TRANSFORMAREA, CIRCULATIA SI DEPUNEREA SUBSTANTELOR ORGANICE IN PLANTE

In urma procesului de fotosinteza In plantele verzi se acumuleaza o serie de substante care sunt transportate spre zonele de crestere pt. sporirea in greutate si volum a organelor vegetale. O parte din aceste substante organice se consuma in procesul de respiratie, iar restul se depun in organele de rezerva si fructe. Aceste substante organice se impart in 2 grupe :-substante organice plastice si substante organice energice.

Cea mai mare parte a substantelor plastice sunt formative (de constitutie) si participa la alcatuirea structurala a componentelor celulei. Ca exemple : nucleoproteinele, lipoproteinele si celulozele. O alta parte din substantele plastice se depun in diferite organe ca substante de rezerva, fiind utilizate la formarea noilor organe. Amintim : amidonul, hemiceluloza, zaharoza, proteinele simple si grasimile.

Intre substantele plastice si cele energetice nu exista o separare, ele putand face parte fie dintr-o grupa, fie din cealalta.*Pe langa aceste substante, in plante, in urma diverselor transformari se pot forma si unele substante ca : alcaloizii, fitoncidele, acizii organici, glicozizii, care indeplinesc diferite functii in planta, printre care si functia de aparare.

Dintre toate substantele produse prin fotosinteza, glucidele (in special hidratii de carbon) formeaza aproximativ 2 treimi, iar restul fiind alte substante organice, mai ales cele cu azot.

In plante glucidele sunt substante in care proportia carbon /oxigen /hidrogen este de 1 la 1 la 2 si alcatuiesc substantele de baza ale tesuturilor de sustinere si ale tuturor celulelor vegetale.Dintre glucide, MONOGLUCIDELE sunt intalnite in toate organele plantelor sub forma de pentoze si hexoze.

Pentozele trec usor in forme polimere si se gasesc in plante sub forma de riboza, xiloza si arabioza. Aceste pentoze insotesc celuloza in membranele celulare si se intalnesc in pectine, hemiceluloze si mucilagii.

Hexozele - din aceasta grupa amintim: glucoza, manoza si galactoza. Din grupa cetohexozelor fac parte fructoza si sorboza.

Glucoza se gaseste in fructele coapte si in nectarul florilor.

Manoza se gaseste in stare libera si intra in alcatuirea mucilagiilor si a lemnului moale de conifere.

Galactoza nu se intalneste in stare libera in natura, iar aceasta serveste la sinteza lactozei si a rafinozei din semintele de in.

Fructoza este prezenta in fructele carnoase ale pomilor si arbustilor fructiferi.

Sorboza serveste la sinteza acidului ascorbic.

OLIGOGLUCIDELE sunt tot glucide alcatuite din 2-8 molecule de hexoze. Amintim: maltoza, celobioza, lactoza, zaharoza si trehaloza.

Maltoza este prezenta in germenii de orz incoltit, in lastarii de cartof, in frunzele unor plante si in nectarul florilor.

Celobioza este prezenta in plantele tinere, in seva unor arbori si in multe microorganisme.

Lactoza rezulta din galactoza si glucoza si este prezenta in florile si fructele unor plante tropicale, iar sub influenta unor bacterii are loc o fermentatie lactica prin care lactoza trece in acid lactic.

Zaharoza este prezenta in fructe, frunze, seminte, radacinile de sfecla de zahar, tulpinile de trestie de zahar si in sorgul zaharat.

Trehaloza este prezenta in unele ciuperci si in drojdia de bere.

Triglucidele - rafinoza este prezenta in semintele de bumbac si in rizomii speciilor de flori de gentiana.

POLIGLUCIDELE - sunt formate dintr-un numar mai mare de 8 molecule de monoglucide, iar aceste poliglucide in plante prezinta rolul fiziologic de a alcatui scheletul rigid al membranelor celulare.

Amintim : celuloza si hemiceluloza, amidonul, inulina, glicogenul.

Amidonul se gaseste in seminte, in unele fructe neacide, in tuberculii si in rizomii anumitor plante. In cazul plantelor lemnoase, amidonul se gaseste in cantitati mari in tulpini, ramuri, radacini.

Celuloza are rol de substanta formativa si constituie partea principala a peretilor celulari si asigura scheletul rigid al organismului plantelor.

Hemiceluloza insoteste celuloza in toate tesuturile din seminte si tulpini lemnoase (25-30 % din suprafata lemnului).

Glicogenul este prezent ca substanta de rezerva la ciuperci si in boabele de porumb zaharat.

Substantele pectice, prin hidrolizare, dau xiloza, galactoza, arabinoza, acidul acetic, alcoolul metilic, acidul galacturonic, proces care are loc in fructele in curs de maturizare, supramaturare, precum si in timpul prelucrarii fibrelor de in si canepa ; la procesul de fermentare a tutunului.

SINTEZA, TRANSFORMAREA SI DEPUNEREA LIPIDELOR

Lipidele sunt substante grase simple si complexe, insolubile in apa si solubile in solventi organici :

alcoolii si eterul. Lipidele pot fi extrase din toate tesuturile vii. Exista 2 categorii de lipide: simple si complexe.

Lipide simple - gliceride, steride si ceride.

