Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑cyan

Susza klimatyczna

Część roślin wykształciła zdolność do przetrwania okresów niedoboru wody w środowisku – tzw. odporność na suszę. Suszą określa się warunki meteorologiczne cechujące się długotrwałym brakiem opadów atmosferycznych lub ich niedoborem oraz – związane z tym – warunki glebowe cechujące się niedoborem wody w glebie przy jej jednoczesnym silnym parowaniu z powierzchni ziemi. Susza może być także spowodowana wiązaniem wody przez jony soli znajdujące się w nadmiarze w roztworze glebowym.

R1eSdog9L1Ou8
Sahel w Afryce, zaznaczony błękitnym pasem, to obszar częstych zmian pogody, w wyniku których może dochodzić do znacznych spadków rocznych opadów w porze deszczowej.
Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.
Susza klimatyczna

To stosunkowo długotrwały okres z brakiem opadów atmosferycznych lub z dużym ich niedoborem (w porównaniu ze średnimi wartościami wieloletnimi).

Susza klimatyczna występuje najczęściej na obszarach sawannowych, charakteryzujących się porą suchą trwającą od 3 do 10 miesięcy i niewielką ilością opadów atmosferycznych w porze deszczowej, oraz na obszarach stepowych, cechujących się gorącym latem, mroźną zimą, niewielką ilością opadów atmosferycznych i dużymi wahaniami temperatury powietrza.

R1JzXWUIunp8G
Wpływ suszy na uprawę kukurydzy. Teksas, 20 sierpnia 2013 r.
Źródło: Bob Nichols, Wikimedia Commons, domena publiczna.

Coraz częstsze susze spowodowane są również globalnym ociepleniem oraz bezpośrednią działalnością człowieka, taką jak: wycinanie lasów równikowych i zakrzewień sawannowych, zaburzenie naturalnej retencji wody poprzez niszczenie szaty roślinnej, osuszanie terenów podmokłych oraz regulacja rzek.

Susza klimatyczna charakteryzuje się więc niedoborem opadów, dużym parowaniem i w następstwie – brakiem wody w glebie.

Susza fizjologiczna

To stan, w którym roślina nie może pobrać wody pomimo jej występowania w glebie.

R1aBYlDmSLCZa
Budowa korzenia.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Absorpcja wody przez korzeń zachodzi głównie w strefie położonej blisko wierzchołka, gdzie komórki skórkiskórkaskórki mają cienkie ściany i liczne włośnikiwłośnikiwłośniki. Pobieranie wody zachodzi jednak tylko wtedy, gdy potencjał wodypotencjał wodypotencjał wody w komórkach korzeni jest niższy od potencjału wody w glebie. Duże stężenie soli w środowisku zmniejsza dostępność wody dla rośliny, gdyż zwiększają się siły osmotyczne utrzymujące wodę w roztworze glebowym. Potencjał wodny roztworu glebowego staje się wtedy bardzo niski. Powoduje to, że chociaż woda jest obecna w glebie, roślina nie może jej pobrać. Stan ten nazywany jest suszą fizjologiczną. W wyniku ograniczonego pobierania wody maleje turgorturgorturgor, co natychmiast prowadzi do zahamowania wzrostu komórek na długość. Zahamowanie wzrostu korzeni stanowi dodatkową przyczynę ograniczenia pobierania wody.

R135eYKRCXBMO
Duże stężenie soli w glebie zmniejsza dostępność wody dla rośliny.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R3qRT3OCFXEqi
Soliród zielny (Salicornia europaea) na brzegu słonego jeziora Baskunczak w Rosji. Jest to roślina przystosowana do życia w znacznie zasolonej glebie.
Źródło: Wikimedia Commons, licencja: CC BY 3.0.

Do przyczyn suszy fizjologicznej należą także niska temperatura oraz mroźne wiatry. Z tego powodu występuje ona często po suchej jesieni – mała ilość opadów pod koniec sezonu uniemożliwia roślinom magazynowanie wody, natomiast zimą silne wiatry i mróz uniemożliwiają roślinie jej pobieranie, ponieważ ziemia zamarza. Wczesną wiosną, gdy słońce zaczyna intensywniej ogrzewać powierzchnię ziemi, zwiększa się parowanie wody z roślin, które nie są w stanie pobrać jej z gleby na tyle dużo, by uzupełnić niedobory wody w tkankach.

Najbardziej narażone na suszę fizjologiczną są więc rośliny zimozielone (bukszpany, rododendrony i rośliny iglaste), które nie zrzucają liści na zimę i cały rok przeprowadzają proces transpiracjitranspiracjatranspiracji, nie mogąc jednocześnie pobierać wody z zamarzniętej gleby. Prowadzi to często do zamierania tych roślin.

