Planteegenskaper og tilpasning styres av eller påvirkes av faktorer knyttet til plantevekst . Genetikk og miljø er de to viktigste faktorene for plantevekst og -utvikling.
Fordi genet - den grunnleggende enheten for planteekspresjon - er plassert inne i cellen, blir den genetiske faktoren også referert til som en intern faktor. Alle andre biotiske og abiotiske faktorer enn den genetiske faktoren omtales som miljøfaktoren, som er en ekstern faktor.
Ulike interaksjoner eksisterer mellom de to plantevekstfaktorene. En plantes karakter bestemmes av dens genetiske sammensetning, men hvor mye av den manifesterer seg avhenger av miljøet.
9 miljøfaktorer som påvirker plantevekst
Miljøelementer som har innvirkning på plantevekst og disse elementene er:
- Temperatur
- Fukttilførsel
- Strålende energi
- Atmosfærens sammensetning
- Jordstruktur og sammensetning av jordluft
- Jordreaksjon
- Biotiske faktorer
- Tilførsel av næringselementer
- Fravær av veksthemmende stoffer
1. Temperatur
Overlevelsesgrensen for levende ting er vanligvis rapportert å være mellom -35°C og 75°C. Temperatur er et mål på varmeintensitet. De fleste avlinger kan vokse mellom 15 og 40 grader Celsius. Veksten avtar raskt ved temperaturer som er mye under eller over disse begrensningene.
Fordi de varierer avhengig av art og variasjoner, eksponeringslengde, plantens alder, utviklingsstadium osv., er ideelle temperaturer for plantevekst dynamiske. Temperaturen har innvirkning på sentrale plantemetabolske prosesser som fotosyntese, respirasjon, evapotranspirasjon, etc.
I tillegg til disse påvirker temperaturen hvor godt næringsstoffer og vann absorberes, samt hvordan mikrobiell aktivitet påvirker planteveksten.
2. Fukttilførsel
Fordi veksten er begrenset ved både ekstremt lave og ekstremt høye jordfuktighetsregimer, er veksten av forskjellige planter relatert til mengden vann som er tilstede. Vann er nødvendig for at planter skal produsere karbohydrater, holde protoplasmaet hydrert og transportere næringsstoffer og mineralelementer.
Indre fuktstress reduserer celledeling og celleforlengelse, som igjen reduserer veksten. I tillegg til disse har vannstress en innvirkning på en rekke fysiologiske prosesser i planter.
Måten jorden er fuktig på har en betydelig innvirkning på hvor godt næringsstoffene tas opp av plantene. Fordi hver av de tre viktigste næringsopptaksprosessene – diffusjon, massestrøm, rotavlytting og kontaktutveksling – er svekket av lavt fuktighetsregime i rotsonen, er færre næringsstoffer tilgjengelig for planter.
Generelt sett øker nitrogenopptaket når jordfuktighetsregimet er høyt. Jordfuktighetsregimene har en indirekte påvirkning på jordmikroorganismene og ulike jordpatogener som forårsaker ulike sykdommer, som igjen har en indirekte påvirkning på planteveksten.
3. Strålende energi
Plantes vekst og utvikling er betydelig påvirket av strålingsenergi. Den består av tre elementer: lyskvalitet, intensitet og varighet. Alle disse strålingsenergibestanddelene har stor innvirkning på ulike fysiologiske prosesser i planter og følgelig plantevekst.
Sammenlignet med fullt dagslys er imidlertid lysintensiteten avgjørende for sunn plantevekst. Avlingsvekst kan bli betydelig påvirket av variasjoner i lysintensitet forårsaket av skygge. Absorpsjonen av fosfat og kalium påvirkes betydelig av lysintensiteten. I tillegg ble det vist at når lysintensiteten økte, økte røttenes inntak av oksygen.
Fra perspektivet til de fleste åkervekster kan lyskvalitet og intensitet være av mindre betydning, men lengden på lyssyklusen er avgjørende. Fotoperiodisme beskriver en plantes oppførsel over hele dagen.
Planter kategoriseres som den korte dagen (de som blomstrer bare når fotoperioden er like kort eller kortere enn en kritisk periode, for eksempel når det gjelder tobakk), lang dag (de som blomstrer bare når tiden de er utsatt for lys er like lang eller lengre enn en kritisk periode, for eksempel når det gjelder korn), og ubestemt (de som blomstrer og fullfører sin reproduksjonssyklus over et bredt tidsrom).
