечек. Сосна образует очень мно­го пыльцы. Когда мужские шишки созревают, целые облака желтой со­сновой пыльцы наполняют воздух.

Рис. 74. Пылящая сосна 1 — женские шишки; 2 — мужские шишки; 3— пылинка под микроскопом

Постепенно пыльца оседает на траве, почве. На поверхности воды в лужах и прудах появляется серовато-желтая пленка из осевшей сосновой пыльцы. Окраска пыльцы у сосны очень похожа по цвету на серу (минерал), пото­му пыление сосны в народе зовут «серным дождем».

Окончание заморозков. Когда минует опасность заморозков, на дно водоемов перестают опускаться холодные поверхностные воды. Вся толща воды прогревается, и на поверхности прудов, озер и рек появляются листья кубышек и кувшинок, всплывает со дна ряска (см. § 16). Появление этих водных растений садоводы и огородники считают надежной приметой того, что можно высаживать в грунт рассаду тепл< шюбивых культур: тома­тов, баклажанов, перца.

Яровые однолетники. Весной прорастают семена яровых однолетни­ков. К яровым однолетникам относят ряд сельскохозяйственных растений: кукурузу, некоторые сорта пшеницы, ячменя, которые сеют весной, после того как земля немного просохнет. Среди дикорастущих растений яровые однолетники представлены яруткой полевой, васильком синим, спорышем, или птичьей гречишкой, чередой трехраздельной, погремками, зубчатка­ми, очанками (рис. 75).

Л) га летом. Лето — наиболее благоприятная пора в жизнь расте ний. Летом цвете! и плодоносит боль шинство наших луговых трав (рис. 76). Максимум цветения приходится на середину июля, которую в народе зо­вут «макушкей лета». На лугах в это время ] [ветут злаки: мятлик луговой, овсяница луговая, ежа сборная и др.; бобовые: клевера, горошки, чины, люцерны; и так называемое луговое разнотравье: колокольчики, гвозди­ки, смолка обыкновенная, нивяник обыкновенный и множество других растений. Луга становятся пестрыми и нарядными. Вторая декада июля — лучшее время для сенокоса. Надзем­ные побеги трав в это время наиболее богаты питательными веществами, и потому сено получается самым по­лезным и вкусным. После покоса луга утрачивают свой нарядный облик, приобретая в августе монотонную зе­леную окраску. На лугах появляется отава — это отрастающие после по­коса молодые побеги и листья злаков и других трав. Разрастаются низкорос­лые, ползучие и потому нескошенные растения: вербейник монетчатый, клевер ползучий (рис. 77). В отаве господствуют вегетативные побеги, цветущих растений мало. Это, глав­ным образом, однолетние полупара­зиты: погремок осенний, очанки, зуб­чатки, а также поздноцветущие виды (вербейник монетчатый).

Рис. 75. Яровые однолетники 1 — ярутка полевая; 2— василек синий; 3— череда трехраздельная; 4— спорыш, или птичья гречишка

Лиственные леса летом. В лист­венных лесах царит густая тень и из травянистых могут жить только тене­выносливые растения. Надземные

Рис. 76. Луговые растения. 1 — люцерна желтая, 2 — гвозд' .;а-травянка, ежа сборная; 4 — нивяник обыкновенный 5 — колокольчик раскидистый, 6— мятлик луговой; 7— клевер луговой; 8 — горошек заборный

Рис. 77. Вер бейник монетчатый (1) и клевер ползучий (2)

органы подснежш гасов полностью отмирают. Отмирают цветоносные побе­ги у трав, цветущих поздней весной: лютика кашубского, зеленчука желто­го. У этих растений летом сохраняют я только вегетативные побеги, кото­рые могут жить при а шьном затенении (см. § 7). ,

Во второй половине лета (конец июля-август), когда заметно укора­чивается день, деревья начинают готовиться к осеннему листопаду. В осно­ваниях листьев закладывается отделительный слой, формируются почки, из которых на будущий год вырастут новые побеги. На ветвях ольхи, бере­зы, орешника уже в июне можно обнаружить молодые соцветия-сережки, которые расцветут будущей весной.

Весеннее сокодвижение. Яровые однолетники. Отава

1. Назовите первые признаки весны. Когда они наблюдаются?

