Биологические особенности гороха, которые лучше знать
Горох – сельскохозяйственная культура, выращиваемая на территории России, Белоруссии и Украины. Это популярная культура среди огородников, несмотря на то, что она несколько требовательна к почве. Зато имеется множество вариантов для кулинарных экспериментов. Кроме того, растение украшает приусадебный участок. В этой статье речь пойдет о горохе как о растении, о его строении и климатических «предпочтениях».
Ботаническое описание
Горох – одна из самых скороспелых бобовых культур. Период вегетации составляет от 65 до 140 дней. Обычно происходит самоопыление в фазе закрытого цветка. Но в годы с сухим жарким летом бывает открытое цветение, и опыление происходит перекрестное. Цветение длится 10-40 дней.
Жизнь растения разделяется на четыре этапа: всходы, бутонизация, цветение и созревание. Последние два этапа имеют четкую ярусность. То есть, цветение и появление плодов начинается с низа стебля, постепенно переходя к верхушке. Также в этот период отмечается максимальное количество зеленой массы.
Фазы роста и этапы органогенеза
У гороха выделяют восемь фаз роста.
| Фазы | Этапы органогенеза и ведущие процессы | Формирование элементов продуктивности |
| Прорастание семян | I — конус роста не выделен | Число растений на площади |
| Всходы | II — различение конуса роста, закладка листьев и боковых пазушных почек | Габитус растений — высота, ветвистость |
| Стеблевание | III — увеличение размера конуса роста, формирование листьев на побеге |
IV — образование прилистников и цветковых бугорков
V— дифференциация органов цветка
VI — формирование материнских клеток пыльцы
VII — интенсивный рост стебля и всех элементов цветка.
Требования к свету и теплу
Горох – очень светолюбивая культура, при недостатке солнечного света испытывает угнетение. Поэтому растение следует выращивать на открытой местности без затенения от каких-либо построек или других растений. При этом грядка должна быть хорошо защищена от ветра.
Прорастать горох начинает при температуре 1-2 градуса. Вегетативные органы лучше формируются при 12-16 градусах. Наиболее благоприятный температурный диапазон – 5-19 градусов. Но горошек способен выносить и заморозки до минус 8.
Требования к влаге
К влаге горох также очень требователен. По мере роста растения возрастает и потребность в воде. Ее недостаток снижает урожайность, а переизбыток продлевает период вегетации. Должное количество воды делает стебель сильным, а многочисленные плоды — сочными.
Наилучшая влажность почвы для гороха – 70-80%. Самый чувствительный к количеству увлажнения период – цветение и плодообразование.
Лучше всего поливать горох один-два раза в неделю. Полив должен быть обильным – 10 л на один квадратный метр. При жаркой и сухой погоде количество воды можно увеличить до 15 л. Поливать следует из лейки с ситечком, чтобы происходило равномерное распределение воды на поверхности. После полива желательно разрыхлить землю между рядов.
Требования к почве
Гороху необходимы сбалансированные почвы – без переизбытка азота, но с умеренным количеством минеральных веществ. Для гороха подходит плодородная почва с нейтральной кислотно-щелочной реакцией. Близкое соседство с грунтовыми водами или закисленными почвами не принесет растению пользы.
Морфологическое строение
Горох относится к семейству бобовых (Fabaceae). Наиболее распространенный вид – горох посевной (Pisum sativum). Рассмотрим его строение.
Корневая система
Корень имеет стержневой вид, проникает в почву на глубину около 1 метра. На корнях расположены клубеньковые бактерии, которые усваивают азот из воздуха и преобразовывают его в доступные для растения соединения.
Строение корня проростка гороха очень простое. Сначала образуется один стерженек без каких-либо дополнительных ответвлений. С течением времени на корне вырастают дополнительные образования.
Стебель и листья
Стебель растения травянистый, округлый, полый внутри. В большинстве случаев полегающий. Для гороха устанавливают специальные опоры, за которые он цепляется усиками и растет вверх. Длина стебля может достигать двух метров.
Листья парноперистые – два напротив друг друга. Заканчивается лист усиком. Листики имеют яйцевидную форму. В зависимости от сорта, кончик листа может быть скругленный или заостренный. Листовое жилкование гороха сетчатое. В основании каждого листа находится два прицветника полусердцевидной формы. Роль у них такая же, как и у листьев – фотосинтез. Листорасположение очередное.
Цветки
Цветки мотылькового типа. Соцветие гороха — кисть, состоящая из одного или двух цветков. Цветки обоеполые, самоопыляющиеся. Окраска цветков гороха обычно белая, светло-желтая или светло-розовая. Реже – красноватая или лиловая. Цветки имеют 10 тычинок и 1 пестик. 9 тычинок срастаются и окружают пестик, в то время как 1 тычинка остается отдельно стоящей.
Плоды гороха обычно называют стручками. Стручки бывают разной формы: прямые, изогнутые, мечевидные, серповидные и т.д. Длина бобов также бывает разной и составляет от 4 до 12 см. В одном бобе находится от 4 до 10 горошин.
В пищу употребляются именно семена – круглые или немного угловатые образования зеленого цвета. Как ни странно, самые сладкие сорта имеют морщинистые семена. Строение семени гороха можно увидеть на изображении.
Подведем итоги
Горох посевной – культура, достойная вашей грядки. Зная особенности строения и требования растения к климатическим факторам, вы сможете собрать большое количество сочного зеленого горошка. Главное – это обилие солнечного света и полив, а также установка опор для возможности прикрепления к ним усиков растения.
Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения.
45. Перечислите основные признаки, характерные для покрытосеменных растений.
• Наличие цветков и семян, заключенных в плод;
• Семенная кожура и околоплодник защищают зародыш от неблагоприятных воздействий и обеспечивают его питательными веществами;
• Тело разделено на органы: корень, стебель лист;
• Более развита проводящая система, усложнено и совершенствовано строение тканей;
• Опыление происходит при помощи насекомых и за счет распространения животными семян плодов;
• Обладают внутренним оплодотворением;
• Имеют интенсивный обмен веществ;
• Существуют во всех трех жизненных формах;
• Диплоидны.
46. Рассмотрите рисунки. Напишите названия изображенных жизненных форм растений, обозначенных цифрами.
1. Трава
2. Дерево
3. Кустарник
4. Кустарник
5. Трава
47. Рассмотрите рисунки. Какими цифрами обозначены части растений классов Двудольные и Однодольные? Впишите цифры в соответвтующие строки.
Однодольные: 1, 3, 5
Двудольные: 2, 4, 6
48. Выполните лабораторную работу «Строение шиповника».
1. Рассмотрите шиповник и опишите его внешний вид.
Шиповник представляет собой колючий кустарник с ветвями, покрытыми шипами. Цветки обычно одиночные, иногда по 2-3 штуки, крупные, диаметром около 3-7 см, 5-лепестные, розового или бледно-пурпурного цвета. Плоды шаровидные, сжато-шаровидные, яйцевидные или эллиптические, диаметром 1-1,5 см, гладкие, оранжевого или ярко-красного цвета.
2. Рассмотрите листья шиповника: как они расположены на стебле, какое имеют жилкование. Листья у шиповника простые или сложные?
Листья длиной 4-9 см, расположенные на побеге спирально, длинночерешковые, непарноперистые, с парными прилистниками, сросшимися с черешком или редко сросшимися. Листья шиповника сложные с перистым жилкованием.
Сделайте рисунок.
3. Рассмотрите цветок шиповника. Опишите его. Подсчитайте и запишите число лепестков венчика, чашелистиков чашечки.
Ярко розовый. 5 чашелистиков и 5 лепестков венчика.
4. Рассмотрите и зарисуйте тычинки и пестики.
5. Рассмотрите внешний вид плода. Разрежьте его и рассмотрите внутреннее строение. Найдите плоды-орешки. Сделайте рисунки.
49.Выполните лабораторную работу «Строение пшеницы».
1. Рассмотрите стебель пшеницы. Разрежьте его вдоль и изучите внутреннее строение. Сделайте рисунок.
2. Рассмотрите листья пшеницы. Как они соединены со стеблем? Какое имеют жилкование?
Листья без черешка, жилкование параллельное
Сделайте рисунок
3. Рассмотрите особенности строения корневой системы пшеницы. К какому типу корневых систем она относится?