4. Atmosfærisk sammensetning
Karbon er det mest utbredte elementet i planter og andre levende ting, derfor er det nødvendig for plantevekst. Atmosfærens CO2-gass er den primære kilden til karbon for planter. Den går inn i bladene og blir kjemisk bundet med organiske molekyler som et resultat av fotosyntetisk virkning.
Vanligvis er den atmosfæriske CO2-konsentrasjonen bare 300 ppm eller 0.03 volumprosent. Som et biprodukt av respirasjonen til både planter og dyr, frigjøres karbondioksid kontinuerlig tilbake til atmosfæren.
En betydelig kilde til CO2-gass er den mikrobielle nedbrytningen av organisk avfall. Ifølge rapporter blir fotosyntesen mer temperaturfølsom etter hvert som atmosfæriske CO2-konsentrasjoner stiger.
5. Jordstruktur og jordluftsammensetning
Jordstruktur har en betydelig innvirkning på plantevekst, spesielt rot- og toppvekst. Bulkdensiteten til jord er også påvirket av dens struktur. Generelt blir jorda mer kompakt, jordstrukturen er mindre tydelig definert, og det er mindre poreplass, noe som begrenser planteutviklingen, jo større bulktettheten er.
Høye bulktettheter gir økt mekanisk motstand mot rotpenetrasjon og undertrykker utviklingen av frøplanter. I tillegg har bulktetthet en betydelig innvirkning på rotrespirasjon og hastigheten på oksygendiffusjon inn i jordporerom, som begge har en betydelig innvirkning på planteveksten. Ved den rotabsorberende overflaten er oksygentilførselen avgjørende.
Derfor, for å opprettholde tilstrekkelig partialtrykk ved rotoverflaten, er det viktig å vurdere både det totale oksygeninnholdet i jordluften og hastigheten som oksygen diffunderer gjennom jorda.
Derfor kan det sies at en passende tilførsel av rotoksygen, som kan påvirke planteveksten, er den begrensende faktoren for maksimale avlinger for flertallet av avlingene (bortsett fra ris).
6. Jordreaksjon
jordrespons påvirker plantenæring og vekst ved å påvirke en rekke fysisk-kjemiske, kjemiske og biologiske aspekter av jord. Fosfor er ikke lett tilgjengelig i sur jord rik på Fe og Al. På den annen side har jord med høye pH-verdier og store nivåer av organisk materiale lavere tilgjengelighet av Mn.
En reduksjon i jords pH fører til en nedgang i Mo-tilgjengelighet. Det er allment kjent at planter blir giftige i sur jord der Mn og Als konsentrasjoner er så høye. Omdannelsen av vannløselig fosfor til mindre løselige former vil bli oppmuntret av høy jord pH (pH > 8.0), noe som vil resultere i mindre tilgjengelighet for planter.
Noen jordbårne sykdommer påvirkes av jordreaktivitet i tillegg til ernæringsmessige faktorer. Nøytrale til alkaliske jordforhold favoriserer sykdommer som potetskorpe og tobakksrotråte, og å senke jordens pH (sur jordreaksjon) kan forhindre disse sykdommene.
7. Biotiske faktorer
Flere biotiske faktorer påvirker plantenæring og vekst samt muligheten for lavere avling. Større vegetativ vekst og forbedrede miljøforhold kan fremmes av tyngre gjødsel for noen sykdomsfremkallende patogener. Økt sykdomsforekomst kan også være forårsaket av nitrogenubalanser i jord.
Noen ganger kan spesifikke insekter kreve ekstra gjødsel. Når virus og nematoder skader røttene til noen avlinger, absorberes mindre vann og næringsstoffer, noe som bremser planteveksten.
Ugress er et annet viktig element som reduserer planteveksten betydelig fordi de konkurrerer med planter om fuktighet, næringsstoffer, sollys og andre biokjemiske komponenter kjent som allelopati. Det er velkjent at ugress skaper og frigjør giftige forbindelser til miljøet rundt røttene.