Gliceridele - sinteza lor are loc in timpul zilei, cel mai frecvent pe suprafata mitocondriilor din citoplasma celulei si se face prin transformarea glucidelor hexoze(glucoza si fructoza) si mai putin a glucidelor pentoze.

Steridele - sunt esteri ai acizilor grasi cu sterolii. Exista mai multe tipuri de steroli : sistosteroli (in uleiul semintelor de bumbac, soia, fasole, in, in semintele cerealelor), stigmasterol (in uleiul de soia),

brasicosterol (la semintele de mustar si rapita), spinasterol (in semintele de spanac si lucerna), ergosterol (in semintele de secara, cereale, struguri, ciuperci.

Ceridele - impreuna cu alte substante (hidrocarburi, parafine, rasini, hidroacizi), se transforma in ceruri, care sunt secretate de cuticula si formeaza un strat subtire pe suprafata frunzelor, florilor si a fructelor, avand un rol protector impotriva unei transpiratii excesive si a unor agenti daunatori.

Lipidele complexe (lipoide) - se gasesc in plante in proportie de 1-2 % sub forma de glicero-fosfolipide, sfingolipide, glicolipide, gluco-sulfolipide si lipoproteine.

SINTEZA, TRANSFORMAREA SI DEPUNEREA SUBSTANTELOR CU AZOT

Aminoacizii - sunt cele mai simple substante organice cu azot si de pot forma direct in procesul de fotosinteza, fapt care s-a demonstrat prin aceea ca la lumina sinteza proteinelor in plante are loc in doar 3-5 minute.

Proteinele din substantele fundamentale ale protoplasmei celulare au in compozitia lor o pondere mai mare de 50 %, iar in organele vegetale aceste proteine se acumuleaza ca substante de rezerva in seminte, in special la leguminoase, in, fasole, mazare, soia sau lupin. Proteinele se depun si in cariopsele de grau si porumb.

Din punct de vedere biochimic, proteinele sunt clasificate astfel :

-Holoproteide - aminoacizi si peptide care contin 2-30 aminoacizi, proteine moleculare

-Heteroproteide - fac parte fosfoproteidele, glucoproteidele, nucleoproteidele si cromoproteidele.

Dintre diferitele substante proteice, in plante se mai gasesc : albumina, globulina (in cariopsele de grau), prolaminele (in zeina de porumb).

Dintre heteroproteide, grupa cea mai importanta este cea a cromoproteidelor, din care fac parte : clorofila, carotenoproteidele si enzimele, citocromi, citocromoxidaza, peroxidazele si catalazele.

Dintre substantele cu rol secundar amintim : uleiurile eterice, rasinile, alcaloizii si taninurile.

Uleiurile eterice - se acumuleaza la nivelul frunzelor sau ramurilor unor plante: menta, crizantema, levantica si in nucile verzi.

Rasinile - se intalnesc la speciile de rasinoase si foioase, formand diverse celule in tulpina si frunze.

Alcaloizii - se acumuleaza in diverse specii din familia Magnoliaceae, Papaveraceae, Ranunculaceae, Cruciferae, Solanaceaes si Liliaceae.

Taninurile - se acumuleaza in sucul vacuolar, in radacini, in scoarta, in lemnul unor plantele de stejar, molid si in conurile de brad. Transportul substantelor organice in plante se realizeaza prin vasele conducatoare lemnoase (xilem) si vasele conducatoare liberiene (floem).

Transportul substantelor organice prin xilem - substantele organice utilizate in radacini se deplaseaza spre organele aeriene.

Transportul substantelor organice prin floem - substantele organice sunt sintetizate in frunze, de unde circula prin toate tesuturile vii.

Formele sub care circula substantele organice prin floem

In floem se gasesc urmatoarele subst. organice: glucide, proteine, acizi organici si substante minerale.

Glucidele constituie cca 90 % din substanta uscata, iar singurul glucid intalnit in floem a fost zaharoza (la plopul negru - Populus nigra , carpen - Carpinus betulus si la castan - Castanea sativa).

Proteinele sunt transportate prin tuburile ciuruite sub forma de aminoacizi si amide. Se intalnesc primavara in mugurii umflati, unde azotul total a fost de 0,2 %, fata de 0,03 %, cat a fost gasit in frunzele mature.

Acizii organici s-au intalnit in exudatul plantelor sub forma de acid citric, lactic si acid oxalic.

Substantele minerale circula prin tuburile ciuruite, substante care nu sunt utilizate de frunze, astfel ca in exudatul scoartei a fost depistat fosforul anorganic in concentratie de 0,1 %.

Factorii care influenteaza transpiratia si depunerea substantelor organice sunt lumina, temperatura, specia de planta, varsta plantei, pozitia frunzei, apropierea de fructe si intoxicarea locala a unor tesuturi.

RESPIRATIA PLANTELOR

Este procesul fiziologic in care substantele organice sunt descompuse in celule vii pe cale enzimatica, prin reactii de oxido-reducere cu eliberare de energie chimica. Este un proces de mare insemnatate in viata plantelor deoarece furnizeaza energia necesara reactiilor de sinteza a proteinelor, grasimilor, de absorbtie a elementelor nutritive din sol, miscarii plantelor si cresterii. Substantele organice de rezerva sunt folosite potrivit cerintelor celulei pentru energie.