RbfiSTMVW3FaZ
Mrozy uniemożliwiają pobieranie wody roślinom zimozielonym, dlatego są one narażone na suszę fizjologiczną.
Źródło: Pixabay, domena publiczna.
bg‑yellow
Ciekawostka

Około 30% powierzchni lądów na kuli ziemskiej wykazuje deficyt opadów, przy czym na powierzchni 12% lądów roczny opad dostarcza zaledwie ¼ ilości wyparowywanej wody. Odporność roślin na suszę może mieć zatem decydujące znaczenie dla rozmieszczenia geograficznego gatunków. W warunkach naszego kraju woda jest jednym z ważniejszych czynników ograniczających plonowanie roślin uprawnych.

bg‑cyan

Skutki deficytu wody w roślinie

Rp5lGFqF5IWmQ
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: [bold] Skutki niedoboru[br] wody w roślinie
    • Elementy należące do kategorii [bold] Skutki niedoboru[br] wody w roślinie
    • Nazwa kategorii: obniżenie potencjału [br]wody
    • Nazwa kategorii: obniżenie ciśnienia [br]turgorowego
    • Nazwa kategorii: zmiana stosunków [br]przestrzennych między [br]plazmolemmą, tonoplastem [br]i błonami organelli [br]w wyniku zmiany [br]objętości komórki
    • Nazwa kategorii: zwiększenie stężenia [br]soli i jonów
    • Nazwa kategorii: zmiana struktury [br]i konformacji [br]makromolekuł [br]pod wpływem usunięcia [br]wody hydratacyjnej
    • Koniec elementów należących do kategorii [bold] Skutki niedoboru[br] wody w roślinie
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Czynniki decydujące o natężeniu stresu wodnego:

  • ilość utraconej wody;

  • szybkość odwadniania;

  • czas trwania deficytu wody.

Jednym ze skutków deficytu wody jest stres wodny, czyli niedobór wody w tkankach. Zjawisko to powstaje, gdy zawartość wody spada poniżej wartości krytycznej dla danego gatunku rośliny. Prawie każdy proces przebiegający w komórkach roślinnych ulega zmianom pod wpływem deficytu wody.

RluFonNlKbPmf
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.

Rośliny rosnące w warunkach deficytu wody są zazwyczaj mniejsze, pozbawione turgoru, o jasnym zabarwieniu, bardziej wrażliwe na choroby i ataki szkodników, a także gorzej zaopatrzone w składniki pokarmowe, co znacznie obniża ich plonowanie. Straty plonów związane z niedoborem wody mogą sięgać nawet kilkudziesięciu procent.

R1FvqTj1UzZRn
Zdjęcie liści skrzydłokwiatu (Spathiphyllum) po podlaniu, wykonane techniką poklatkową (nałożone na siebie zdjęcia wykonywane w dużych odstępach czasu).
Źródło: Flickr, licencja: CC BY 2.0.

Rośliny wykorzystują co najmniej kilka strategii obronnych przed stresem wodnym. Jedną z nich jest uruchomienie mechanizmów osmoregulacji. Umożliwiają one roślinie kontrolę potencjału osmotycznego komórek. Proces ten polega na nagromadzeniu w wakuoli substancji obniżających potencjał wody w komórce. W uruchomieniu procesów obrony przed skutkami odwodnienia uczestniczą niektóre fitohormony, m.in. etylen i kwas abscysynowy.

Słownik

potencjał wody
potencjał wody

ilość energii swobodnej (zdolność do wykonania pracy użytecznej) wnoszonej do układu przez każdy mol wody

skórka
skórka

epiderma; okrywająca, zewnętrzna, zwykle pojedyncza żywa warstwa komórek występująca na powierzchni wszystkich młodych organów roślinnych

stres
stres

stan organizmu spowodowany działaniem czynników środowiskowych różnego pochodzenia (tzw. stresorów), przeważnie szkodliwych lub w znacznym stopniu naruszających homeostazę wewnątrzustrojową; stres u roślin to fizjologiczna reakcja organizmów na niesprzyjające (stresowe) czynniki środowiska (zwane stresorami)

stresor
stresor

czynnik wywołujący stres psychiczny lub fizjologiczny

transpiracja
transpiracja

aktywne wyparowywanie wody z nadziemnych części roślin, odbywające się przez aparaty szparkowe, skórkę lub przetchlinki

turgor
turgor

ciśnienie turgorowe; fizjologiczny stan wysycenia komórek i tkanek roślinnych wodą, umożliwiający utrzymanie kształtu i określonej pozycji przez roślinę lub niektóre jej organy niemające dobrze wykształconej podtrzymującej tkanki mechanicznej

włośniki
włośniki

cienkościenne, cylindryczne, długie komórki skórki korzenia u lądowych roślin naczyniowych; zwiększają powierzchnię pobierania wody