8. Tilførsel av næringskomponenter
Ernæringselementene – nitrogen, fosfor, kalium, kalsium, magnesium, svovel, bor, kobber, sink, jern, mangan, molybden, etc. – utgjør omtrent 5–10 % av tørrvekten til planter. Disse nødvendige næringsstoffene og andre stoffer som er gode for plantevekst finnes først og fremst i jord.
9. Fravær av veksthemmende forbindelser
Giftige stoffer, som større konsentrasjoner av næringselementer (Fe, Al og Mn), og spesifikke organiske syrer (melkesyre, smørsyre, propionsyre, etc.), kan begrense eller hindre planters vekst og utvikling.
I tillegg til disse produseres også farlige forbindelser i jord av avfallsprodukter fra gruver og metallurgiske operasjoner, kloakksystemer, sprøytemidler, dyre- og fjørfefarmer, søppelinnsamling, papirfabrikker osv., som til syvende og sist påvirker planteutvikling og ernæring.
3 abiotiske faktorer som påvirker plantevekst
Topografi, jordsmonn og klimatiske forhold er eksempler på abiotiske elementer som påvirker plantevekst og -utvikling. Graden av den genetiske faktoren som uttrykkes i planten bestemmes av disse ikke-levende miljøelementene samt biotiske variabler.
- topografi
- Jord
- Klima
1. Topografi
Topografi, som er en ikke-levende eller abiotisk komponent, beskriver «landskapet». Den inneholder jordens fysiske egenskaper, som høyde, skråning og topografi (flat, bølgende, kupert osv.), samt fjellkjeder og vannforekomster.
Ved å påvirke den differensielle forekomsten av solenergi, vindhastighet og jordtype, har en skrånings bratthet en innvirkning på planteutviklingen. Temperaturpåvirkningen er hovedmekanismen som gjør at høyden eller høyden av landet på nivå med havoverflaten påvirker plantevekst og utvikling.
Denne abiotiske faktorens kobling til temperatur ligner separasjonen mellom ekvator og polarområdene. I tørr luft resulterer hver 100. høydemeter i et temperaturfall på 10C.
2. Jord
Jorda er den øverste delen av jordoverflaten der planter kan vokse. Berg som er erodert, mineralske næringsstoffer, nedbrytende plante- og dyremateriale, vann og luft utgjør jorda. Temaet jord- og klimatilpasning eller krav til avlinger dekker denne abiotiske komponenten, som også er avgjørende i planteproduksjon.
Flertallet av plantene er terrestriske i den forstand at røttene deres, som de tar opp vann og næringsstoffer gjennom, fester dem til jorden. Imidlertid kan epifytter og flytende hydrofytter overleve uten jord.
Avhengig av naturlig tilpasning har endringer i de fysiske, kjemiske og biologiske egenskapene til jorda ulike effekter på plantevekst og utvikling.
De fysiske og kjemiske egenskapene til jorda har tydelige direkte effekter på plantevekst og jordbruksproduksjon.
Meitemark, insekter, nematoder og mikroorganismer som bakterier, sopp, actinomycetes, alger og protozoer er blant de biologiske komponentene til levende vesener i jord.
Disse organismene hjelper til med å forbedre jordlufting, tilth (bryting og pulverisering av jordklumper), næringstilgjengelighet, vannpermeabilitet og jordstruktur.
Begrepet "edafiske faktorer i plantemiljøet" refererer til de fysiske og kjemiske egenskapene til jorda.
Bulkdensiteten, jordstrukturen og jordstrukturen er eksempler på de fysiske egenskapene til jord som påvirker hvor mye vann jorda kan holde og levere, mens pH og kationbyttekapasiteten (CEC) til jorda er eksempler på de kjemiske egenskapene som påvirke hvor mange næringsstoffer jorda kan tilføre.
Det er nå forstått at denne abiotiske komponenten - jord - ikke er grunnleggende for plantevekst. I stedet er det næringsstoffene i jorda som får planter til å vokse og gir dem muligheten til å fullføre livssyklusen.
3. Klima
De klimatiske faktorene som påvirker planteveksten inkluderer:
- Luftfuktighet
- lufting
- Lett
- Temperatur
- Ansiktskrem og kroppslotion
I naturen samhandler disse elementene med hverandre og har en innvirkning på hverandre. Den viktigste variabelen i denne interaksjonen i et kontrollert miljø, for eksempel en barnehage eller såbed i åpent felt, er temperatur.