Respiratia este de 2 feluri : - aeroba- aerobioza

anaeroba- anaerobioza

Respiratia aeroba este specifica plantelor superioare si unor plante inferiore care sunt adaptate sa respire in prezenta oxigenului molecular.

Respiratia anaeroba este specifica speciilor de plante anaerobionte (microorganisme de fermentatie care sunt capabile sa respire in absenta oxigenului molecular).

MECANISMUL RESPIRATIEI

In procesul de respiratie se consuma cantitati mici de substante organice de rezerva care se gasesc in plante. In afara de amidon in celulele plantelor se gasesc numeroase substante organice complexe care se consuma in proportii diferite. Prioritate prezinta glucidele, lipidele si mai tarziu proteinele. Respiratia este un proces de oxido-reducere care se realizeaza cu sau fara oxigenul atmosferic.

INFLUENTA FACTORILOR EXTERNI SI INTERNI ASUPRA RESPIRATIEI

Dintre factorii interni amintim:

- plantele tinere, la care respiratia decurge mai intens decat la plantele mai in varsta

- organul si tesutul vegetativ- la plantele in stare de viata activa respiratia este redusa (la radacina), insa prezinta o intensitate mai mare la tulpina si frunze

- cantitatea de rezerve naturale

- activatorii si inhibitorii enzimelor respiratorii. Amintim : Fe, Cu, mangan, zinc, cobalt, care prezinta rol de coenzima si maresc intensitatea respiratiei celulare.

Dintre factorii externi care influenteaza procesul de respiratie amintim :temperatura, lumina ,umiditatea din sol si aer, concentratia in oxigen si CO₂ din mediu, diversele substante minerale din sol (nitratii, sulfatii, sarurile de amoniu si potasiu) si actiunea unor substante chimice ( ierbicide, insecticide, fungicide, diversi inhibitori si ingrasaminte chimice si organice folosite in agricultura).

CRESTEREA PLANTELOR

Cresterea este proprietatea fiziologica a materiei vii ca fiind o marire stabila si ireversibila a volumului si greutatii totale a celulelor, tesuturilor si organismului datorita sporirii continue a cantitatii de substanta uscata in urma proceselor de sinteza, transformare si depunere a materiei organice. In acest proces se porneste de la o celula (zigot sau spor) care, prin inmultire, precum si marire in volum si acumulare de noi compusi se transforma in anumite tesuturi si organe care sporesc in greutate si dimensiuni pana ce ajung la limite caracteristice. Exemplu: umflarea fizica a semintelor prin imbibare cu apa, care desi se manifesta printr-o modificare a dimensiunilor, nu poate fi considerata un fenomen de crestere fiziologica deoarece dupa uscare semintele revin la volumul si greutatea initiala.

Paralel cu procesele de crestere se desfasoara procesul de dezvoltare a plantelor care includ evolutia plantei de la celula nediferentiata pana la organismul matur care poarta toate organele vegetative si generative caracteristice speciei.

ETAPELE DE CRESTERE x

Procesul fiziologic de crestere include cresterea celulelor, tesuturilor si cresterea organelor si a plantei intregi. Acest proces se desfasoara in 3 etape:

1.Etapa cresterii embrionare (mereza)- are loc diviziunea celulara

2.Etapa cresterii prin alungire sau extensie celulara (aureza)

3.Etapa de diferentiere interna a elementelor celulare, formandu-se primordiile de radacina, tulpina, frunze si fructe.

Aceste etape de crestere pot fi localizate topografic la radacini, tulpini si frunze si care se succed in timp la fructe.

1.Etapa cresterii embrionare (mereza)- consta din diviziunea celulelor existente in tesuturile meristematice si formarea protoplasmei in celulele prin acumulare de materie organica, in special de substante proteice si diferiti compusi macromoleculari (amidon, lipide, acizi nucleici si fosfatide).

2.Etapa cresterii prin alungire sau extensie celulara (aureza)- consta din marirea de mai multe ori a volumului celular, in special prin alungirea celulelor si a vacuolelor mici, care isi maresc volumul f. mult odata cu patrunderea apei prin procesele de osmoza, contopindu-se apoi intr-o singura vacuola mare, situata in centrul celulei.

3.Etapa de diferentiere interna- din masa celulelor care rezulta in primele 2 procese iau nastere primordiile unor tesuturi sau organe ale plantei cu particularitati distincte. In cadrul acestei diferentieri fiecare celula capata structura, caracterele si insusirile proprii tesutului pe care il va forma (epiderma, scoarta, cilindrul central, vasele conducatoare, diversele tesuturi mecanice sau tesuturile de depozitare)

MECANISMUL CRESTERII PLANTELOR este rezultanta unui proces fiziologic si biochimic complex, determinat de activitatea tesuturilor, de insusirile biologice ale fiecarei specii si de activitatea factorilor de mediu din anul sau sezonul respectiv.

Cresterea in lungime a tulpinii-- se disting 3 tipuri de crestere:

Crestere acropetala (terminala sau subterminala)- la in

Crestere intercalara- se realizeaza la fiecare internod sau la baza tulpinii -la plantele din fam. Gramineae, Epusetaceae (coada calului).