Корневая система мочковая
4. Рассмотрите соцветие пшеницы. Как оно называется? С помощью лупы рассмотрите цветок. Найдите тычинки и пестики. Сосчитайте их. Сделайте рисунок соцветия и цветка.
3 пестика и тычинки
5. Рассмотрите плод. Как он называется? Опишите его внешний вид. Сделайте рисунок.
Продольное зерно, покрытое кожистым околоплодником золотисто-желтого цвета.
50. Изучите таблицу «Основные семейства покрытосеменных растений». Рассмотрите рисунки на с. 47. Напишите названия изображенных растений и семейств, к которым они относятся.
1. Тюльпан (лилейные);
2. Цветная капуста (крестоцветные);
3. Фасоль (бобовые);
4. Вишня (розоцветные);
5. Земляника (розоцветные);
6. Томат (пасленовые);
7. Клевер (бобовые);
8. Василек (сложноцветные);
9. Астра (сложноцветные);
10. Паслен (пасленовые);
11. Овес (злаковые).
51. Рассмотрите цветок и плод гороха. Опишите его строение и сделайте рисунок.
Цветок: цветоножка, цветоложе, чашелистик, лепесток, тычинка, пестик.
Горох представлен стручком. Стручок – это сухой многосемянный плод с длинной тонкой перегородкой, разделяющей его полость на две камеры. Семена прикрепляются к перегородке. При созревании створки плода начинают раскрываться снизу.
52. Запишите формулу цветка.
Ч5-0 Л5 Т5 П1
53. На рисунке подчеркните цветки растений, которые относятся к семейству бобовых.
54. Каково строение вегетативных органов злаковых растений? Сделайте рисунок листа. Перечислите представителей семейства злаков. Какими общими признаками они обладают?
Просо, ковыль, пшеница, рожь, кукуруза, маис, костер, ячмень
Относятся к травам, имеют параллельное жилкование листа, цветок с трехлучевой симметрией, обладающий тремя лепестками, тремя тычинками и пестиком. Их плод – зерновка.
55. Каково строение цветка тюльпана? Сделайте рисунок. Какими общими признаками обладают растения семейства лилейных?
1 – стебель; 2 – пестик; 3 – внешние листочки околоцветника; 4 – внутренние листочки околоцветника; 5 –рыльце пестика; 6 – завязь; 7 – тычиночная нить; 8 – пыльники.
Листья цельные, чаще всего без черешка. В основном травы. Подземный побег – луковица. Плод – коробочка или ягода.
56. Рассмотрите цветок и плод дикой редьки. Опишите его строение, сделайте рисунок.
Цветки обычно с желтыми, реже белыми или пурпурными лепестками, собраны на верхушках главного или боковых побегов в соцветия – кисти. Плод – плотный стручок длиной 4-8 см и диаметром 0,5 см.
57. Запишите формулу цветка дикой редьки.
Ч4 Л4 Т2+4 П1
58. Рассмотрите цветок и плод картофеля. Опишите его строение, сделайте рисунок.
Цветки белые, розовые и фиолетовые, собраны щитком на верхушке стебля. Плод – многосемянная, темно-зеленая, ядовитая ягода диаметром 2 см.
59. Запишите формулу цветка картофеля. Напишите названия других видов растений, цветки которых имеют такую же формулу.
Ч(5) Л(5) Т5 П1
Паслен черный, томат
Биология
Строение покрытосеменных растений
Обложка урока взята с источника.
План урока:
Строение семени
Строение покрытосеменных растений принято рассматривать с плода. Именно его мы чаще всего представляем в голове, когда думаем о растениях. Плод складывается из семени и околоплодника. Сочный или сухой околоплодник защищает хрупкое семя от суровой внешней среды.
В строении семени выделяют три части:
– семенная кожура (дополнительный защитный покров);
– эндосперм (хранилище питательных веществ: белков, жиров и углеводов);
К элементам зародыша относят:
– семядолю (дает начало первым листьям растения);
– почечку и стебелёк (из них вырастает будущий стебель);
– корешок (из него вырастает корень).
Строение семени Источник
Строение корня
Не зря в процессе развития растения первым прорастает корень, ведь именно этот вегетативный орган обеспечивает всасывание воды и удержание побега в рыхлой почве. Также к функциям корня покрытосеменных растений относятзапас и синтез необходимых растению питательные вещества.
В строении корня выделяют следующие зоны корня:
- Зона проведения – самая верхняя зона корня покрытосемянных растений. Эта зона обеспечивает связь надземных и подземных частей растений: по ней поднимаются вверх вода и минеральные соли. Кроме непосредственного проведения веществ, в этой зоне образуются боковые корни, благодаря чему растение крепче держится в почве.
- Зона всасывания – расположена ниже зоны проведения. Судя из названия, в этой зоне всасываются вода с растворёнными в ней минеральными веществами. Отличительная особенность зоны — наличие корневых волосков, с помощью которых увеличивается всасывающая поверхность корня.
- Зона роста –зона интенсивного роста корня.
- Зона деления – здесь интенсивно делятся клетки корня. На конце корня находится корневой чехлик, который защищает нежные клетки образовательной ткани от повреждений.
Строение корня Источник
Несмотря на одинаковые зоны, корни могут выглядеть по-разному. Выделяют два вида корневых систем: стержневая и мочковатая. Если у растения есть главный корень, от которого отходят побочные боковые корни, то корневую систему называет стержневой. Если нельзя выделить один главный корень, то корневую систему называют мочковатой.
Виды корневых систем Источник
На этом метаморфозы корней покрытосемянных не заканчиваются. Видоизменённые корни бывают:
- Запасающие: усиленно запасают вещества, поэтому становятся толстыми. Такие корни есть у свёклы (корнеплод) и георгина (корневой клубень);
- Втягивающие: их суперсила — способность укорачиваться (тюльпан);
- Корни-прицепки: с помощью корней-прицепок растение способно закрепляться на различных опорах (плющ);
- Воздушные: растения с воздушными корнями могут жить на других растениях и фотосинтезировать с помощью корней (орхидея);
- Дыхательные: такие корни нужны обитателям болот (ива);
- Ходульные: служат дополнительной опорой (тропические деревья);
- Корни-присоски: оружие растений-паразитов для прикрепления к растению-хозяину (омела).
Видоизменения корня Источник
Строение побега
Двигаемся выше по растению и натыкаемся на надземный орган. Стебель с листьями и почками является побегом покрытосеменных растений. Стебель — это осевой орган, а листья — боковые органы.
В строении побегов важно запомнить порядок листьев относительно стебля:
- Место стебля, к которому крепится лист, — узел .
- Зона между двумя ближайшими узлами — междоузлие .
- Угол между листом и находящимся выше междоузлием — пазуха листа .
При помощи новой терминологии выделяют три разновидности расположения листьев:
- Очередное: если листья идут по стеблю как по спирали, листорасположение называет очередным (берёза);
- Супротивное: если из одноимённого узла вырастает два листа, листорасположение — супротивное (сирень);
- Мутовчатое: если из одноимённого узла выходит больше трёх листьев, листорасположение — мутовчатое (элодея).
Виды расположения листьев Источник
Самый первый побег покрытосеменных появляется из почечки зародыша, а последующие вырастают из зачаточных побегов — почек. Выделяют три вида почек:
- Верхушечная: располагается на верхушке побега;
- Пазушная: располагается в пазухе побега;
- Придаточная: располагается на междоузлии побега.
Строение побега Источник
В общем виде структура почки повторяет структуру зрелого побега. Извне почку накрывают почечные чешуи, которые защищают будущий побег от уничтожающих факторов внешней среды. Под почечными чешуями размещён зачаточный стебель, сверху которого расположен конус нарастания. От зачаточного стебля отходят зачаточные листья, в пазухах которых располагаются зачаточные почки.
Строение почки Источник
Почки бывают вегетативными и генеративными. В генеративных почках размещены зачаточные бутоны, а в вегетативных — исключительно зачаточные листья.
К видоизменениям побега относят:
- Корневища: легко спутать с корнем, но это видоизменённый побег с почками и видоизменёнными листьями — плёнчатыми чешуйками (ландыш);
- Клубни:утолщения видоизменённых побегов, которые называются столоны (картофель). На клубнях находятся глазки — почки;
- Луковицы: состоят из нескольких частей: донце — видоизменённый стебель, чешуи — видоизменённые листья, почки (лук);
- Надземные видоизменения стеблей (шипы, усики): иногда на побегах образуются шипы для защиты от диких животных (акация). Видоизменённые усы помогают растению размножаться (земляника), а усики — прикрепляться к опоре (виноград).
