История эколого-физиологических исследований засухо- и жароустойчивости растений

• Автор: Гудсков, Николай Львович
• Шифр специальности: 07.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 242 c. : ил

1.1. Предпосылки возникновения учения о засухоустойчивости растений

1.2. Возникновение экологии растений и оформление первой концепции засухоустойчивости .

1.3. Развитие учения о засухоустойчивости

в е е г.г.

1.4. Изменение взглядов на засухоустойчивость

в е е г.г.

1.5. Изучение засухоустойчивости растений

в е е г.г.

1.6. К истории проблемы классификации засухоустойчивости .

ГЛАВА 2. ИСТОШЯ ИЗУЧЕНИЯ ЖАРОУСТОЙЧИВОСТИ ТЕПЛОУСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ

ГЛАВА 3. РАЗВИТИЕ ИЗУЧЕНИЯ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИХ АДАПТАЦИЙ

К ЗАСУХЕ И ПОВЫШЕННЫМ ТЕМПЕРАТУРАМ
3.1. История изучения суккулентов
3.2. Открытие С4ПУТИ ассимиляции углерода .
ГЛАВА 4. ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ И ИЗУЧЕНИЯ КРИТИЧЕСКИХ
ПЕРИОДОВ У РАСТЕНИЙ ПО ОТНОШЕНИЮ К ВОДЕ.
4.1. Открытие критических периодов и первый этап их изучения.
4.2. Познание сущности критических периодов .
4.3. Исследования по физиологии критических
периодов в е е г.г.
4.4. Критические периоды и принцип, рекапитуляции.
4.5. Критические периоды и половые различия в устойчивости .
стр.
4.6.Критические периоды как общебиологическое
явление
ГЛАВА 5. РАЗВИТИЕ ИЗУЧЕНИЯ ЗАШИВАНИЯ РАСТЕНИЙ К
ЗАСУХЕ И ВЫСОКИМ ТЕМПЕРАТУРАМ ИЗ
5.1. Развитие учения о закаливании растений
к засухе .
5.2. Другие пути повышения засухоустойчивости растений в онтогенезе .
5.3. Развитие учения о тепловой закалке
5.4. Закаливание к неблагоприятным факторам
среды как общебиологические явление
ГЛАВА 6. ПРОБЛЕМА СПЕЦИФИЧЕСКОЙ И НЕСПЕВДФИЧЕСКОЙ
УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ
6.1. Общие замечания.
6.2. Развитие концепций единой и специфической устойчивости
6.3. Системный подход к проблеме специфической
и неспецифической устойчивости .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ИЛЛЮСТРАЦИИ.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Засухи,часто сопровождающиеся высокими температурами один из важнейших факторов,снижающих продуктивность сельского хозяйства. Аридные и полуаридные зоны пустыни и полупустыни занимают до суши, только в СССР на них приходится не менее 0 млн.га см. ВальтерД8 За лета ев, . Но и в зонах, в среднем достаточно увлажненных,сельское хозяйство периодически страдает от засух. Поэтому изучение засух, их влияния на растения, поиски мер борьбы с ниш давно привлекает ученых многих специальностей метеорологов,гидрогеологов,почвоведов,агрономов,селекционеров, экологов,физиологов и биохимиков растений. Борьба с засухами, сохранение и увеличение урожайности растений вопреки их действию одна из важнейших задач,стоящих перед нашей страной в настоящее время. Успех выполнения Продовольственной программы будет невозможен, если не будет снижено влияние засух на культурные растения.
Это снова подчеркнул К.У.Черненко в речи на Октябрьском г. Пленуме ЦК КПСС.
Один из магистральных путей борьбы с засухами увеличение засухоустойчивости растений. Засухоустойчивостью называют способность растений успешно противостоять тому или иному типу засухи,мало снижая продуцируемое количество и качество плодов и семян, а также развитие вегетативных органов. Засухоустойчивость определяется генетическими особенностями растения, она может различаться у растений с одинаковым генотипом по отношению к засухам различного типа,на разных этапах онтогенеза, в зависимости от действия на них до или во время засухи различных факторов среды я т.п. Таким образом засухоустойчивость сложное свойство растительного организма. Поскольку засухи чаще всего сопровождаются повышенными температурами, засухоустойчивость принято считать состоящей из двух компо
нентов способности противостоять обезвоживанию собственно засухоустойчивости и перегреву жароустойчивости Генкель,, .
Центральное место среди всех наук,изучающих засухоустойчивость, занимает экологическая физиология растений,поскольку ее предметом является само растение во взаимодействии с факторами окружающей среды. Эта область науки находится на границе между экологией и физиологией растений,частично входя в состав обеих научных дисциплин. К ней относится и вся область так называемой протоплазматической в1еЪ1 , или цитоэкологии растений,поскольку она изучает влияние факторов среды на физиологию растительной клетки.Экофизиологи, пользуются разнообразными полевыми и лабораторными методами исследований, в их распоряжения в настоящее время имеются такие сложные технические сооружения, как фитотроны станция искусственного климата. Работа селекционеров,агрономов
и других специалистов,занимающихся повышением урожайности растений, в том числе и в условиях засухи,невозможна без данных,полученных экологами и физиологам растений и зависят от их успехов.
Для дальнейшего успешного развития экологофизиологических исследований засухо я жароустойчивости растений нужно знать и особенности и закономерности их предшествующего развития. Поэтому обращение йтистории становления я развития представляется весьма актуальным.
Цель работы состояла в следующем
I проследить историю основных аспектов изучения засухо и
Советские ученые и ученые большинства европейских стран включают в состав экологии растений только аутэкологиюШенников, Горыпшна, ЬагсНег ,. Английские и американские ученые включают в ее состав и сянэкологию,которая в Европейских странах составляет предмет особой науки геоботаникифитоценологии.
жароустойчивости растений
2 выявить узловые моменты и тенденции развития этого научного направления
3 показать взаимную связь в развитии изучения засухоустойчивости растений и некоторых общебиологических проблем
4 построить периодизацию истории изучения засухо и жароустойчивости растений
5 показать роль русских и советских ученых в развитии этого научного направления.
Необходимо отметить,что литература по засухо и жароустойчивости растений огромна. При написании диссертации одной из сложных задач был отбор материала,поскольку,при ограниченном объеме работы,учесть всю ее не представляется возможным.Поэтому в ней анализируются лишь основные результаты исследований и теоретические концепции, возникшие при развитии этого научного направления и составляющие его основу.
История развития методов исследования,благодаря которым был возможен прогресс исследований в этой области, и практических приложений результатов исследований в сельском хозяйстве в работе специально не рассматриваются, поскольку первое относится в большей степени к истории физиологии растений в целом, а второе к истории агрономия. В диссертации также не рассматривается развитие в некоторых областях исследования,пограничных между изучением засухоустойчивости и другими разделами физиологии растений физиологии минерального питания,фиксации атмосферного азота,устьичных движений и т.п., т.к. они представляют больший интерес для истории развития этих, а не рассматриваемого направления. В работе не ставилось целью также подробно рассмотреть историю изучения отдельных экологических групп засухо и жароустойчивых растений,по
скольку это лежит вне основной ее задачи проанализировать развитие магистральных путей изучения засухо и жароустойчивости.
Литература


