Влияние аэрации почвы на подземные органы растений. Приспособления растений к гипо- и аноксии

Содержание 02 в почвенном воздухе зависит от причин:
Погоды,
Физико-химических свойств почвы (объем порового пространства, Размер пор, дренированность),
Биологических параметров (интенсивность дыхания почвенных организмов и корней),
Типа угодий (пашня, лес, луг).

увеличивается поражаемость растений паразитическими грибами,
снижается активность микоризообразователей,
изменяет деятельность почвенной микрофлоры,
усиливается токсическое действие некоторых продуктов разложения,
увеличивается кислотность почвы,
ускоряется оподзоливание и оглеение,
замедленное разложение остатков организмов при дефиците => препятствует образованию гумуса и формированию благоприятной для корней комковатой структуры почвы.
Нехватка О2 :

Гипо- и аноксия
гипоксия - недостаток кислорода аноксия - отсутствие кислорода
- отключаются только системы, обладающие низким сродством к кислороду (например, окислительные системы микросом), а ЭТЦ митохондрий продолжает работать, хотя и с ограничениями.
- ЭТЦ отключается полностью (если нет соединений, заменяющих кислород как акцептор электронов).

ячмень (Hordeum)
рис (Oryza sativa)
соя (Glycine)
хлопчатник (Gossypium)

Пути приспособления растений к гипо- и аноксии

1) истинная толерантность (адаптация на молекулярном уровне) - реализуется в условиях полного исключения О2 из среды обитания.
2) кажущаяся толерантность (адаптация на уровне целого организма) - клетки не имеют механизма резистентности к аноксии и избегают анаэробиоза благодаря транспорту О2 из аэрированных частей в органы, локализованные в бескислородной среде.
Концепция 2-ух стратегий адаптации в условиях анаэробного стресса

Рогоз (Typha)
Болотный кипарис (Taxodium)

Формообразующее действие недостатка кислорода
Образовывание кочек и размещение корней вне анаэробных условий (на сырых лугах это наблюдается у многих осок (Carex cespitosa, С. juncella и др.) и злаков (луговик дернистый — Deschampsia cespitosa, вейник Лангсдорфа — Calamagrostis langsdorffii)).
Carex cespitosa
Deschampsia cespitosa

развивается аэренхима — воздухоносная ткань с увеличенными межклетниками и полостими, протягивающимися из надземных или надводных частей растений в органы, находящиеся в заболоченной почве или воде. Иногда в основании стебля разрастаются рыхлые ткани. В корнях выраженность воздухоносной ткани усиливается с их возрастом и заглублением.

формирование толстостенной опробковевающей экзодермы - приспособление к периодическому пребыванию корней в увлажненной почве; (хвощ полевой (Equisetum arvense), осока высокая (Carex elata), кровохлебка лекарственная (Sanguisorba officinalis), сухопутная форма горца земноводного (Polygonum amphibium), лютик ползучий (Ranunculus repens).
Equisetum arvense
Sanguisorba officinalis

пневматофоры (дыхательные корни) – характерны для приморских тропических растений мангровых зарослей. Пневматофоры необходимы мангровым растениям, так как ил, в котором они растут, почти не содержит кислорода. Они имеют возвышающиеся над субстратом части, содержащие отверстия, через которые воздух поступает в воздушные полости и проходит в подземные части растений.
Мангровые заросли (Куба)