Гороху и землянике нравится соседство картофеля, который, зато, плохо переносит помидоры, хотя он и относится с ними к одному семейству. Если вокруг свеклы и гороха посеять коноплю, то это надежное средство от вредных насекомых, а, например, соседство полыни пагубно сказывается на посадках льна. Петрушка дает прекрасную урожайность, если растет по соседству с морковью. Хлеба лучше растут по соседству с маргаритками и маками, для здоровья злаковых также необходим василек. Кислоты, выделяемые корнями бобовых способствуют росту злаковых, облегчая им поглощение азота из воздуха, находящегося в почве.
Электричество в организме растений
Жизнь растений связана с влагой. Поэтому электрические процессы в них наиболее полно проявляются при нормальном режиме увлажнения и затухают при увядании.
Это связано с обменом зарядами между жидкостью и стенками капиллярных сосудов при протекании питательных растворов по капиллярам растений, а также с процессами обмена ионами между клетками и окружающей средой. Важнейшие для жизнедеятельности электрические поля возбуждаются в клетках. В состоянии равновесия мембраны растительных клеток непроницаемы для ионов кальция и проницаемы для ионов калия.
Выход ионов через клеточную мембрану сообщает клетке отрицательный заряд. По достижении равновесия в распределении ионов калия мембранный потенциал приобретает предельное значение потенциала покоя. При раздражении растения изменяется проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. Ионы кальция поступают в клетку и уменьшают ее отрицательный заряд. За счет нарушения равновесия в распределении зарядов возникает пик мембранного потенциала, который в виде электрического импульса распространяется вдоль поверхности клеток. Последующий выход из клеток ионов калия возвращает мембранный потенциал к равновесию. Скорость распространения импульсов раздражения по клеткам растений составляет несколько сантиметров в секунду (по нервам животных раздражение распространяется в сотни раз быстрее). Малая скорость распространения раздражений по организму растений связана с их общей неподвижностью.
Особенно активно электрические процессы протекают в клетках корней, поскольку именно через эти клетки поступают питательные соки к растущим побегам. Конечные разветвления корней и верхушек побегов растений всегда заряжены отрицательно относительно стебля. У некоторых растений вблизи корней в течение нескольких часов происходят колебания электрического потенциала с периодом около 5 минут и амплитудой в несколько милливольт. Наиболее значительные колебания отмечаются у самого кончика корня. Об интенсивности электрических процессов в корневых клетках можно судить по величине протекающего через них тока. Исследованиями установлено, что через каждый 1 мм2 поверхности корня протекает ток около 0,01 микроампера.
Поврежденное место в тканях растений всегда заряжается отрицательно относительно неповрежденных участков, а отмирающие участки растений приобретают отрицательный заряд по отношению к участкам, растущим в нормальных условиях.
Одностороннее освещение листа возбуждает электрическую разность потенциалов между освещенными и неосвещенными его участками и черешком, стеблем или корнем. Эта разность потенциалов выражает реакцию растения на изменения в его организме, связанные с началом или прекращением процесса фотосинтеза.
В практике распыления ядохимикатов в сельском хозяйстве выяснено, что на свеклу и яблоню в большей мере осаждаются химикаты с положительным зарядом, на сирень — с отрицательным. Несомая ветром цветочная пыльца имеет отрицательный заряд, приближающийся по величине к заряду пылинок при пылевых бурях. Вблизи теряющих пыльцу растений резко изменяется соотношение между положительными и отрицательными легкими ионами, что благоприятно сказывается на дальнейшем развитии растений.
Заряженные семена культурных растений имеют сравнительно высокую электропроводность и поэтому быстро теряют заряд. Семена сорняков ближе по своим свойствам к диэлектрикам и могут сохранять заряд более длительное время. Это используется для отделения на конвейере семян культурных растений от сорняков.
Прорастание семян в сильном электрическом поле (например, вблизи коронирующего электрода) приводит к изменениям высоты и толщины стебля и густоты кроны развивающихся растений. Происходит это в основном благодаря перераспределению в организме растения под влиянием внешнего электрического поля объемного заряда. Если в результате исследований удастся найти сумму наиболее благоприятных для развития растений характеристик действующего извне электрического поля, выращивание растений в парниках в еще большей мере будет подчинено воле человека.
Значительные разности потенциалов в организме растений возбуждаться не могут, поскольку растения не имеют специализированного электрического органа. Поэтому среди растений не существует «древа смерти», которое могло бы убивать живые существа своей электрической мощностью.