А.Тимирязев вопросами водного режима не занимался, в этой лекции он сумел в популярной форме обобщить данные,накопленные к тому времени. Он, вероятно, впервые поставил вопрос о способах борьбы с засухой самого растения с точки зрения применения этих знаний в земледелия. При этом Тимирязев сформулировал несколько новых важных положений. Первое представление об организационной и расхожей воде, т. Второе четкая формулировка того обстоятельства, которое уже в наше время О. Штокер , назвал воднофотосянтетическим синдромом. Опираясь на вывод С. Швенденера о том, что через устьица одновременно происходит как выход водяного пара, так и поступление в растение углекислоты, он заключил, что растению приходится пролегать свой жизненный путь между Сциллой и Харибдой голода и жажды. Наличие же транспирации он считал неизбежным физическим злом, а все приспособления засухоустойчивых растений как направленные на ее ограничение. Эта работа благодаря четкой постановке вопросов и авторитету автора получила очень широкую известность и в течение долгого времени являлась почти единственным источником, из которого широкие круги русских агроно
мов черпали свои сведения по водному режиму и засухоустойчивости растенийМаксимов, , с. Однако необходимо учитывать, что Тимирязев по разным причинам подал часть материала в этой работе чересчур упрощенно, и некоторые данные, полученные наукой, в том числе русскими учеными, к тому времени, он не учел например,о влиянии света на движение устьиц. Однако, помимо самых общих задач для селекции засухоустойчивых форм, он ограничился лишь указанием на то, что земледелец в своей деятельности должен подражать растению и сделал несколько интересных агротехнических предлонений,относящихся к способам создания запасов влаги в почве и водохранилищах и подаче воды на поля. Все это лишь указывает на то,что на основе имевшихся в физиологии растений в конце XIX в. Тем не менее знания по водному режиму растений уже достигли того уровня, на котором можно было начать я систематические исследования по засухоустойчивости. Прежде чем физиологи растений смогли начать систематические исследования засухоустойчивости . Этот вопрос является предметом изучения экологии растений, однако на протяжении большей части XIX в. Экологические представления развивались в рамках географии, из которой в конце концов и выделилась экология растений. Основателем фитогеографии считается А. Гумбольдт впервые в самом начале прошлого века систематически занявшийся проблемой распределения растений на Земном шаре. В его работах, как и в работах большинства других ботаников первых двух третей XIX в. Гумбольдт, . Бекетов, . Правда, еще в г. И.Ф. Скау , , считающийся . Гумбольдтом, основателем ботанической географии см. Бекетов, ,, обратил внимание на значение для распространения растений влажности. В настоящее время В ряде работ например, ii , ,i I0 , можно найти указания, что им введен и термин ксерофит. Однако мы в его книге этого термина не нашли. Нет этого термина и в книге Альфонса де Кандолля i. Гребнер, , что в этой книге он ввел разделение растений на физиологические группы, включая и группу ксерофилов сухолюбов. Однако из всех экологических факторов в этой книге рассматривается только температура, а фактор влажности не рассматривается, и деления растений на экологические группы нет. Это деление действительно введено А. Кандоллем, но в значительно более поздней работе в г. Все растения он разделил на 6 групп гидромегатермы требуют много влаги и теплоты, вксерофилы требуют много тепла, но мало влаги, мезотермы умеренные требования к теплу, микротермы растение прохладных местообитаний с зимним периодом покоя, гекистотермы живут за пределами роста деревьев при средней температуре ниже 0С и мегистотермы требуют очень высокой равномерной температуры Основой этой классификации являются требования к температуре, и группа ксерофилов в ней выглядит случайной. А.Н. Бекетов и Ю. Р.Ф. Визнер. Удобнее всего изобразить ее в виде таблицы табл. Однако получившиеся экологические группы растений оказались довольно искусственными.