Видоизменения побега Источник
Строение листа
Листья растений — фотосинтезирующие органы. Кроме синтеза веществ с помощью энергии солнечных лучей, лист отвечает за потерю излишней воды.
В строении листа выделяют две части: листовая пластинка и черешок, который присоединяет листовую пластинку к стеблю. Некоторые листья соединяются со стеблем непосредственно листовой пластинкой, поэтому их называют сидячими (пшеница).
К элементам листа растения относятся жилки — линии на листовой пластинке. Жилкование бывает:
- Сетчатое: у листа различается крупная жилка, от которой отходят более тонкие жилки (береза);
- Дуговое: жилки расположены по дуге (подорожник);
- Параллельное: жилки расположены параллельно (лук).
Анатомическое строение листа Источник
В микроскоп можно рассмотреть клеточное строение листьев покрытосеменных.
Эпидерма . Снаружи лист покрывает эпидерма. Клетки кожицы предохраняют лист от излишнего испарения влаги. Эта функция выполняется за счёт специальных щелей — устьиц. Устьице окружают замыкающие клетки, которые, закрываясь, препятствуют испарению. Также к функциям замыкающих клеток относят фотосинтез из-за содержания в клетках хлоропластов.
Обычно устьицы расположены на внутренней стороне листа, но у плавающих растений они могут находиться на верхней. У подводных растений нет необходимости регулировать испарение влаги, поэтому устьиц у них нет.
Паренхима . Мякоть листа состоит из клеток паренхимы. Вверху находится столбчатая паренхима, внизу — губчатая. Клетки столбчатой паренхимы по форме напоминают столбики с множеством хлоропластов внутри. Функция губчатой паренхимы — газообмен, поэтому в этих клетках неправильной формы мало хлоропластов.
Проводящая ткань . По жилкам происходит транспорт веществ вдоль листа. По мёртвым клеткам сосудов проходят минеральные вещества, а по живым клеткам ситовидных трубок — органические.
Клеточное строение листа Источник
У листьев также выделяют различные видоизменения:
- Колючки:благодаря колючкам растения сдерживают воду (кактусы);
- Усики: дают возможность растениям придерживаться опоры (горох);
- Листья насекомоядных растений: преобразуются таким образом, чтобы суметь поймать и переварить своих жертв (росянка);
- Водозапасающие листки: экономят воду (алоэ).
Видоизменения листа Источник
Строение стебля
Стебель растения — часть побега, которая отвечает за разнообразные задачи: транспортирует вещества к листьям и к корням, обеспечивает защиту от неблагоприятных условий, осуществляет запасание питательных веществ и позволяет размножаться вегетативным путём.
Стебли бывают травянистые и деревянистые. Деревянистые стебли более твёрдые из-за отложения особого вещества — лигнина.
На поперечном срезе можно рассмотреть внутреннее строение стебля. К его частям относятся:
Покровная ткань. Снаружи стебель покрытосеменных покрывает покровная ткань, которая выполняет защитную функцию. В зависимости от жизненной формы растения это может быть эпидерма, пробка или корка. Эпидерма покрывает молодые растения. Пробка приходит на смену эпидерме и складывается из мёртвых клеток. Самый твёрдый слой — корка, которая складывается из пробки и мёртвых клеток.
Кора. Под покровными тканями располагается кора, в которой расположены основная, механическая и проводящая ткань.
Древесина . К проводящим тканям относятся луб и древесина. Луб состоит из ситовидных трубок, а древесина — из сосудов. Подробнее о тканях читайте в уроке, который посвящен тканям растений.
Камбий . Между корой и древесиной находится камбий. Клетки камбия обеспечивают рост растения в ширину.
Сердцевина. Сердцевина находится в центре стебля и отвечает за запасание необходимых растению питательных веществ. От сердцевины отходят сердцевинные лучи, которые состоят из паренхимы.
Строение стебля Источник
Строение цветка
Орган растений, функцией которого становится размножение, — цветок. Также цветок называют генеративным органом.
В строении цветка различают:
Цветоножка и цветоложе. Стебель растения плавно переходит в цветоножку. Цветки покрытосеменных, у которых цветоножки нет, являются сидячими. Далее цветоножка расширяется и переходит в цветоложе.
Околоцветник. Околоцветник состоит из двух частей: венчик и чашечка. Чашечка образована чашелистиками — зелёными листками, которые могут фотосинтезировать. Венчик образован разноцветными лепестками.
- Двойной: если околоцветник состоит из венчика и чашечки, его называют двойным (роза);
- Простой: если в околоцветнике различаются лепестки только одного вида, его называют простым (тюльпан);
- Голый: цветки, у которых нет околоцветника, называют голыми (ива).
Тычинки и пестики — органы, которые обеспечивают функцию цветка растения.
Пестик . В середине цветка находится пестик, внутри которого содержится яйцеклетка. Комплекс пестиков называется гинецеем.
Пестик имеет сложное строение и состоит из:
- Рыльце: нижнее расширение;
- Столбик: столбчатое удлинение, на вершине которого находится рыльце;
- Завязь: внутри завязи расположены семязачатки, которые преобразуются в семена. Завязь бывает верхней, нижней и полунижней
Тычинка . Вокруг пестика находятся тычинки, которые формируют пыльцу. Комплекс тычинок называется андроцеем. Тычинка состоит из двух частей: тычиночная нить и пыльник, внутри которого расположена пыльца.
Строение цветка Источник
По наличию или отсутствию тычинок и пестиков цветки бывают:
- Обоеполые: цветки, у которых есть пестики и тычинки, являются обоеполыми;
- Раздельнополые: если в цветках есть исключительно пестики или исключительно тычинки, то эти цветки раздельнополые;
- Двудомные: если на растении развиваются цветки одного пола, то его называют двудомным;
- Однодомные: если развиваются цветки разного пола, то однодомным.
Несколько цветков, находящихся рядом друг с другом, формируют соцветие. Цветки собираются таким образом для привлечения насекомых-опылителей. Соцветия бывают простыми (кисть, простой колос) и сложными (сложный колос, сложный зонтик).
Типы соцветий Источник
Впоследствии из завязи цветков формируются плоды, главной функцией которых является дальнейшее распространение семян. Части плода: семена и околоплодник. Околоплодник формируется из завязи, а семена — из семязачатков.
- Простой: из цветка, который имел один пестик, развивается простой плод;
- Сложный: если пестиков было несколько, то плод называется сложным;
- Соплодие: плоды, формирующиеся из соцветия, называются соплодиями.
Строение плода Источник
Строение цветкового растения: корень, цветок и плод
на тему: «Строение цветкового растения: корень, цветок и плод»
КОРЕНЬ — ВЕГЕТАТИВНЫЙ ОРГАН. КОРНЕВЫЕ СИСТЕМЫ
Корень — осевой подземный орган, радиально симметричный, нарастающий в длину благодаря делению и последующему росту клеток в области верхушечной образовательной ткани.
Функции корня. Корень укрепляет растение в почве, поглощает из нее воду и минеральные соли, накапливает в клетках запасные вещества, синтезирует ряд жизненно важных для растения соединений (аминокислоты, гормоны, витамины и др.); втягивает в почву у многолетних растений основания побегов с почками возобновления; проводит растворы питательных веществ по проводящим тканям; дает начало (при наличии придаточных почек) новым надземным (корнеотпрысковым) побегам, которые, отделяясь от материнского, становятся самостоятельными растениями. Движение растворов по сосудам в восходящем направлении обеспечивается так называемым корневым давлением, активным нагнетанием растворов в сосуды живыми клетками корня.