На земле растет множество растений от невидимых невооруженным глазом микробов до огромных размеров деревьев.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАСТЕНИЙ
В Санта Мария дель Туле в Мексике известный немецкий натуралист Александр фон Гумбольт обнаружил в 1804 году гигантский кипарис, возраст которого он определил в 4—6 тыс. лет. Этот кипарис достигает более 40 м в высоту, и более 42 м в окружности. Ели Ванкувера достигают 100 м высоты. Абсолютным рекордсменом среди деревьев удерживала секвойя, срубленная в 1920 г. и имевшая 133 м в высоту и 36 м в диаметре у основания ствола. Весило это дерево 2000 т и составляло 2800 куб.м, древесины. Однако австралийские эвкалипты превосходят все деревья по размерам: высота одного из них превышала 150 м. Некоторые тропические лианы и морские водоросли достигают 100 м и более в длину.
Растения делятся на низшие (слоевцовые), у которых нет листьев и стеблей, — бактерии, грибы, водоросли, лишайники, и высшие (листостебельные) — мхи, хвощи, плауны, папоротники и семенные растения. У мхов, плаунов, хвощей и папоротников нет семян, они образуют только споры. Поэтому эти растения называются споровыми, или высшими споровыми, в отличие от низших споровых (водоросли и грибы).
Семенные растения делятся на две группы:
1) голосеменные (саговники и хвойные);
2) покрытосеменные — наиболее многочисленные: все травы, кустарники, лиственные деревья.
Все растения объединены в определенные группы. Самой мелкой систематической единицей является вид. Близкие виды объединяются в роды. Близкие роды, сходные между собой по самым важным признакам, объединяются в семейство.
Значение растений в природе, народном хозяйстве к жизни человека определяется их способностью, используя энергию света, создавать путем фотосинтеза органические вещества из неорганических. Зеленые растения обогащают атмосферу кислородом, необходимым для дыхания живых существ,
населяющих Землю. Растения поглощают из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества. Содержащиеся в них элементы включаются в состав органических соединений, идущих на построение организма самого растения, и служат пищей для животных и человека.
Растения используются человеком не только как источник питания, но и как сырье для разных отраслей промышленности: пищевой, текстильной, бумажной, химической и др.
В зависимости от использования растения разделяют на группы:
♦ хлебные злаки (пшеница, рис, кукуруза и др.);
♦ плодовые (яблоня, груша, вишня и др.);
♦ зернобобовые (горох, фасоль, соя и др.);
♦ масличные (подсолнечник, лен и др.):
♦ сахаристые (сахарная свекла, сахарный тростник и др.);
♦ волокнистые (хлопчатник, лен и др.);
♦ эфирномасличные (кориандр, лаванда
и др.);
♦ каучуконосные (гваюла, гевея и др.);
♦ декоративные (роза, хризантема, астра
и др.);
♦ лекарственные (валериана, шалфей, белладонна и др.).
Это преимущественно культурные растения, но человек для своих нужд использует также многие дикорастущие растения.
Виды и строение растений
Растения различаются между собой по морфологическими признаками — формой корня, стебля, листьев, цветов, плодов. Ниже приводятся основные общие сведения о мор-фологии растений, необходимые для их определения.
Корень — один из основных вегетативных органов высших растений.
Корни поглощают воду и питательные вещества и проводят их в надземные органы, а также прочно закрепляют растение в почве.
У некоторых растений, например, у моркови, корень служит для хранения запасных питательных веществ. У корнеотпрысковых растений (малины, сирени, осины) при помощи корней производится вегетативное размножение. Все имеющиеся у растения корни образуют корневую систему, достигающую у многих растений значительных размеров и иногда превышающую надземную часть в несколько раз, проникая в глубину, например, у пшеницы до 2 м, у верблюжьей колючки до 15 м. Корневая система разрастается и вширь, например, у кукурузы до 2 м, а у взрослой яблони до 15 м от ствола растения.
Кроме подземных, существуют и надземные корни. Среди них различают воздушные корни, которые образуются на стеблях и свисают вниз (монстера, орхидеи и др.), ходульные корни, которые отходят от ствола и, дойдя до почвы, внедряются в нее (мангровые растения влажных тропиков), цепкие корни, при помощи которых многие лианы прикрепляются к стволам, скалам и поднимаются к источнику света (плющ, ваниль и др.). У некоторых болотных растений тропиков встречаются дыхательные корни, которые поднимаются над поверхностью болота и обеспечивают воздухом корневую систему. Корневые системы растений всасывают и поглощают воду и растворенные минеральные соли из почвы и служат проводящими тканями при транспортировке этих веществ.
Корневая система, имеющая хорошо развитый главный корень (он длиннее и толще других) и отходящие от него боковые корни, называется стержневой.