- Crestere liniara- se realizeaza pe toata lungimea tulpinii si a internodurilor -la majoritatea plantelor superioare cu tulpini nearticulate, la care cresterea in lungime este indeplinita de tesuturile meristematice.

Cresterea in grosime a tulpinii- cresterea se realizeaza prin activitatea tesuturilor meristematice cu pozitie laterala (cambiul din cilindrul central si felogenul din scoarta).

Cresterea radacinilor se realizeaza tot prin activitatea tesuturilor meristematice, insa acestea sunt localizate in zona neteda. Deasupra pilorizei exista o zona de diviziune celulara (meresis), mai sus este zona extensiei celulare (auxesis) si apoi este zona de diferentiere celulara.

Cresterea frunzelor- la frunzele plantelor dicotiledonate cresterea in suprafata a limbului se face prin activitatea tesutului meristematic situat intr-o zona intercalara.

Cresterea fructelor- se realizeaza in mai multe etape, care corespund cu etapele de crestere a celulelor. La inceput fructele cresc prin diviziune celulara, urmeaza marirea in volum prin extensie celulara si diferentiere celulara.

Factorii externi care influenteaza cresterea sunt: temperatura, lumina, gradul de saturare in apa si oxigenul.

SUBSTANTE REGULATOARE DE CRESTERE

Acestea sunt denumite hormoni sau fitohormoni. Exista 3 grupe de substante regulatoare de crestere:

stimulatoare, retardante si inhibitoare.

1. Substante stimulatoare de crestere - auxinele, giberelinele si citochininele

Auxinele - sunt compusi naturali, care in doze extrem de reduse pot influenta in mod direct sau indirect cresterea si dezvoltarea plantelor, formarea organelor vegetative si generative. Se gasesc in concentratii reduse in muguri, in ovar, in varfuri de tulpina, radacina, frunze tinere, cotiledoane si in diferite seminte imature. Auxinele naturale si cele sintetice au diverse actiuni fiziologice care declanseaza reactii particulare de crestere, dezvoltare si metabolism. Prin aplicarea unui tratament cu auxine se intensifica cresterea prin extensie celulara, alungirea si ingrosarea membranei celulare.

Giberelinele - sunt sintetizate in embrionii semintelor in curs de germinare, in frunzele tinere, in muguri, in organele florale sau varfuri de radacini. Giberelinele determina intreruperea starii de repaus seminal si stimuleaza facultatea si energia germinativa a semintelor.

Citochininele - includ substante care determina un nr. mare de reactii de crestere si efecte fiziologice privind reglarea diviziunii celulare, cresterea celulei prin extensie, diferentierea si organogeneza plantelor.

2.Substante retardante - au rol in metabolismul plantelor care reduc intr-o anumita perioada ritmul proceselor de diviziune si alungire celulara din tulpini, ce determina o franare a cresterii in inaltime. Datorita efectului de intarziere a cresterii acesti compusi au primit denumirea de retardanti.

Tipuri de compusi sintetici: in practica agricola cea mai mare aplicabilitate o au clorura de trimetil amoniu, clorura de clorcolina, liozinul si retacel. La grau, aplicarea acestor substante determina o reducere a lungimii paiului cu 25-50 cm si o reducere a infloririi, fructificarii si maturarii fructelor.

3.Substante inhibitoare - sunt prezente in diferite organe ale plantelor ( seminte, bulbi, tuberculi si muguri) si au capacitatea de a reduce sau anula activitatea cresterii plantelor, care prezinta intensitate variata pana la starea de repaus.

Inhibitori naturali: abscisic, inhibitorul β ,florizinul, cumarina si acidul cinamic.

Inhibitori sintetici: hidrazida maleica, cloramfenicolul, puromicina. Aceste substante prezinta multiple proprietati:

- mentin starea de repaus a plantelor, fiind prezente in embrion si in oosfere nefecundate

- regleaza cresterea mugurilor si inflorirea

- favorizeaza procesul de cadere (abscisie) a fructelor si frunzelor

- previne incoltirea semintelor din fruct

VITAMINELE CA SUBSTANTE BIOACTIVE

Vitaminele sunt substante nehormonale si necalorigene cu structuri chimice diversificate. Exista 2 tipuri de vitamine: - liposolubile: A, D, E, F, K

- hidrosolubile: B₁ , B₂ , B₆ , B₁₂ ,C, H, PP

Vitaminele care sunt sintetizate in plante exercita actiuni asupra proceselor de crestere si reproducere, astfel vitaminele C , B₁ si PP stimuleaza energia germinativa a semintelor, cresterea embrionului, tulpinii si a radacinii. Vitaminele B₁ si PP pot mari productia la mazare, ridichi, lucerna, trifoi.

Vitaminele C , PP , B₁ si B₆ maresc productia la grau, tomate, tutun, fl.soarelui, ca urmare a cresterii masei vegetative aeriene sau subterane.

CORELATIILE SI DOMINANTA APICALA

Acestea reprezinta interactiunile fiziologice stabilite intre organele si tesuturile plantelor care duc la o crestere armonioasa a tuturor partilor plantelor si mentin o rezerva de muguri pentru ciclurile urmatoare de vegetatie.