En plante har den medfødte kapasiteten til å justere aktivitetsnivået som svar på miljøfaktorer, for eksempel ved spesielle temperaturer og fuktighetsnivåer. Når forholdene er for varme, for kalde, for tørre eller for fuktige, vil veksten av planten stoppe, og hvis situasjonen fortsetter, kan planten gå til grunne.
Derfor er en plantes evne til å utvikle seg og en plantes helse generelt sterkt påvirket av miljøfaktorer. En sunn plante kan reprodusere og vokse hvis disse forholdene er godt kontrollert.
1. Fuktighet
Prosentandelen av vanndamp i luften ved en bestemt temperatur er kjent som fuktighet, også kjent som relativ fuktighet. Dette indikerer at ved en relativ fuktighet på 20 % vil suspenderte vannmolekyler utgjøre 20 % av et gitt luftvolum.
Mengden fuktighet er spesielt avgjørende for at planten skal fortsette sine metabolske prosesser med riktig hastighet. For frø og stiklinger er den ideelle relative fuktigheten for forplantning mellom 80 % og 95 %; for spire-, poding- og såbedteknikker er det rundt 60 % utendørs.
Høyere relativ fuktighet øker spiringen av frø og stiklinger. På dampende sommerdager synker fuktighetsnivået ofte under 55 % på varme, tørre steder, noe som gjør spire og poding mer følsom og trenger nøye observasjon.
2. lufting
Bare i et balansert miljø med tilstrekkelige nivåer av både oksygen (O2) og karbondioksid (CO2) kan planter vokse og trives. Både O2 og CO2 brukes av respirasjons- og fotosynteseprosessene for å støtte plantens vekst og utvikling.
Den omgivende luftbevegelsen er tilstrekkelig til å lufte planter når de er i det fri, for eksempel i frøbed eller under skyggeduk. Ventilasjon blir avgjørende i visse typer konstruksjoner, inkludert tunneler. Tunnelventilasjon fjerner varm luft som inneholder CO2 produsert av planter, og holder miljøet balansert.
3. Lett
For at vekst skal skje, er lys en nødvendighet for alle grønne planter. De fleste plantearter liker å vokse i direkte solskinn, men enkelte arter foretrekker å vokse i skyggen der de mottar indirekte sollys.
Lys er nødvendig for fotosyntesen, og lysets bølgelengde bestemmer kvaliteten, noe som også påvirker spiring og blomstring.
Planter som dyrkes i beskyttede miljøer, som drivhus og skyggehus, trenger nok lys for fotosynteseprosessen. Planten viser tegn på veksthemming hvis den ikke får nok lys, noe som kan være forårsaket av skygge eller overbefolkning.
Rødt lys med en bølgelengde på 660 nanometer (nm) brukes i kamre for å fremme spiring av enkelte typer frø i frøplanter.
Lysrør leverer det blå lyset som trengs for fotosyntese etter spiring, mens glødekuler ofte brukes som en kunstig kilde til rødt lys av samme grunn. Bruken av disse lysene er omfattende, og de blir stående på så lenge det er mulig. Det er ikke uvanlig å ha lys på syv dager i uken, 24 timer i døgnet.
Siden lys ikke kan nå dypt ned i jorda, påvirker også dybden som lysfølsomme frø blir sådd på hvor lang tid det tar før frøene spirer. Derfor bør frø som er følsomme for lys plantes grunnere enn frø som ikke er det.
Mangel på eller utilstrekkelig lys resulterer i produksjon av svake frøplanter av lav kvalitet. Disse frøplantene viser ekstrem forlengelse eller etiolering.
4. Temperatur
Planter kan få varmeskader hvis varme og lys, som øker temperaturen, ikke er riktig regulert. 29°C er den optimale temperaturen for forplantning, og den må overvåkes regelmessig.
Temperaturen i forplantningskamrene holdes ofte på dette optimale nivået av varme- og kjølesystemer. Ved å fukte brettene og fukte gulvet, brukes også varme for å heve fuktigheten i kamrene.
Siden klimaendringer har stor innvirkning på temperaturen, er denne faktoren den viktigste for plantevekst.
5. Ansiktskrem og kroppslotion
For at frø skal spire og planter skal vokse sunt, er fuktighet nødvendig.
