Биологическая разнокачественность почек учитывается в семеноводстве овощных культур. Генеративные органы растений обычно образуются из верхних почек стебля. Для получения семян капусты, моркови, свеклы и других двулетних растений верхушечная почка и близко к ней расположенные боковые почки более ценны, чем нижние, из которых цветоносные побеги образуются гораздо позже. Однако, при вегетативном размножении отдельных растений (томат, капуста) наибольший интерес представляют нижние почки.
Верхние почки оказывают тормозящее влияние на жизнедеятельность нижних почек. Так, у капусты после уборки кочана из верхней части оставшейся кочерыги развиваются новые побеги с листьями и даже образуются кочаны. Известны многочисленные случаи получения повторного урожая кочанов с каждого растения капусты.
Эволюция (филогенез) каждого из овощных растений включает два периода: первый — в дикой (спонтанной) флоре до введения в культуру; второй — после введения в культуру, когда наряду с естественным отбором в качестве мощного фактора эволюции включается искусственный отбор, деятельность человека с его селекционным и техногенным воздействием.
Первый период значительно продолжительнее второго. С ним связано образование крупных таксонов, семейств, родов и видов. Второй период, начавшийся с введением растений в культуру (доместикация), положил начало созданию большого разнообразия жизненных форм и сортов, привел к значительному расширению ареалов их возделывания. В этот период возникли новые виды (культигены), неизвестные в дикой природе. К ним относятся огурец и возделываемые виды тыквы, предки которых в дикой флоре неизвестны. Ч. Дарвин в качестве примера изменчивости в условиях окультуривания приводит большое разнообразие капустных растений, имеющих одного предка. Из однолетнего дикорастущего растения путем отбора и гибридизации человек получил около десяти видов: кормовая, листовая, кочанная, брюссельская, цветная, кольраби.
Существует несколько точек зрения о предках капустных растений. Древние архивы не содержат информации о происхождении этих видов. Еще менее объяснимо происхождение брюквы, репы, рапса, горчицы, которые являются амфиплоидами, полученными в результате межвидовой гибридизации капусты, горчицы, репы или сурепицы. Об этом свидетельствуют данные цитологических исследований.
Мощный фактор эволюции культурных растений — селекция. В результате селекции создано большое многообразие сортов и гибридов овощных растений, приспособленных для возделывания в различных экологических регионах и в различных условиях культуры — открытый и защищенный грунт.
Развитие генетики, биотехнологии, экологии и других фундаментальных научных направлений в биологии, использование их в практической селекции, позволяют получать новые сорта и гибриды с широкой адаптацией к стрессовым ситуациям, высокой продуктивностью и хорошим качеством продукции.
Культурные растения подчинены общим закономерностям в эволюции покрытосеменных, одним из ведущих направлений которой является эволюция от деревьев к травам, от многолетних растений к однолетним, от сильнорослых к карликовым, от позднеспелых к скороспелым. Многолетними были предки томата, перца и некоторых тыквенных культур.
Эволюция в сторону скороспелости морфологически проявляется в сокращении апикального роста, сокращении продолжительности жизни главного побега, относительно раннем начале ветвления, переходе от моноподиального ветвления к симподиальному.
Наблюдается эволюция овощных растений и в сторону удлинения вегетационного периода или отдельных его этапов. Это прежде всего выведение сортов холодостойких двулетних и многолетних культур с продолжительным периодом яровизации, например, озимой капусты, редиса, сортов томата с замедленным созреванием плодов.
Контрольные вопросы
1. Дайте определения терминам «рост», «развитие».
2. Что означают понятия «филогенез» и «онтогенез»?
3. Назовите фазы роста и развития растений в процессе онтогенеза.
4. В чем заключается периодичность роста растений?
8 Отношение овощных растений к условиям внешней среды и способы их регулирования
Урожайность овощных культур и качество продукции одновременно с генетическими особенностями в значительной мере определяются комплексом внешних условий, которые в той или иной степени обеспечивают реализацию генетического потенциала. Среди многообразного комплекса условий можно выделить основные факторы жизни растений.
1. Абиотические: тепло, свет, влага, воздушно газовый режим, минеральное питание.
Наличие всех этих факторов должно быть обеспечено на соответствующем уровне в течение всего периода от посева до уборки урожая. Ни один из факторов не заменяет другого. Все они играют определенную роль в жизни растений и действие их должно проявляться только в комплексе.
Воздействуя на факторы внешней среды, человек изменяет характер роста и развития растений.
Если один из факторов будет в недостаточном количестве, то именно он будет определять величину урожая. На каждом этапе жизни требования растений к условиям среды бывают различными и роль факторов изменяется.
2. Биотические: взаимное влияние культурных растений в посеве, воздействие сорных растений, полезной и вредной микрофлоры (болезни), полезные и вредные представители животного мира (вредители).
3. Антропогенные: созданные человеком методы культуры, хирургические приемы, воздействия на биоценозы машинами, воздействие химических веществ и физических средств.
По мнению Г. И. Тараканова, уровень реакции растений на воздействие факторов внешней среды определяют три показателя: оптимум (наиболее благоприятный для растения), минимум и максимум — крайние (экстремальные) значения показателей, при которых возможна жизнь растения.
В агрономической практике, оценивая реакцию растений на условия внешней среды, ограничиваются одним показателем — требовательностью. Правильнее оценивать реакцию растений по трем показателям: требовательность, устойчивость, отзывчивость.
Требовательность оценивается по интенсивности и действию фактора, обеспечивающего получение урожая и прохождение межфазных периодов, нормальный ход жизненных процессов.
Устойчивость — это способность растения переносить экстремальные значения факторов. Она определяется значениями минимума или максимума и продолжительностью их воздействия.
При уровне действия факторов, близком к летальному, часто возникают стрессовые ситуации, оказывающие сильное влияние на рост, развитие и продуктивность растений. Наиболее опасны условия, характеризующиеся быстрым неоднократным переходом от нормальных условий к стрессу и обратно.
Устойчивость растений к стрессам меняется в процессе онтогенеза. Она значительно сильнее в фазе покоя, при замедленных темпах роста.
Низкий диапазон устойчивости характерен для генеративных органов в период формирования гамет, оплодотворения и плодообразования, а также у проростков и молодых растений.
Отзывчивость — уровень реакции на повышение или понижение интенсивности действия фактора.
Уровень реакции растений на факторы внешней среды имеет важное значение для овощеводства и определяет возможности культуры, особенности технологии, затраты энергии и средств, темпы формирования, качество и размеры урожая, экономическую эффективность производства.
В овощеводстве всегда шла работа по двум направлениям: приспособление растения к внешним условиям и приспособление внешних условий к требованиям этих растений.
Среди приемов адаптации растений к условиям внешней среды основное значение имеет повышение генетического потенциала селекционным путем. Кроме того, адаптация растения к условиям внешней среды достигается путем воздействия на него приемами, повышающими его устойчивость к неблагоприятным ситуациям. К таким приемам относятся использование высококачественного посевного материала, стимуляция жизнедеятельности растений за счет закалки, протравливания, использования стимуляторов роста, применение рассадной культуры и хирургических приемов (прищипка, пасынкование, прививочная культура).