REGENERAREA SI POLARITATEA LA PLANTE

Regenerarea este procesul fiziologic prin care organismul se reface din parti izolate: tulpini cu muguri, radacini, frunze si celule individualizate si formeaza tesuturi si organe cu functii bine definite. Regenerarea sta la baza inmultirii vegetative prin butasi de frunze (la begonia) sau prin stoloni (capsuni), prin marcotare (vita de vie) sau prin butasi de tulpina la pomi fructiferi. Altoirile au la baza tot un proces de regenerare a calusului dintre altoi si portaltoi.*Polaritatea este insusirea plantelor de a forma la capete opuse organe diferite ca structura anatomo-morfologica. In cazul regenerarii plantelor din butasi la capatul inferior se vor forma radacini (care va fi un pol rizogen), iar la capatul superior se formeaza lastari cu frunze(pol caulogen)

MISCARILE DE ORIENTARE SI DE CRESTERE LA PLANTE

Miscarea reprezinta o insusire esentiala a materiei vii, intalnita atat la plante, cat si la animale. La plante miscarea se realizeaza prin deplasarea in intregime sau orientarea organelor spre sursele de substante nutritive, de apa, de energie, necesare sintezei substantelor organice. Miscarile sunt de 2 feluri:

- miscari pasive - in efectuarea carora plantele nu intervin

- miscari active - pentru care plantele consuma energie proprie.

Ambele categorii de miscari se intalnesc la plantele libere si diverse specii de plante fixate pe substrat.Dintre miscarile pasive amintim: miscari prin imbibitie, coeziune si miscari prin aruncare.Miscarile active sunt intalnite frecvent in viata plantelor si se efectueaza cu un consum de energie. Amintim: miscari intracelulare, miscarea plantelor fixate pe substrat, miscarea plantelor libere.

Miscarile intracelulare sunt miscari pe care le fac organitele celulare (miscarea cloroplastelor, nucleului, citoplasmei). La plantele fixate pe substrat s-au constatat atat miscari active, cat si pasive. Anumiti factori externi (lumina, apa, gravitatia, concentratia substantelor chimice) pot provoca diverse excitatii ce vor determina o reactie privind modul de orientare a organelor. Dintre miscari amintim: tropismele si nastiile.

Tropismele sunt miscari de crestere determinate de actiunea unilaterala a unui factor. Pot fi: pozitive si negative. Cele pozitive sunt atunci cand organul de crestere se orienteaza in directia de actiune a excitantului, iar tropismele negative sunt cand organul se orienteaza in directia opusa excitantului.

Nastiile sunt miscari de crestere neorientate, determinate de actiunea uniforma a unor factori fizici sau chimici, iar directia de miscare este determinata de organul plantei si nu de excitant.

Miscarile pot fi epinastice si hiponastice.

STAREA DE REPAUS LA PLANTE

Repausul este o reactie de adaptare caracterizata prin scaderea proceselor metabolice sub actiunea factorilor nefavorabili. Ca tipuri principale de repaus amintim: repausul biologic obligatoriu (repaus endogen sau organic) si repausul impus (repaus fortat).

Repausul biologic reprezinta o insusire ereditara a plantelor ca rezultat al adaptarii la conditiile nefavorabile. Este provocat de acumularea in tesuturi a unor substante inhibitoare de crestere, precum si de scaderea brusca a continutului in auxine. Acest repaus biologic se caracterizeaza printr-o activitate vitala foarte scazuta (respiratie, transpiratie).

Repausul fortat este determinat de conditiile nefavorabile de mediu, temperatura, lumina, lipsa de apa si oxigen din lunile ianuarie si februarie.

In natura se mai intalnesc si alte tipuri de repaus: relativ, secundar sau indus, periodic, aparent.

Repausul mugural - se intalneste la diverse plante lemnoase precum si unele plante ierbacee, plante bulboase (ceapa, usturoi) si tuberculifere (cartof). Repausul este realizat de catre muguri. Aceste repaus mugural reprezinta un proces de adaptare la conditiile nefavorabile din timpul iernii. Ex.: cerealele de toamna, arborii si arbustii, vita de vie. La aceste specii provocarea repausului la muguri este determinata de temperatura scazuta, precum si de durata de iluminare zilnica, care determina modificari in echilibrul hormonal. In timpul repausului mugural au loc modificari in continutul substantelor organice de rezerva, sporind astfel continutul in glucide solubile care sunt rezultate prin hidroliza amidonului.

Repausul seminal se realizeaza sub influenta factorilor interni si externi si apare in timpul maturarii fiziologice a semintei. In cadrul repausului seminal avem 3 tipuri de repausuri: tegumentar, embrionar si hormonal.

1.Repausul tegumentar este dat de natura si structura tegumentului seminal care ii imprima semintei un anumit grad de impermeabilitate pentru apa si gaze. Ex.: speciile de leguminoase au tegumentul tare si impermeabil, din aceasta cauza patrunderea apei se realizeaza prin intermediul hilului.

2.Repausul embrionar este dat de starea fiziologica a embrionului nematurat fiziologic.