En plantes røtter kan bli kvalt av for mye vann, noe som kan føre til sykdommer som rotråte, avdemping og halsråte. Alle planter lider skade av tørke, som er den andre ytterligheten, selv om stiklinger og unge frøplanter er mer sårbare.
For at frøspiring skal resultere i sterke, sunne frøplanter, og for at frøplanter skal utvikle seg til sterke, sunne planter, er en jevn og jevn vannforsyning nødvendig.
Kvalitetene til vekstmediet styrer typen og mengden vann som planten vil kunne absorbere i alle formeringsteknikker. Et godt medium har lavt saltinnhold, nok vannholdende kapasitet (50–60 %), evne til å gjøre vann fritt tilgjengelig for anlegget, og kapasitet til å la vann sirkulere sideveis.
Frøet og senere frøplantestadium må holdes i et medium som har blitt fuktet til feltkapasitet, som er den største vannmengden som en bestemt jord kan beholde, for at frøet skal spire.
2 interne faktorer som påvirker plantevekst
- Ernæring
- Vekstregulatorer
1. ernæring
Planter trenger næring som råstoff for vekst og utvikling. Planter får energi fra næringsstoffer, noe som er avgjørende for differensiering etter embryonal vekst. Forholdet mellom nitrogen og karbohydrater bestemmer typen plantevekst.
Når de er tilstede i høye konsentrasjoner, driver forholdet mellom karbohydrater og nitrogen veggtykkelsen. I dette tilfellet genereres mindre protoplasma. Når karbohydrat-til-nitrogen-forholdet er lavt, genereres en tynn, squishy vegg. Dette resulterer i dannelsen av ytterligere protoplasma.
2. Vekstregulatorer
Plantehormoner kjent som vekstregulatorer er ansvarlig for veksten og utviklingen av planten. Vekstregulatorer produseres av levende protoplasma og er avgjørende for hver plantes vekst og utvikling. Flere fytohormoner og noen få syntetiske forbindelser er vekstregulatorer.
- Auxiner
- Gibberelliner
- Cytokininer
- Etylener
- Abscisic Acid (ABA)
A. Auxiner
Under en plantes vekst og utvikling oppmuntrer auxiner til forlengelse av stammen. Auxiner oppmuntrer til utvikling av apikale knopper mens de hemmer veksten av laterale knopper. Apikal dominans er betegnelsen på omstendighetene. Indoleddiksyre (IA) er et eksempel.
B. Gibberelliner
En endogen plantevekstregulator er gibberellin. Gibberellin stimulerer stammeforlengelse, noe som fører til plantevekst. Gibberellinsyre blir ofte referert til som en "hemmer av en inhibitor" på grunn av dens egenskaper.
Gibberelliner hjelper til med å bryte frøhvilen og oppmuntrer til frøspiring. De hjelper også langdagsplanter med å blomstre. Gibberelliner hjelper planter med å overvinne sin arvelige dvergvekst ved å forårsake partenokarpi. Gibberelliner bidrar til å øke utviklingen av sukkerrørstammer, noe som øker sukkerutbyttet.
C. Cytokininer
Ved å fremme celledeling under mitose, kan cytokininer fremme celledeling. Cytokininer produseres av mennesker i tillegg til at de finnes naturlig i planter. Cytokininer oppmuntrer planteutvikling ved å øke mitose. Utviklingen av skudd, knopper, frukt og frø blir hjulpet av cytokininer.
D. Etylener
Bare et plantehormon kalt etylen eksisterer i gassform. Det krevde bare en liten mengde. Etylen hjelper til med åpningen av blomster og stimulerer eller kontrollerer modningen av frukt i planter.
E. Abscisic Acid (ABA)
Abscisseringen av planteblader og frukter oppmuntres av abscisinsyre. Abscisinsyre produseres i terminale knopper gjennom hele vinteren for å begrense planteutviklingen. Det instruerer skalautviklingen av bladprimordia. Denne prosessen tjener til å holde de sovende knoppene trygge gjennom vinteren.
4 Jordfaktorer som påvirker plantevekst
- Mineralsammensetning
- Jord pH
- Jordtekstur
- Organisk materiale
1. Mineralsammensetning
Jordens mineralsminke hjelper til med å forutsi hvor godt den vil holde på plantenæringsstoffer. Kvaliteten på jorda kan forbedres ved å bruke riktig gjødsel og gjødsel.