Зоны корня. Верхушка корня (конус нарастания) защищена чехликом (колпачком), образованным несколькими слоями клеток. Под колпачком находится зона деления; над ней — зона активного роста; здесь клетки растут, значительно увеличивая свои размеры. Затем они начинают изменяться (дифференцироваться) и приобретают вид и свойства, которые соответствуют той ткани, в состав которой они войдут. Эту часть корня называют зоной дифференциации. За ней, выше по корню, находятся постоянные ткани, первичные по происхождению, так как начало им дали клетки первичной верхушечной образовательной ткани. Это — покровная ткань, или ризодерма, основная и проводящая ткани. Часть клеток ризодермы образует выросты — корневые волоски. Благодаря корневым волоскам, врастающим в почву, увеличивается всасывающая поверхность корня и возрастают его опорные свойства. Участок корня с ризодермой называют зоной всасывания или зоной корневых волосков. Выше этой зоны покровная всасывающая ткань (ризодерма) отмирает и слущивается. Однако протяженность зоны (1—4 мм) не сокращается, так как со стороны зоны дифференциации идет ее восстановление по мере роста корня в длину. Выше зоны всасывания, где ризодерма отсутствует, защитную функцию выполняет наружный слой клеток коры — экзодерма. Защитные качества экзодермы повышаются в результате опробковения ее оболочек; клетки этой ткани плотно прилегают друг к другу.
За зоной всасывания следуют зона ветвления (здесь отрастают боковые корни) и проведения веществ. Между зонами корня резких границ нет.
Внутреннее строение корня. Под микроскопом на поперечном срезе корня в зоне всасывания видно его строение на клеточном и тканевом уровнях (рис. 12). На поверхности корня — ризодерма, под ней — кора. Наружный слой коры — экзодерма, вовнутрь от нее — основная паренхима. Ее тонкостенные живые клетки выполняют запасающую функцию, проводят растворы питательных веществ в радиальном направлении — от всасывающей ткани к сосудам древесины. В них же происходит синтез ряда жизненно важных для растения органических веществ. Проведение веществ в коре осуществляется по симпласту (через протопласт клеток) и по апопласту (по межклетникам и оболочкам клеток). Внутренний слой коры — эндодерма. Растворы питательных веществ, поступающие из коры в центральный цилиндр, через клетки эндодермы проходят только по симпласту. Пройти растворам по апопласту через эндодерму невозможно из-за отсутствия межклетников и наличия у эндодермальных клеток видоизмененных оболочек, не пропускающих растворы.
Кора окружает центральный цилиндр корня. Она граничит со слоем клеток, долго сохраняющих способность к делению. Это перицикл. Клетки перицикла дают начало боковым корням, придаточным почкам (они есть, например, на корнях облепихи, осины, осота полевого, малины) и вторичным образовательным тканям (если таковые закладываются). Вовнутрь от перицикла, в центре корня, находятся проводящие ткани: луб и древесина. Вместе они образуют радиальный (по взаимному расположению луба и древесины) проводящий пучок.
Разнообразие корней по происхождению. Корни по происхождению разные. Это — главный корень, начало которому дает корень зародыша семени; его еще называют корнем I порядка; боковой корень — корень, возникший сбоку на другом корне благодаря его ветвлению. Боковые корни могут быть II порядка (появляются сбоку на корне I порядка), III порядка и т. д. Придаточный корень образуется на побеге.
Корневая система. Совокупность всех корней растения называют корневой системой. По форме она может быть мочковатой (например, у лютика едкого, первоцвета весеннего, пшеницы мягкой) и стержневой (у лопуха большого, клевера горного, одуванчика лекарственного) (рис. 13). Мочковатая корневая система образована придаточными корнями; главный корень отсутствует, а если он сохраняется, то не выделяется среди придаточных; ветвясь, придаточные корни дают начало боковым. В стержневой корневой системе преобладающим является главный корень; все другие корни занимают подчиненное положение.
ВИДОИЗМЕНЕНИЯ ВЕГЕТАТИВНЫХ ОРГАНОВ
Видоизменения надземных побегов. Их функции. Столоны — удлиненные ползучие побеги, часто с чешуевидными листьями, живущие не более года и дающие начало новым особям. У земляники в быту такие побеги называют «усами». Колючка — видоизмененный побег (боярышник, облепиха) или его часть, обычно верхушка (облепиха) или только лист (барбарис), которые выполняют защитную функцию. Усик — видоизмененный побег (виноград, тыква) или лист (горох, горошек), выполняющий опорную (цепляющуюся) функцию. У водозапасающих побегов функцию запаса воды выполняют ткани стебля (кактус) или ткани листьев (молодило).
Видоизменения подземных побегов. Их функции. Столоны — удлиненные побеги обычно с чешуевидными листьями. Побеги сохраняются меньше года; их верхушка видоизменяется или в клубень (картофель, седмичник европейский), или в луковицу (пролеска двулистная, тюльпан шренка). Возможно выполнение запасающей функции листьями столона — утолщенными чешуевидными или основаниями зеленых (адокса мускусная). У столона ярко выражена функция расселения растений по территории и размножения.
Корневище — многолетний подземный побег, удлиненный (пырей ползучий, горошек мышиный) или укороченный (чина весенняя, купена), с чешуевидными или зелеными листьями (или с теми и другими). Он выполняет функцию запаса питательных веществ, расселения и размножения растения, переживания неблагоприятного периода в году.
Клубень — побег с утолщенным стеблем и чешуевидными листьями. Выполняет функцию размножения, запаса питательных веществ, переживания неблагоприятного периода. Клубни свойственны картофелю, топинамбуру.
Луковица — побег с чрезвычайно укороченным стеблем — донцем, сочными листьями, выполняющими запасающую функцию; пазушные почки, видоизменяясь, превращаются в дочерние луковицы — детки; они обеспечивают размножение растения. В состоянии луковицы растение переживает неблагоприятный для вегетации период (лилия, гиацинт).
Видоизменения корней. Их функции. Корнеплод — сложный видоизмененный орган; в его образовании участвуют основание главного корня и основание стебля главного побега. Доля корня и стебля у корнеплодов разных растений неодинаковая: у моркови значительно преобладает корень, у столовой свеклы — стебель. Корнеплод выполняет запасающую функцию.
Корневые клубни — утолщенные придаточные корни (весь корень — у чистяка лютичного или его часть — у любки двулистной). Они выполняют запасающую функцию и нередко — функцию размножения. В последнем случае корневой клубень, отходящий от стебля, обычно его узла, связан с пазушной почкой, с которой и отделяется от материнского растения.
Корни опорные (столбовидные) — придаточные корни, образующиеся на ветвях дерева. Они растут вниз, а достигнув почвы, углубляются в нее (фикус бенгальский). Корни опорные — ходульные, отходят от нижней части стебля и служат дополнительной опорой (панданус, кукуруза). Корни опорные — досковидные, образуются в нижней части ствола и служат дополнительной опорой для дерева (фикус каучуконосный). Корни опорные — прицепки (например, у плюща), обеспечивающие удержание побега на вертикальной поверхности: стене, заборе, стволе другого растения.
Воздушные корни эпифитов (растений, которые поселяются на других растениях и используют их как опору) впитывают влагу и растворенные в ней вещества из воздуха (представители семейства орхидных, ананасовых).
Корни-присоски, поглощающие питательные вещества из тканей другого растения. Такие корни свойственны растениям-паразитам, живущим за счет других растений, на которых паразитируют (заразиха). Такие корни есть и у полупаразитов (погремок, марьянник). Полупарази-ты имеют зеленые побеги и способны к фотосинтезу, однако при этом паразитируют на корнях другого растения.
ЦВЕТОК — ГЕНЕРАТИВНЫЙ ОРГАН. СОЦВЕТИЯ
Цветок — орган семенного размножения. В цветке различают следующие части от периферии к центру: околоцветник, тычинки, пестик (или пестики). Околоцветник состоит из чашечки и венчика. Чашечка окружает венчик, который находится внутри чашечки. Такой околоцветник называется двойным. Иногда околоцветник не разделен на чашечку и венчик. Это околоцветник простой.
Так, яблоня, горох, колокольчик, картофель — растения с двойным околоцветником. Тюльпан, ландыш, лук, дуб, береза — растения с простым околоцветником. Верба, тополь — растения без околоцветника (цветки «голые»).
Чашечка иногда состоит из отдельных чашелистиков. Тогда ее называют раздельнолистной. У других растений чашелистики срастаются друг с другом. Тогда чашечка сростнолистная. Также и венчик может быть раздельнолепестным и сростнолепестным. Так, яблоня, шиповник, лютик, герань — растения с раздельнолепестным венчиком; колокольчик, табак, сирень — растения со сростнолепестным венчиком.
Часто через цветки можно провести несколько плоскостей симметрии. Такие цветки называют правильными (лилия, гвоздика, огурцы). Иногда можно провести только одну плоскость. Такие цветки называют неправильными (шалфей, горох, львиный зев).