2. Какую роль в жизни деревьев играет весеннее сокодвижение?

3. Какие растения цветут первыми в средней России?

4. Назовите одно- и двудомные древесные породы. Когда они цветут и каким способом опыляются?

5. Когда начинают деление клетки камбия и когда заканчивают?

6. Что представляет собой «серный дождь»?

7. По какой примете можно определить, что заморозки кончились?

8. Какие oahoj етники называют яровыми? Приведите примеры

9. Почему сенокос начинают после праздника Ивана Купалы, т. е. после 7 июля?

10. Как меняется облик луга после покоса?

11. Когда начинают готовиться к листопаду деревья и кустарники? Каким образом они «узнают» о приближении осени?

12. У каких деревьев летом можно обнаружить молодые соцветия? Как долго их цветки находятся в бутонах?

Фенологические фазы. Фенология

Сезонные изменения живой природы, в том числе и растений, изуча­ет особая наука — фенология (в пер. с греч. фено — «являю» и логос — «уче­ние»). Ученые-фенологи исследуют периодические явления в природе. Они изучают, например, сроки распускания почек, цветения и плодоноше­ния растений, прилета и отлета птиц, время размножения животных и т. п. Эти наблюдения проводят в течение многих лет в разных природных зонах. Таким путем выявляют зависимость сезонных явлений от климата и осо­бенностей погоды разных лет.

Фенологические фазы. Для удобства фенологических наблюдений выделяют фенологические фазы (фенофазы), т. е. определенные этапы сезонного развития растений. В умеренном поясе обычно выделяют семь фенологических фаз:

1 — формирование пегетативных побегов; 2 — бутонизация; 3 — цвете­ние; 4 — плодоношение и обсеменение; 5 — вегетация после плодоношения;

6 — отмирание. Однолетние растения отмирают целиком, у многолетних трав отмирают надземные побеги, у деревьев — листья и частично побеги;

7 — состояние покоя.

Эти сменяющие друг друга фенофазы обычно изображают в виде гра­фиков-рисунков, называемых еще фенологическими спектрами (рис. 78).

Особенности фенологических фаз у разных растений. Сравнивая ход сезонных изменений у разных видов, фенологи обнаружили, что для некоторых растений общая схема феноло1 ических фаз требует уточнений и изменений. Так, у культурных сельскохозяйственных злаков — пшеницы,

В подфазе восковой спеюсти эндосперм затвердевает, но зерновка еще мяг­кая. Ее легко разжевать. В подфазе полной спелости зерновка становится твердой. Заключительная четвертая подфаза — осыпание спелых зерновок.

У споровых растений, например папоротников, выделяют пять фено­логических фаз: 1 — появление улиток, т. е. свернутых завитками листьев; 2 — полное развертывание пластинок листьев; 3 — созревание спор; 4 — рас­сеивание спор; 5 — отмирание листьев.

Влияние климата и погоды на фенологические фазы. Сроки и дли­тельность фенологических фаз зависят от географической широты и кли­мата местности. Гак, на юге России, например в Ставрополье, хлебные злаки колосятся обычно в конце мая, в средней России (в Подмосковье) — в июне, а на севере, в Архангельской области, — лишь в июле. Обычные сроки фенофаз могут сильно меняться из-за погодных условий. Если лето холодное, зерновые под Москвой начинают колоситься только в конце июня. Теплой и ранней весной кроны деревьев в Подмосковье покрывают­ся зелеными листьями уже в конце апреля — начале мая. Ее пи весна холод­ная и поздняя, деревья зеленеют лишь в середине или во второй половине мая. Таким образом, погода сильно влияет на сроки наступления и длитель­ность фенофаз растений.

Вот почему для сельского хозяйства так важны точные прогнозы по­годы на длительные сроки, желательно на весь вегетационный сезон. Такие прогнозы дают возможность правильно организовать сельскохозяйствен­ные работы, вовремя провести гев, прополку и подкормку растений, что значительно повышает их урожайность. Особенно ценно, что на основе долгосрочных прогнозов погсды можно заранее подготовиться к уборке урожая и не допустить потерь сельскохозяйственной продукции. Слежение за сменой фенофаз растений из космоса с помощью искусственных спутни­ков Земли также помогает в рациональной организации сельскохозяйст­венных работ.