3.Repausul hormonal este declansat de prezenta inhibitorilor germinatiei in tesuturile fructului, in tegumentul seminal, in endosperm si in embrion. Repausul la seminte precum si profunzimea acestora au la baza atat cauze de natura genetica, cat si cauze legate de conditiile meteorologice din timpul coacerii. De asemenea, conditiile de pastrare a semintelor dupa recoltare pot influenta starea de repaus precum si germinarea acestora. *Iesirea din repaus trebuie a semintelor trebuie corelata cu actiunea temperaturii, luminii si a aerisirii. *Pentru ca semintele sa poata germina trebuie sa posede o capacitaet germinativa care este conditionata de o serie de factori interni si externi: -gradul de vatamare a semintei, -vechimea sau durata de pastrare, -atacul unor paraziti vegetali si animali, -starea sanitara a semintei, -formarea si maturarea embrionului semintei. In functie de durata de timp cat se pastreaza capacitatea germinativa, semintele se impart in 3 grupe de longevitate: seminte microbiotice, seminte macrobiotice si seminte mezobiotice.

1.Semintele microbiotice au o longevitate scurta, de cateva zile sau cateva saptamani. Ex.: salcie, plop

2.Semintele macrobiotice pot germina dupa pastrare in repaus fortat timp indelungat, pana la 200 ani.

3.Semintele mezobiotice au o longevitate cuprinsa intre 4-15 ani, cum sunt la rapita, morcov, spanac, dovlecel, sfecla de zahar si cicoare.

Pentru ca semintele sa poata germina sunt necesare anumite conditii externe: apa si oxigenul in cantitati suficiente, temperatura inre anumite limite, lumina sau intunericul.

Apa sau umiditatea solului reprezinta o conditie obligatorie a germinarii semintelor. Cantitatea de apa necesara germinarii se numeste apa de germinare, iar cantitatea maxima de apa pe care o poate fixa samanta poarta denumirea de putere absorbanta a semintei. Aceasta variaza in functie de specie: la porumb 50-65%, mazare 100-130%, lupinul alb 170% .

Oxigenul sau aeratia solului - oxigenul din mediul extern influenteaza germinarea semintei. Sub influenta lui decurg foarte intens, in paralel cu respiratia, toate reactiile de degradare a rezervelor si de noi sinteze la nivelul celulelor in diviziune sau crestere.

Temperatura influenteaza germinatia semintelor in mod direct in functie de specia de planta si de adaptarea plantelor la conditiile de mediu.

Pentru germinarea semintelor este necesara o temperatura minima considerata limita inferioara sub care germinarea are loc. Avem si o temperatura optima, la care intensitatea proceselor metabolice este maxima. Temperatura maxima reprezinta limita superioara deasupra careia germinatia semintelor este imposibila. Lumina are un rol important pentru germinarea semintelor numai la acele seminte care germineaza la lumina: tutunul, salata, vascul si firuta. Semintele de cereale si leguminoase sunt indiferente la lumina, pot germina si la lumina su la intuneric.

DEZVOLTAREA PLANTELOR

Spre deosebire de crestere, care reprezinta un fenomen cantitativ de acumulare de masa vegetativa, dezvoltarea plantelor constituie evolutia individuala a plantelor, incepand cu germinatia si incheindu-se cu inflorirea si fructificarea. Ciclul de dezvoltare a plantelor cuprinde mai multe etape: etapa vegetativa, etapa generativa, imbatranirea si moartea individului. Se disting cateva grupe de plante. plante efemere, monocarpice si policarpice.

Plantele efemere au ciclul de vegetatie foarte scurt, de 5-6 saptamani.

Plantele monocarpice sunt plante care fructifica numai odata intr-un ciclu de viata individual. Avem plante anuale, bienale si plurienale. Plantele bienale au un ciclu de vegetatie de 2 ani, in primul an cresc partile vegetative, in al 2-lea an se formeaza flori si fructe.

Plantele policarpice traiesc mai multi ani. Planele perene infloresc in fiecare an sau la 2 ani, inflorirea lor nefiind urmata de moartea lor, cresterea vegetativa este reluata in fiecare an, urmata de inflorire.

Exemplu: marul, parul.

FORMAREA FLORILOR (anteza)

Cuprinde mai multe etape:

1. Inductia florala- are loc transformarea meristemelor vegetative in primordii florale
2. Formarea mugurului floral
3. Formarea partilor reproducatoare (polenul si ovulul)
4. Deschiderea florilor

VERNALIZAREA (iarovizare a plantelor)

La majoritatea speciilor de plante temperaturile joase pozitive au o influenta profunda asupra initierii si dezvoltarii organelor de reproducere, in acest scop plantele anuale necesitand temperaturi scazute in primele faze de crestere, iar plantele bienale raman vegetative in primul an si infloresc in al 2-lea, daca vor fi expuse la un tratament cu temperaturi scazute.

Vernalizarea reprezinta dobandirea sau accelerarea capacitatii de inflorire sub influenta tratamentului cu temperaturi scazute. Dupa cerintele fata de temperaturile scazute plantele se impart in 3 grupe: 1. Plante anuale de toamna- care isi incep vegetatia la sfarsitul toamnei, rezista iarna sub forma de plantule si sunt vernalizate semintele germinate.

2. Plante bienale- care intra in iarna sub forma de plante destul de mari, infloresc in anul urmator si sunt vernalizate intr-o faza mai avansata de crestere.