Тычинка состоит из пыльника на тычиночной нити. Внутри пыльника образуется пыльца. Количество тычинок в цветке может быть самое разнообразное: у орхидей — 1; у пшеницы и других злаков — 3; у вишни — до 30; у шиповника — до 100; у некоторых кактусов — до 1000.
Пестик чаще в цветке один (реже их несколько). Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи образуются семязачатки, а после опыления и оплодотворения — семена. Завязь бывает верхняя и нижняя. Верхняя завязь располагается выше остальных частей цветка. Она свободная, ее легко выделить из цветка. Нижняя завязь находится под остальными частями цветка. Ее нельзя выделить, не разрушая цветок. Горох, картофель, редька, гвоздика — растения с верхней завязью. Подсолнечник, огурцы, колокольчик — растения с нижней завязью.
Цветки, которые имеют тычинки и пестики, называются обоеполыми. Есть растения, у которых тычинки и пестики располагаются в разных цветках. Такие цветки — либо тычиночные (мужские), либо пестичные (женские). Женские и мужские цветки иногда находятся на одном и том же растении (однодомные) или на разных(двудомные). Например, тыква, береза, кукуруза — растения однодомные. Тополь, верба, конопля — растения двудомные.
Все части цветка находятся на цветоложе — осевой части цветка. Часто под цветком хорошо заметна цветоножка. Если цветоножки отсутствуют, цветки называют сидячими (например, подорожник).
Соцветия. Цветки редко образуются поодиночке. Обычно они собраны в более-менее компактные группы — соцветия. Соцветия могут быть простые и сложные. Простые соцветия имеют только главную ось. Сложные соцветия помимо главной оси имеют и боковые оси, на которых и расположены цветки.
Число цветков в соцветиях самое разное, как и размеры соцветий. Самые крупные соцветия у пальм и агав — до десятков тысяч цветков и 14 м в длину.
ОПЫЛЕНИЕ И ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
Опыление — перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестиков. Различают следующие виды опыления.
Перекрестное опыление — перенос пыльцы с тычинок одного цветка на рыльца пестиков другого. В умеренных широтах оно происходит посредством ветра или насекомых-опылителей. Последних привлекает пыльца и сладкий сок — нектар. Признаки цветков насекомоопыляемых растений: обоепол ость цветков; крупные размеры цветков или крупные заметные соцветия, иногда сами похожие на цветки (васильки, ромашки); яркая окраска околоцветника; клейкая пыльца; крупные размеры пыльцевых зерен; сильный запах.
Запах особенно важен для привлечения насекомых, он ощущается ими иногда на расстоянии в несколько километров. Часто насекомых привлекают запахи, для нас совершенно неприятные (тухлой рыбы, навоза).
Одни цветки посещаются самыми разнообразными насекомыми, другие — немногими, иногда даже одним видом. Есть определенная приуроченность групп насекомых к типам цветков. Мухи посещают цветки в компактных соцветиях с открыто расположенными нектарниками. Шмели — неправильные, часто двугубые цветки с нектаром в основании не очень длинной трубки венчика. Бабочки опыляют правильные сростнолепестные цветки с сильным ароматом. Трубка венчика иногда очень длинная, но хоботки у бабочек могут достигать 10 и даже 20 см.
Признаки цветков ветроопыляемых растений: мелкие размеры; невзрачный, часто простой околоцветник; нередко раздельнополые цветки; отсутствие запаха; мелкая сухая пыльца. Ветроопыляемые растения часто растут большими скоплениями (березовые рощи, заросли тростника).
Самоопыление очень распространено у культурных растений. Для дикорастущих оно очень важно как резерв опыления (например, идут дожди — насекомые не летают).
Искусственное опыление осуществляется человеком, во-первых, для выведения новых сортов, во-вторых, для повышения урожая. Например: кукуруза — ветроопыляемое однодомное растение. Мужские цветки в соцветиях в метелках, женские — в початках. В безветренную погоду пыльца осыпается, поэтому полезно собирать пыльцу, а затем наносить на рыльца женских цветков.
Оплодотворение. Пылинки (пыльцевые зерна) образуются в большом количестве внутри пыльников. Когда они вскрываются, пыльцевые зерна освобождаются и могут попасть на рыльца пестиков. Пылинки очень разнообразны по размерам (самые крупные 0,5 мм в диаметре), форме, строению поверхности. Каждому виду растений свойственны свои пыльцевые зерна. Детально изучив пыльцу, ученые могут сказать, к какому растению она относится, но это можно выяснить лишь с помощью очень сильных микроскопов и специальных методов обработки пыльцы.
На рыльце пестика пыльца прорастает, образуя длинные и тонкие пыльцевые трубки. Они растут по направлению к семязачаткам, которые находятся в завязи.
Снаружи семязачатка находятся покровы из нескольких слоев клеток. Внутри расположен зародышевый мешок из нескольких клеток. Одна из них — женская гамета — яйцеклетка, другая, в центре зародышевого мешка, — центральная клетка.
На переднем конце пыльцевой трубки имеются две мужские гаметы — спермин. Сами двигаться они не могут, а продвигаются к зародышевому мешку благодаря росту пыльцевой трубки. Она проникает в зародышевый мешок через канал в покровах — через пыльцевход. Затем происходит двойное оплодотворение:
1-й спермий + яйцеклетка – зигота -> зародыш
2-й спермий + центральная клетка —> эндосперм
Таким образом, эндосперм у цветковых растений возникает после оплодотворения, а не до него, как у голосеменных.
Семязачаток превращается в семя, которое состоит из следующих частей: семенная кожура, возникшая из покровов семязачатка; эндосперм, появившийся после слияния центральной клетки с одним из спермиев; зародыш, сформировавшийся из зиготы. Из стенки завязи образуется стенка плода, называемая околоплодник.
Двойное оплодотворение (открыл его С. Г. Навашин в 1898 г.) происходит только у цветковых растений.
ПЛОД — ГЕНЕРАТИВНЫЙ ОРГАН
Плоды могут быть односемянные и многосемянные, сочные и сухие. Обычно вскрываются сухие многосемянные плоды, а остальные не вскрываются. Назовем основные типы плодов.
Костянка — сочный односемянный плод с тремя слоями околоплодника: наружный — кожица, средний — сочная мякоть, внутренний — косточка; внутри плода находится семя (примеры: вишня, слива, персик).
Ягода — многосемянный или односемянный плод с сочной мякотью, но без косточек (могут быть только семена с твердой кожурой). Примеры: помидор, виноград.
Яблоко — многосемянный плод с сочной мякотью, в котором принимают участие кроме завязи другие части цветка (яблоня, груша, рябина).
Тыквина — сочный, многосемянный плод, с толстым кожистым наружным слоем околоплодника. К тыквинам принадлежат сочные крупные плоды, достигающие нескольких десятков килограммов (тыква, огурец, дыня, арбуз).
Боб — сухой многосемянный плод, без перегородки внутри, вскрывающийся двумя створками (горох, бобы, соя).
Стручок — сухой многосемянный плод, с перегородкой внутри, вскрывающийся двумя створками (например, капуста, горчица).
Коробочка — сухой многосемянный плод, вскрывающийся дырочками, несколькими створками, зубчиками, крышкой (например, мак, тюльпан, гвоздика).
Зерновка — сухой односемянный плод, с тонким околоплодником, срастающимся с семенной кожурой (например, рожь, пшеница, кукуруза).
Семянка — сухой односемянный плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с семенной кожурой (например, подсолнечник, одуванчик).
Орех — сухой односемянный плод с очень твердым околоплодником (например, орешник, липа).
Желудь — сухой односемянный плод с более мягким кожистым околоплодником (например,дуб).
Плоды и семена распространяются следующим образом:
– по воде (кокосовая пальма, различные водные растения);
– по воздуху (плоды березы, клена, ясеня имеют крылышки; плоды одуванчика, бодяка снабжены летучками из волосков);
– посредством животных (сочные плоды с яркой окраской поедаются птицами, а семена, защищенные кожурой, не перевариваются и выбрасываются с пометом); сухие тяжелые плоды (орехи, желуди, каштаны) перетаскиваются белками, бурундуками, которые ими питаются; сухие плоды с прицепками, как череда, гравилат, цепляются к шерсти животных и к одежде человека; семена с сочными придатками активно распространяются муравьями (например, чистотел, кислица);саморазбрасыванием (так называемые плоды баллисты активно разбрасывают семена, как бы стреляют семенами: недотрога, бешеный огурец, желтая акация).