2. Jords pH
Jordas pH bidrar til å holde jordens næringsstoffer tilgjengelig. Det ideelle pH-området for jordfruktbarhet er i området 5.5-7.
3. Jordtekstur
Mineraler av ulike størrelser har ansvaret for å bevare jordas struktur. Fordi den kan holde på flere næringsstoffer, fungerer leireholdig jord som et næringsreservoar.
4. Organisk stoff
En kilde til nitrogen og fosfor er organiske materialer. Disse kan gjøres om til mineraler og gis til planter.
2 genetiske faktorer som påvirker plantevekst
- kromosom
- Mutasjon
1. Kromosom
Kromosomene, de cellulære strukturene inne i kjernen som under et mikroskop ser ut som sammenkveilede tråder eller stavlignende stoffer på et bestemt stadium av celledeling kjent som mitose, er der genene befinner seg.
Et kromosoms antall, størrelse og form - kjent som dets karyotype - varierer fra en art til en annen.
Det fysiske grunnlaget for arv antas å være kromosomene.
De eksisterer alene i haploide (1N) seksuelle kjønnsceller, i par (2N), i triplikater (3N), i de triploide endospermcellene og mange sett i de polyploide cellene. De eksisterer også enkeltvis i haploide (1N) gameter.
Menneskekroppsceller har 46 diploide (2N) kromosomer, sammenlignet med 24 i tomater, 20 i mais og 14 i hageerter.
37,544 2005 gener er funnet i risgenomet, ifølge en artikkel fra 436 publisert i tidsskriftet Nature (793:800-11, 2005. august XNUMX).
En organismes hele sett med haploide kromosomer, eller genom, inneholder alle dens gener.
For eksempel, mens mais (mais) har 20 diploide kromosomer mens ris har 24, er de begge tydelig forskjellige skapninger.
Imidlertid er mangfold eller identitet ikke bare en funksjon av kromosomtallet.
De forskjellige størrelsene og formene på individuelle kromosomer betyr at to dyr med samme antall kromosomer likevel kan være forskjellige fra hverandre.
I tillegg kan de variere i antall gener, avstanden mellom gener i hvert kromosom, og den kjemiske og strukturelle sammensetningen av disse genene.
Og til slutt, hver organisme har et unikt genom.
Selv om genetiske variabler stort sett kommer fra cellens kjerne og regulerer hvordan fenotyper uttrykkes, er det noen tilfeller av cytoplasmatisk arv hvor egenskaper overføres til avkommet gjennom mors cytoplasma.
DNA finnes i noen cytoplasmatiske organeller, inkludert plastidene og mitokondriene.
Bruken av hannlige sterile linjer i hybridiseringen av mais og ris har utnyttet dette.
Avskalling, fysisk fjerning av maisdusker og emaskulering, manuell fjerning av den umodne støvfangeren fra en knopp eller blomst, har begge blitt billigere takket være denne tilnærmingen.
Imidlertid er det tilfeller der genet eller genotypen er naturlig endret, og skaper en ny karakter.
2. Mutasjon
Selv om mutasjoner er tilfeldige og konsekvensen av en endring i en plantes celler, kan de av og til forårsakes av ekstrem kulde, temperaturendringer eller insektangrep.
Hvis mutasjonen skjer ved vekstpunktet, kan hele skudd bli endret når den cellen multipliserer og gir opphav til hele cellelinjer. Noen ganger er mutasjonen uoppdagelig siden trekkene ikke overføres fra cellen der de oppsto.
Når to eller flere planter eller planteseksjoner eksisterer sammen med genetisk forskjellige vev, omtales situasjonen som en kimær. For eksempel er noen planter, inkludert krysantemum, roser og georginer, tilbøyelige til å generere kimære blomster, der blomstene har deler av forskjellige farger. Kimærer er typisk utgangspunktet for spraglete planter.
Konklusjon
Som forklart ovenfor er det en rekke faktorer som påvirker veksten av planter. Disse faktorene må undersøkes nøye når vi planter trær i vår søken etter å sanere jorden.
Det viktigste elementet som påvirker planteveksten er temperaturen når temperaturen stiger, veksten øker, men for høy temperatur vil føre til uttørking av planten og følgelig tap av planten.