3. Plante perene- care produc in fiecare sezon lastari sau ramificatii noi si necesita temperaturi scazute pentru a putea forma flori. Acest proces de vernalizare se explica prin prezenta unui hormon ipotetic (vernalin) care este inca neidentificat si care se formeaza in timpul iarovizarii. Acest hormon poate fi transmis la plante prin altoire. Efectul de vernalizare se transmite prin diviziune celulara de la celula la celula, iar lumina are influenta numai asupra meristemelor lastarilor cu diviziune celulara si vernalizare. Acest proces de vernalizare are un caracter de autoreproducere.

FOTOPERIODISMUL LA PLANTE

Fotoperiodismul reprezinta reactia unei plante la durata perioadelor zilnice de lumina si intuneric. Plantele folosesc alternativ atat perioada de lumina, cat si cea de intuneric. Exista fotoperioade inductive, acestea determina inflorirea plantelor si fotoperioade neinductive, care mentin plantele in stare de vegetatie. Plantele de cultura reactioneaza diferit fata de lungimea zilei. In functie de durata de lumina, avem urmatoarele tipuri de plante:

-Plante de zi scurta (plante nictiperiodice)- au nevoie de 6-12 ore de lumina pe zi si infloresc cand lungimea zilei este inferioara lungimii critice. Lungimea critica reprezinta durata minima de iluminare in decursul a 24 de ore. Exemple de plante de zi scurta: tutun, soia, orez, loboda, meiul si canepa.

-Plante de zi lunga (plante hemeroperiodice)- au nevoie de peste 14 ore de lumina pe zi si infloresc cand se depaseste numarul de ore de lumina critica. Ex.: graul, orzul, spanacul, salata, inul, sfecla, morcovul si bumbacul.

-Plante indiferente sau neutre- infloresc dupa o anumita perioada de crestere vegetativa, independent de lungimea fotoperioadei. Ex.: mazarea, fasolea, ardeiul, floarea soarelui, papadia.

FIZIOLOGIA REZISTENTEI PLANTELOR LA CONDITIILE

DE MEDIU NEFAVORABILE

Rezistenta fiziologica reprezinta insusirile organismelor de a supravietui influentei daunatoare a mediului, precum si capacitatea lor de a asigura o desfasurare normala a proceselor vitale. Diversi factori climatici nefavorabili actioneaza asupra plantelor cu intensitati diferite si provoaca tulburari functionale si structurale. Tulburarile functionale perturba desfasurarea normala a proceselor metabolice cu efect nefavorabil asupra dezvoltarii plantelor. Tulburarile structurale afecteaza ultrastructura materiei vii, determinand moartea plantelor. Dintre factorii abiotici din mediul extern care au rol limitativ in desfasurarea activitatii vitale la plante amintim:

-temperaturile scazute pozitive si negative; -temperaturile ridicate;lipsa, insuficienta sau excesul apei din sol si atmosfera; -excesul de saruri din sol; -excesul de gaze si substante toxice care polueaza atmosfera, solul si apele.

Temperatura de racire poate fi definita ca temperatura suficient de coborata pentru a produce leziuni, dar nu suficient de coborata pentru a produce inghetarea plantelor. Plantele supuse temperaturii de racire pot sa sufere vatamari elastice, reversibile, sau vatamari plastice, ireversibile si pot duce la moartea plantelor. Dupa viteza de reactie fata de racire avem 2 tipuri de plante:

-Tipul 1 de plante prezinta pete pe frunze dupa cateva ore;

-Tipul 2 de plante sunt mai rezistente, se ofilesc numai dupa 5-6 zile de racire.

La tipul 1 de plante avem leziuni directe, la tipul 2 de plante leziuni indirecte.

Leziunea directa apare atunci cand planta este racita brusc, in urma unui soc rece, ceea ce se poate explica prin cresterea brusca a protoplasmei si a membranelor plasmatice.

Leziunea indirecta -de racire lenta- se produce dupa zile sau saptamani de frig continuu.

ACTIUNEA DAUNATOARE A TEMPERATURILOR

SCAZUTE NEGATIVE ASUPRA PLANTELOR

Intervalul de temperaturi scazute pozitive cuprinse intre 0-10sC cuprinde zona de racire, in care au loc fenomene biofizice de inghet si fenomene biochimice cu efect celular asupra metabolismului.

Temperaturile scazute negative incepand de la 0sC cuprind zona de supraracire, care este impartita in subzone. Cele mai daunatoare sunt temperaturile cuprinse intre -5 , -50sC.

Mai exista o zona periculoasa in care efectele osmotice ale celulei se manifesta prin cresterea concentratiei solutiilor, denaturarea sau coagularea proteinelor si prin extinderea cristalelor de gheata.

Principii privind rezistenta la ger si iernare

Cele 2 tipuri de rezistenta, la ger si iernare, nu sunt identice. Prin rezistenta la ger se intelege capacitatea plantelor de a supravietui la actiunile temperaturilor scazute mult sub 0sC, iar prin rezistenta la iernare se intelege capacitatea plantelor de a suporta fara vatamari semnificative conditiile nefavorabile din perioada de iarna, respectiv alternanta dintre perioadele cu ger mai lungi sau mai scurte de temperaturi scazute pozitive, insotite de ninsori, ploi, topirea zapezii si polei.