Морфобиологические особенности гороха
Морфологическое строение гороха
Горох (Pisum sativum L.) – однолетнее растение.
Корневая система гороха стержневая, хорошо разветвленная, проникает вглубь до 1 м, но основная масса корней расположена в пахотном слое. Стебель – полегающий четырехгранный, полый, без опушения, покрыт (как и листья) восковым налетом, высота его 60-100 см (до 215 и более). Интенсивно растет стебель от начала бутонизации до налива семян. Листья с крупными прилистниками и 1-3-мя парами листочков и разветвленным усиком (у усатых сортов все листочки превращены в усики) хорошо цепляются за опору. Усатые и штамбовые сорта, а также посевы гороха совместно с поддерживающей культурой (овес, рапс, горчица и др.) более устойчивы к полеганию [4].
Биологические требования
Горох – самоопылитель. Соцветие его – 1-2 цветка в пазухах листьев. Цветки белые, у пелюшки – красные. Плод – боб с 3-10-ю семенами. Створки плодов бывают с кожисто-волокнистым (пергаментным) слоем у лущильной или без него – у сахарной группы сортов.
Семена (горошины) различной величины (масса 1000 шт. от 100 до 450 г), окраски (желтая, розовая, зеленая и др.) и формы (округлая, мозговая остроугловатая и др.). Семена, имеющие массу 1000 шт. более 250 г, считаются крупными, 150-250 – средними и менее 150 – мелкими.
Горох малотребователен к теплу, холодостоек. Семена его могут прорастать при 1-2°С. Всходы его выдерживают заморозки до 6-8°С.
Более устойчив к заморозкам горох-пелюшка [3].
К влаге, горох, среднетребователен. Транспирационный коэффициент его 400-589. Он менее засухоустойчив, чем нут, чина или чечевица, но заметно превосходит в этом бобы, вику и люпин. Довольно устойчив к весенней засухе до бутонизации, но очень чувствителен к засухе в период бутонизации-плодообразования.
К почвам высокотребователен. Удается на высокоплодородных “пшеничных” среднесвязных, богатых известью и влагой черноземных, серых лесных, окультуренных дерново-подзолистых почвах, имеющих рН 6-7. Не пригодны для него тяжелые смытые, а также песчаные, засоленные почвы.
Горох – светолюбивое растение длинного дня. Вегетационный период его колеблется от 70 до 120 дней, он более скороспел, чем другие зернобобовые культуры.
Клубеньки на корнях появляются через 1-1, 5 недели после всходов,
максимум их количества наблюдается в фазу бутонизации начала цветения.
Основные опасные вредители гороха: гороховая зерновка, гороховая плодожорка, гороховая тля; вредоносные болезни: аскохитоз, мучнистая роса, фузариоз и ржавчина [3].
Фазы роста, этапы органогенеза
Знание фенофаз необходимо для агроконтроля за ростом и развитием растений, за формированием их продуктивности и для своевременного выполнения ряда агроприемов. У зерновых бобовых культур отмечают следующие фенофазы: прорастание семян, всходы, стеблевание и ветвление, бутонизация, цветение; образование бобов, созревание, полная спелость.
Фаза прорастания семян и становления проростка происходит от набухания до появления проростка на поверхности почвы. Через 4-5 дней после посева проводят довсходовое боронование зерновых бобовых, не выносящих семядоли из почвы.
Фаза всходов у культур не выносящих семядоли отмечают при появлении на поверхности почвы первого листа (при появлении 3-4 листьев боронуют всходы гороха, чины, кормовых бобов и др. , а всходы фасоли, сои, люпинов – при раскрытии и позеленении семядолей.
Фаза стеблевания и ветвления – рост стебля и образование боковых побегов на нем (ветвление усиливается при удалении или повреждении точки роста главного стебля).
Фаза бутонизации отмечается при появлении одиночных бутонов или в начале закладки соцветия. В пазухах листьев и его ветвях закладываются последовательно снизу вверх. У люпинов соцветие формируется на верхушках стеблей. У гороха в эту фазу образуются листья с двумя парами листочков.
Фаза цветения отмечается при раскрытии лепестков в нижних цветках. У гороха во время цветения образуются листья с тремя парами листочков.
Фаза образования бобов идет в том же порядке, что и формирование бутонов, цветков и соцветий. Когда у гороха появляются “лопатки” (плоские бобы) на нижних плодовых ярусах, в средних ярусах наблюдается цветшие, а в верхних – бутонизация.
Фаза созревания – пожелтение бобов у гороха, чечевицы, нута, вики яровой или побурение (почернение) первых нижних бобов у кормовых бобов, вики озимой, пелюшки, сои и люпинов. Средняя влажность семян со всего растения при созревании составляет 40-20%, они легко режутся ногтем. Как только этой фазы достигнет 50-75% бобов (в том числе Ф-10% засохших с сухими семенами), начинается раздельная уборка.
Фаза полной спелости наступает при созревании 97-100% бобов на растениях (в т. ч. 80-85% засохших). В это время проводят прямое комбайнирование и подбор валков (средняя влажность семян составляет 19-14%, от нажатия на них ногтем остаются мелкая вмятина и блестящий след). Даты наступления фенологических фаз записывают в журнал [3].
Сорта. Госреестром селекционных достижений России 1996 г. допущено к использованию в производстве 90 сортов гороха, из них 15 – в ЦЧР. Наименования и краткие хозяйственно-биологические характеристики их следующие.
Аист (ВНИИ ЗБККД985 г.) – раннеспелый кормовой сорт. Высота растений 110-200 см. Урожайность 18, 2-45, 2 ц/га семян. Масса 1000 семян 159-198 г. Содержит сырого протеина в сухом веществе зеленой массы 21, 1-24, 9 %. Аскохитозом и корневой гнилью поражается выше среднего, как и стандарт.
Богатырь чешский, var. vulgare, – среднеспелый ценный по качеству семян сорт. Семена желто-розовые со светлым рубчиком. Масса 1000 семян 178-299 г, белковость 22, 7-23, 8 %. Выше среднего поражается корневой гнилью, аскохитозом. Повреждается тлей, брухусом и гороховым комариком [4].
Этапы органогенеза [6]:
1 этап органогенеза побегов, развивающихся из семени, характеризуется формированием конуса нарастания почечки зародыша, он завершается прорастанием. У пазушных побегов он начинается с появления вторичного меристематического бугорка пазухе прилистника, заканчивается развертыванием первого листа почки. Все основные физиологические функции осуществляются зародышевыми органами. Способ питания в основном гетеротрофный за счет запасных питательных веществ семени. С момента укоренения и появления всходов наблюдается смешанное питание — гетеротрофное и автотрофное. Длится этот этап 4 –7 дней.
2 этап соответствующий фазе всходов, характеризуется интенсивным формированием органов: у основания конуса нарастания образуются, кроме зародышевых листьев, настоящие стеблевые листья и междоузлия стебля. В пазухах листьев закладываются боковые почки. Верхушечная почка побега плотно закрыта прилистниками верхнего, еще неразвернувшегося листа растения.
У гороха, имеющего не верхушечные, а боковые (пазушные) соцветия, процессы заложения и роста междоузлий идут одновременно. Верхушечный конус нарастания главного и боковых побегов почти -в течение всего онтогенеза находится на 2 этапе органогенеза. Генеративные же органы (соцветия, цветки) развиваются из конусов пазушных ‘почек, что характерно для растений с индетерминантным типом роста стебля.
Почки, не тронувшиеся в рост, уже имеют определенное число зачаточных листьев, характеризующих их емкость. Этот признак изменяется в онтогенезе, увеличиваясь до 8 – 9 этапов, после чего начинает уменьшаться,
Особенностями, 2 этапа органогенеза определяется габитус растения, от его продолжительности в значительной степени зависит быстрота перехода к генеративному развитию. Поэтому продолжительностью этого этапа обусловливается длительность вегетационного периода. У среднеспелых сортов длительность этого этапа была в более засушливом году 6-6 дней, у позднеспелых — 15-29 дней; в более благоприятном по увлажнению году 2 этап длился 5-10 дней у среднеспелых и 19-32 дня у позднеспелых сортов.
3 этап характеризуется образованием боковых конусов нарастания осей второго порядка у основания увеличившегося верхушечного конуса нарастания. В результате последующей дифференциации их формируются оси соцветия. У гороха соцветие обычно 1-2-цветковое, поэтому 3 этап бывает трудно отделить от следующего этапа. Длительность 3 этапа в зависимости от сорта 1-6 дней в более засушливом и 1-9 дней в более влажном году.
4 этап отличается формированием генеративной сферы растения. В силу малоцветковости соцветия гороха 3 и 4 этапы проходят быстро и почти одновременно. Генеративная сфера гороха (плодущие узлы) отличается от вегетативной только тем, что в пазухах листьев образуются не вегетативные побеги, а соцветия. Верхушечный же конус продолжает формировать новые листья и в их пазухах генеративные почки.
Среднеспелые сорта вступают в этот этап при 5-6 листьях, а позднеспелые — при 10-12.
5 этап органогенеза заключается в превращении цветочных бугорков в цветки. Можно вычленить 3 подэтапа: Vo — заложение чашелистиков, средняя часть бугорка еще гладкая, недифференцированная; Vi — заложение и рост тычинок, пестика, лепестков, но цветок еще открыт; V2 — усиленный рост чашелистиков, благодаря чему цветок полностью закрывается ими (это зеленый бутон, скрытый в листьях почечки), продолжается дальнейшая дифференциация тычинок и пестика, края плодолистика еще не сросшиеся. В завязи пестика начинают закладываться семяпочки. В конце подэтапа в пыльниках и семяпочках образуется археспориальная ткань (фаза закрытой бутонизации).
6 этап органогенеза определяют по пыльце: в пыльниках происходит формирование тетрад и затем одноядерной пыльцы (образование микроспор). По данным Г. А. Дмитриевой (1968), бутоны гороха из среднеевропейской агроэкологической группы на V2 подэтапе в зависимости от сорта имеют в среднем размеры от 2, 08 до 2, 50 мм, в начале 6 этапа — от 4, 34 до 4, 6 мм, а в конце его — от 6, 16 до 7 мм.
Величина лепестков этих сортов на 6 этапе еще не превышает длину тычинок и ‘пестика, хотя уже начинают дифференцироваться парус, крылья и лодочка. Тычиночные нити первого круга (наружного) длиннее пыльников, а нити второго (внутреннего) короче. Пестик прямой, завязь и столбик с рыльцем (морфологически обособлены друг от друга. Края плодолистиков уже сросшиеся, пестик длиннее тычинок и лепестков. Прилистники начинают раскрываться быстрее, чем листья, поэтому верхушечная почка становится более рыхлой.
7 этап характерен формированием мужского и женского гаметофита. Пыльца на этом этапе двухъядерная. Происходит усиленный рост всех органов цветка, прежде всего тычиночной трубки и элементов венчика. Хорошо выражены различия лепестков по величине и форме. Пестик в месте соединения столбика с завязью начинает изгибаться. На рыльце появляются волоски».
8 этап органогенеза соответствует «бутонизации» Венчик выступает за края чашечки больше, чем наполовину. Лепестки ‘приобретают свойственную сорту окраску. В конце этого этапа пыльники лопаются, происходит самоопыление. Пыльца двухъядерная. Завязь со столбиком образуют угол (прямой или тупой), тычиночные нити изогнуты под тем же углом.
9 этап совпадает с фазой цветения. Оплодотворение уже произошло, завязь усиленно растет. На этом этапе можно выявить возможности потенциальной продуктивности ‘(число плодущих узлов, число цветков на плодущий узел).
10 этап характеризуется ростом створок боба в длину и ширину, плод достигает фазы плоского боба («лопатки»). Одновременно формируются органы зародыша семени.
Длительность 5–10 этапов органогенеза в зависимости от сорта 12–26 дней при недостаточной влагообеспеченности и 14–29 дней при более благоприятном увлажнении.
11 этап отличается интенсивным притоком пластических веществ из околоплодника в семядоли, в результате/ чего семена значительно увеличиваются в размере а стенки плода становятся более тонкими и менее сочными.
12 этап совпадает с фазой созревания (3-я фаза налива семян), к концу его размер семян уменьшается, створки боба становятся кожистыми. В этот период завершается отток пластических веществ в семядоли из створок боба, семенной кожуры и вегетативных органов растения, протекают биохимические процессы, ведущие к превращению более простых низкомолекулярных веществ в сложные запасные. Однолетнее растение отмирает, подготовив следующее поколение — зрелые семена с зародышем. Это является концом онтогенеза растения и одновременно началом следующего поколения [6].
Цветок
Цветок представляет собой укороченный видоизмененный побег покрытосеменных растений, специализированный для образования спор и гамет, а также для осуществления полового процесса, результатом которого является развитие плода с семенами.
Строение цветка
Приступим к классификации частей цветка. Цветок состоит из:
- Стеблевой части, в которой выделяется:
- Цветоножка – разветвление стебля, на котором расположен цветок
- Цветоложе – расширенная верхняя часть цветоножки, от которой отходят чашелистики, лепестки, тычинки, пестики
- Листовой части, которая подразделяется на:
- Чашелистики – видоизмененные листья, составляющие чашечку листа
- Лепестки – внутренние видоизмененные листья, составляющие венчик листа
Отметим, что в ботанике есть такое понятие как околоцветник: так называют внешнюю часть цветка, окружающую репродуктивные органы. Обычно околоцветник состоит из внешнего кольца чашелистиков (чашечка) и внутреннего кольца лепестков (венчик).
- Генеративной части, включающей в себя:
- Тычинки – мужской половой орган цветка, состоящий из тычиночной нити и пыльника, в гнездах которого образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно содержит вегетативную клетку и 2 спермия.
- Пестик – основная расположенная в центре часть цветка, является женским половым органом.
Состоит из завязи – нижней утолщенной части пестика, из которой в дальнейшем образуется плод, столбика – центральной части пестика между завязью и рыльцем, и самого рыльца – широкой верхней части пестика, на которую попадает пыльца.
В завязи пестика формируются семязачатки, которые после опыления и оплодотворения образуют семена. Выделяют цветки с верхней завязью – картофель, горох, редька, гвоздика и с нижней завязью – у огурцов, колокольчиков, подсолнечника. Верхняя завязь свободная, ее легко выделить из цветка. Выделить нижнюю завязь, не повредив цветок, значительно труднее, так как она срастается с тычинками, листами околоцветника и даже с цветоложем (у огурца).
Особо отметьте наличие в цветке нектарников (медовиков). Они привлекают насекомых-опылителей, выделяя нектар – сахаристый сок с характерным запахом. При попытке собрать нектар насекомые сотрясают генеративную часть цветка, рассыпая пыльцу на себя, на рыльце пестика (благодаря чему происходит опыление) и на другие части цветка. Сами насекомые служат опылителями, перенося на тельце и конечностях пыльцу с одних цветков на другие.
Околоцветник
Вместе чашелистики и лепестки составляют околоцветник. Околоцветник цветка бывает двойным и простым. Двойной околоцветник включает в себя чашечку и венчик, имеется у яблони, гороха, картофеля. Если околоцветник не разделен на чашечку и венчик, то его называют простым. Простой околоцветник состоит из листочков, характерен для лука, дуба, березы, тюльпана и ландыша. У некоторых растений околоцветник отсутствует, их цветки называются “голые” : у тополя, вербы.
Чашечка
Чашечка – наружная часть околоцветника, образованная чашелистиками. Строение чашечки у разных растений отличается. Выделяют:
- Раздельнолистную чашечку – состоит из разделенных между собой чашелистиков: у дикой редьки, земляники
- Сростнолистная чашечка – чашелистики сращены между собой: у гвоздики, гороха
Венчик
Венчик – внутренняя часть двойного околоцветника, образованная лепестками и обычно ярко окрашенная. Строение венчика может быть разным. Венчик может быть:
- Свободнолепестный – лепестки венчика разделены между собой
- Спайнолепестный – лепестки венчика срастаются друг с другом
В дальнейшем по мере изучения семейств покрытосеменных мы изучим формулы цветков. Запомните сейчас, что в случае, если любые части цветка срастаются между собой, то в формуле цветка их число берется в скобки.