Plantele anuale suporta iarna sub forma de seminte mature si uscate foarte rezistente la ger. Plantele perene pierd organele aeriene si ierneaza sub forma de bulbi, rizomi sau tuberculi bine protejati impotriva gerului printr-un strat de pamant si zapada.La pomi si vita pagubele produse de ger ajung la cifre uriase, putand fi desfiintate plantatii intregi. Ingheturile tarzii de primavara cauzeaza pagube la culturile de tomate, fasole, cartof, iar cele timpurii de toamna produc pagube legumelor.

Asupra plantelor in timpul iernii actioneaza un complex de factori nefavorabili:

1.Actiunea directa a gerului, care provoaca scaderea temperaturii aerului, uscarea frunzelor, scaderea brusca a temperaturii la venirea iernii fara o calire prealabila a plantelor.

2.Actiunea stratului de zapada- poate provoca asfixierea plantelor, mai ales daca survine topirea zapezii sau o ploaie torentiala, urmata de inghet brusc, care inlesneste formarea unei cruste de gheata.

3.Actiunea indirecta a gerului- provoaca fenomenul de descaltare si ruperea radacinii plantelor datorita dilatarii solului, favorizand atacul unor paraziti.

Factori externi care influenteaza rezistenta la ger si iernare

Amintim: factori climatici, edafici, biologici si factori agrotehnici.

Printre factorii climatici care au o influenta asupra plantelor care ierneaza in stare vegetativa putem mentiona temperatura aerului cu pragurile termice minime, temperatura solului, lumina, umiditatea/seceta solului, stratul de zapada cu grosimi protectoare sau daunatoare si crusta de gheata care este vatamatoare.

Factorii edafici- acestia sunt: tipurile de sol cu mari variatii de structura, textura si porozitate; componenta mecanica si mineralogica; panta terenului si expozitia lui; microrelieful; umflarea solului prin inghetare, care pot produce fenomenul de descaltare a plantelor.

Factorii biologici- influenta mucegaiurilor, a bacteriilor si a diferitelor ciuperci. Mucegaiuri: mucegaiul de zapada, Fusarium nivale.

Factorii agrotehnici- aplicate in toamna, influenteaza in mod hotarator asupra comportarii plantelor in perioada de iarna. De o mare importanta este: -calitatea superioara a soiurilor sau speciile de plante cu potential ridicat la rezistenta la ger;

-epoca optima de semanat pentru intrarea culturilor in faza de rezistenta maxima la ger;

-adancimea optima de semanat si sistemul de fertlizat, factori agrotehnici ce pot fi reglati de catre cultivator in vederea asigurarii unor conditii de rezistenta marita a plantelor la trecerea prin iarna.

FIZIOLOGIA REZISTENTEI PLANTELOR LA SECETA

Sub actiunea secetei plantele sufera din cauza deshidratarii celulelor si a tesuturilor si din cauza cresterii considerabile a temperaturii corpului lor. Rezistenta plantelor la seceta cuprinde: capacitatea plantelor de a suporta supraancalzirea (rezistenta plantelor la arsita). Exista 2 tipuri de seceta: seceta atmosferica si seceta pedologica (a solului).

Seceta atmosferica se caracterizeaza prin temperatura ridicata si umiditatea aerului relativ scazuta (10-20sC) si care actioneaza prin incalzirea puternica a frunzelor sub actiunea radiatiilor solare, a intensificarii exagerate a transpiratiei, fenomene care stau la baza ofilirii plantelor.

Seceta pedologica apare la sfarsitul verii, ca o consecinta a insuficientei precipitatiilor, motiv pentru care bilantul de apa al plantelor devine progresiv deficitar. Rezerva de apa din sol scade sub coeficientul de ofilire pana la o cantitate inaccesibila plantelor (apa moarta), ceea ce determina fenomenul de ofilire al plantelor. Acesta poate fi: temporar, ofilire permanenta si ofilire de durata.

Ofilirea temporara- vara pe timp de arsita, la orele amiezii, cand in atmosfera exista deficit de vapori de apa, plantele se ofilesc, pierzandu-si turgescenta. Apare din cauza unui dezechilibru intre absorbtia radiculara si transpiratie, chiar daca exista putina apa in sol.

Ofilirea permanenta- apare atunci cand seceta atmosferica se suprapune peste seceta pedologica, actionand concomitent, motiv pentru care deficitul de apa din plante nu se restabileste in cursul noptii, devenind un deficit restant care creste de la o zi la alta. Deficitul restant apare la plante in general dimineata, inainte de rasaritul soarelui.

Seceta solului si deshidratarea plantelor determina modificari in metabolismul nitric, in acest caz sinteza proteinelor este inhibata, dupa care acestea devin mai active.

FIZIOLOGIA REZISTENTEI PLANTELOR LA ARSITA

Supraancalzirea plantelor modifica insusirile chimice ale protoplasmei celulare si a metabolismului, determinand diverse reactii de adaptare, aparare a plantelor. Temperaturile foarte ridicate determina aparitia unor pete galbene sau brune pe frunze, numite arsuri.

Plantele cultivate isi bazeaza rezistenta la arsita pe un coeficient de transpiratie foarte ridicat, care le protejeaza de supraancalzire.

Temperaturile ridicate deregleaza metabolismul plantei prin descompunerea proteinelor in aminoacizi si care determina aparitia de leziuni si chiar moartea plantei.