Симметрия цветка
Исходя из особенностей симметрии цветка их подразделяют на:
- Правильные (актиноморфные), через которые можно провести множество плоскостей симметрии. Правильные цветки имеются у гвоздики, лилии, огурцов. В формуле такие цветки обозначаются знаком *
- Неправильные (зигоморфные), такие цветки имеют только одну плоскость симметрии. Цветки такого типа есть у гороха, шалфея, львиного зева. В формуле такой цветок обозначается знаком ↑
Однодомные и двудомные растения
Обоеполые цветки имеют и тычинки, и пестики в одном цветке. Однако есть растения, у которых тычинки и пестики расположены на разных цветках. У таких растений на цветке находятся либо тычинки (тычиночные цветки) – мужские цветки, либо пестики (пестичные) – женские цветки. В зависимости от расположения мужских и женских цветков эти растения делятся на:
- Однодомные – у них и мужские, и женские цветки расположены на одном и том же растении: у кукурузы, березы, тыквы.
- Двудомные – имеют и женские, и мужские цветки, расположенные на разных растениях: у тополя, конопли, вербы.
Поделюсь своей собственной ассоциацией, чтобы вы успешно запомнили эти понятия. Вообразите, что в гости к зажиточным хозяевам приехало большое количество гостей. Богатые хозяева построили на участке два дома, и у них есть возможность разделить всех гостей, так что мужчины отделяются от женщин и идут в разные дома (“двудомные растения”). В случае если хозяева оказались менее богаты, то у них только один дом, так что гостям и мужского, и женского пола придется искать место для ночевки в одном доме (“однодомные растения”).
Семязачаток
Также называется семяпочкой. Представляет собой образующийся в завязи многоклеточный орган, из которого развивается семя. Ткани завязи образуют выступ (вырост), называющийся плацента, которым семязачаток крепится внутри завязи. С помощью семяножки семязачаток сообщается с плацентой.
В семязачатке происходит процесс мегаспорогенеза, на которых мы остановимся подробнее:
- Мегаспорогенез
Процесс локализуется в нуцеллусе, называющимся мегаспорангием. Мегаспора (материнская клетка) начинает делиться мейозом, и, что предсказуемо, получается четыре клетки – четыре гаплоидные мегаспоры. Из них три отмирают, выживает только одна, приближенная к халазе – ткани, где соединяются интегумент и нуцеллус.
Запомните, что из мегаспоры развивается женский гаметофит – зародышевый мешок. Гаметофит у растений это гаплоидная многоклеточная фаза в цикле развития, которая чередуется со спорофитом – диплоидной фазой.
Ядро мегаспоры трижды делится эндомитозом (удвоение числа хромосом внутри ядерной оболочки, без разрушения ядрышка и без образования нитей веретена деления). В результате образуется 8 ядер, по 4 ядра у каждого полюса зародышевого мешка. На этой восьмиядерной стадии деление ядра женского гаметофита окончено.
От каждого из двух полюсов в центр зародышевого мешка направляется по одному ядру, так называемые – полярные ядра. Таким образом, у полюсов зародышевого мешка их остается по три. Две клетки в центре сливаются и образуют центральную клетку, диплоидного (2n) набора хромосом. На микропилярном полюсе зародышевого мешка одна наиболее крупная клетка превращается в зиготу, а две других становятся вспомогательными клетками – синергидами, короткоживущими клетками. Вместе яйцеклетка и синергиды образуют яйцевой аппарат.
Локализуется в микроспорангиях – гнездах пыльника. Диплоидная материнская клетка делится мейозом, в результате образуется четыре микроспоры с гаплоидным набором хромосом. Каждая из микроспор делится митозом, в результате получаются две клетки: крупная вегетативная и более мелкая генеративная – эти две клетки и составляют пыльцевое зерно (пыльцу). Пыльцевое зерно состоит из двух оболочек – интины (внутренней) и экзины (наружной).
Важно отметить, что в пыльцевом зерне к моменту оплодотворения или после него развиваются мужские половые клетки – спермии (или сперматозоиды), необходимые для процесса оплодотворения. Запомните, мужской гаметофит семенного растения – пыльцевое зерно.
Опыление
Опыление – процесс переноса пыльцы с пыльников на рыльце пестика (у цветковых растений) или на семязачаток (у голосеменных). В изучении любой темы важным аспектом является классификация. Выделяют два типа опыления:
- Самоопыление
Самоопыление это опыление в пределах одной и той же особи, возможны : гейтоногамия (от греч. géitōn сосед и gámos брак), или автогамия, в пределах одного цветка ( от др.-греч. αὐτός — «сам» и γάμος — «брак»). Самоопыление помогает выживать растениям в неблагоприятных условиях окружающей среды, на отдаленных от суши островах, в тундре – когда затруднено или невозможно перекрестное опыление.
Перенос пыльцы из пыльника цветка одного растения на рыльце пестика другого растения. Отметим искусственное опыление, которое сознательно осуществляет человек для повышения урожайности или выведения новых сортов. Осуществляется с помощью воды, ветра и животных. Здесь необходимо ввести новые термины:
- Ветроопыляемые растения
Такие растения имеют следующие характерные черты: у них мелкие цветки, невзрачный околоцветник, цветки лишены нектарников (то есть запах у цветов отсутствует). Ветроопыляемые растения обычно растут большими скоплениями (заросли тростника, березовые рощи), зацветают до появления листьев. Тычинки располагаются у них на длинных, свисающих нитях. Пыльцы очень много, она мелкая, сухая.
Пыльцевые зерна благодаря наличию воздушных мешков могут перемещаться на большие расстояния, достигающие десятков километров: 30-35 км у березы, у ольхи до 400 км.
Эти растения отличают крупные цветки, мелкие – собраны в соцветия. Имеют нектарники и характерный запах (аромат), особенно важный для привлечения насекомых. Пыльцы мало, она крупная, тяжелая, клейкая. Ее внешний слой (экзина) часто покрыт различными приспособлениями, которые помогают зацепится за насекомых: бугорки, шипы, гребешки.
Теперь вы точно знаете, почему именно насекомооплыяемые растения стоит дарить прекрасным девушкам, а не ветроопыляемые (на первом свидании точно лучше подстраховаться насекомооплыяемыми, хотя если вы хотите удивить – вперед в березовую рощу 😉
Оплодотворение
Оплодотворение – слияние спермия, сперматозоида (мужской половой клетки) с яйцом, яйцеклеткой (женской половой клеткой), приводящее к образованию зиготы. Тем или иным способом пыльца (пыльцевое зерно) оказывается на рыльце пестика. Вегетативная клетка начинает прорастать в ткани пестика, растворяя их, формирует пыльцевую трубку. Из генеративной клетки образуются два спермия.
Пыльцевая трубка прорастает до зародышевого мешка, благодаря чему спермии достигают яйцеклетки. Далее у цветковых растений происходит уникальное явление, открытое С.Г. Навашиным – двойное оплодотворение. Как вы помните, из генеративной клетки образовалось два спермия. Суть двойного оплодотворения заключается в том, что один из спермиев сливается с яйцеклеткой (оплодотворяет ее) с образованием зиготы (диплоидна), из которой развивается зародыш. Второй спермий сливается с центральной клеткой (эта клетка к моменту слияния уже диплоидна) с образованием эндосперма (триплоиден) – запасного питательного вещества.
После оплодотворения с течением времени из семязачатков образуются семена. Из интегумента семязачатка (от лат. integumentum — покрывало, покров) образуется семенная кожура. Околоплодник формируется из стенок завязи пестика.
Соцветия
Цветки, особенно у насекомооплыемых растений, редко расположены по одиночке. Чаще всего цветки образуют скопления – соцветия. Соцветие – часть годичного побега растения, несущая цветки и видоизмененные прицветные листья, в пазухах которых и располагаются цветки или соцветия.
Этот раздел мы также изучим с помощью классификации. Соцветия подразделяются на:
- Простые
Простыми называют соцветия с одной осью – главной, на которой расположены цветки. К простым соцветиям относятся:
- Кисть – цветки поочередно крепятся к неразветвленной удлиненной главной оси. Имеется у ландыша, черемухи.
Сложными называют соцветия, у которых на главной оси расположены не цветки, а частные (парциальные) соцветия.
- Метелка – по-другому называется – сложная кисть. Главная ось ветвится, от нее отходят оси боковые, на которых расположены цветки – у сирени, или колоски: у овса, риса, просо.
©Беллевич Юрий Сергеевич
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Загрузка...