Rast, vývin rastlín a Hydropónia

Michal Solárik

3.E

Gymnázium J.G. Tajovského2011/2012

Banská Bystrica

OBSAHÚvod.....................................................................................................................str.1.

1.Rast a vývin........................................................................................................str.2-3

2.Individuálny ontogenetický vývin......................................................................str.3

3.Fázy rastu............................................................................................................str.4

4.Klíčenie a Dormancia..........................................................................................str.5

5.Vnútorné a Vonkajšie činitele.............................................................................str.5-6-7

6.Hydroponické pestovanie rastlín.........................................................................str.7

7.Záver...................................................................................................................str.8

8.Použitá literatúra..................................................................................................str.9

9.Príloha..................................................................................................................str.10-11

Úvod

Rastliny sú veľkým základom života na zemi. Veľkým spôsobom pomáhajú nielen pri tvorbe kyslíka ale aj pri potravinovom zásobovaní našej planéty. Mojím záujmom bude v tejto práci priblížiť moje získané informácie a poznatky o raste a vývine rastlín. Mnoho ľudí chápe rastliny ako jednoduché. No sú veľmi zložité a reagujú na každu zmenu. V ich živote je to naozaj veľmi zaujímavé a pestré. Budem sa zaoberať ontogenickým vývinom, fázami rastu, klíčením a dormanciou, vnútornými a vonkajšími činiteľmi rastlín a doteraz neznámim hydroponickým pestovaním rastlín ktoré sa považuje za pestovanie budúcnosti.

1.

1.Rast a vývin

Vývin rastlín je zložitý proces v ktorom sa z jednej bunky vytvára celé telo rastliny.

Rozoznávame dve fázy vývinu. Vegetatívna fáza znamená vytvorenie koreňov, stonky

a listov. Generatívna fáza zahrňuje kvitnutie a tvorbu plodov , čiže pohlavné rozmnožovanie

rastlín. Rast a vývin rastlín je regulovaný rastlinnými hormónmi alebo inými regulačnými

látkami.

Vývin je charakterizovaný dvoma základnými procesmi:

Rast je ireverzibilné zväčšovanie objemu.

Diferenciácia je proces v ktorom sa bunky špecializujú na svoje budúce funkcie.

Rastliny, ako aj ostatné mnohobunkové organizmy vznikajú z jednej oplodnenej vajcovej

bunky, ktorú nazývame „zygota“ (samčie pohlavné bunky nazývame peľ). Po rozdelení

zygoty sa niektoré bunky špecializujú, iné ostávajú naďalej deliacimi sa bunkami. Zhluk

takýchto buniek nazývame meristémom. Meristém ostáva stále zachovaný na vrchole koreňov

a stoniek, preto môžu rastliny rásť počas celého svojho života. Listy a kvety majú na rozdiel

od koreňov a stoniek rast determinovaný - teda po dosiahnutí určitej veľkosti prestávajú rásť.

Tieto orgány potom postupne vstupujú do senescencie, odmumierajú a opadajú (napr. opad

listov, alebo kvetných lupienkov).

Bunky, ktoré vznikajú delením meristému postupujú do fázy objemového rastu. Bunky

naberajú vodu, čím sa zvyšuje ich osmotický tlak. Keďže rastlinné bunky sú obklopené

pevnými bunkovými stenami, musí dôjsť počas objemového rastu k ich rozvoľňovaniu. To

prebieha tak, že vplyvom zvýšenej kyslosti prostredia sa väzby medzi jednotlivými vrstvami

celulózy, uvoľnia a posunú sa v horizontálnom smere. Takto dochádza k predlžovaniu buniek.

Bezprostredne po predlžovaní dochádza k diferenciácii, k ktorom bunky nadobúdajú svoju

budúcu funkciu. Väčšina buniek napriek svojim odlišným funkciám má trvalo zachovanú celú

genetickú informáciu. V umelých podmienkach možno teda z každej rastlinnej bunky

regenerovať celú rastlinu. Túto vlastnosť buniek nazývame titopotencia. Výnimkou sú len

vodivé bunky floému- sitkovice, ktoré zabezpečujú transport organických látok a v zrelom

štádiu nemajú bunkové jadro. 2.

Rast rastlín je regulovaný hormónmi rastlín, napr. auxínmi, giberelínmi a cytokinínmi. Preto

sú tieto hormóny niekedy nazývané aj rastovými látkami. Sú bežne používané v

pestovateľskej praxi najmä na uľahčenie zakoreňovania odrezkov.

2.Individuálny ontogenetický vývin

Životný cyklus predstavuje život rastliny od zrodu (oplodnenie vajcovej bunky spermatickou

bunkou) po zánik jedinca. Proces ontogenézy je naprogramovaný už v zygote a vplyvom

vnútorných a vonkajších podmienok sa v rastline uskutočňujú kvantitatívne a kvalitatívne

zmeny.

V ontogenéze sa striedajú tri základné fázy:

1. Vegetatívna: zakladanie vegetatívnych orgánov (koreň, stonka, listy)

2. Reprodukčná (rozmnožovacia) - zabezpečuje reprodukciu celej rastliny

3. Dormantná (odpočinková) - rastliny ňou prekonávajú nepriaznivé podmienky

prostredia

Pozri aj Obr.č.1. v prilohe !

3.

3.Fázy Rastu

 

Rast je teda kvantitatívne nevratný proces zväčšovania objemu a hmotnosti tela rastliny,

spojený s tvorbou nových buniek v pletivách a orgánoch. Rast rastlín prebieha počas celého

života na rozdiel od živočíchov, v určitých zónach: v rastových zónach koreňa, stonky a listov

Rast zárodku od vyklíčenia po zánik rastliny nie je rovnomerný.

 

 

Fázy rastu: pozri aj Obr.č.2. v prílohe!

A) Meristematická (embryonálna) fáza:

prebieha tu delivý rast. Nové bunky sa tvoria v meristematických pletivách mitotickým

delením. Tento rast je veľmi pomalý a tvoria sa malé nediferencované bunky s veľkým

jadrom a bez vakuol. Dochádza k zvyšovaniu počtu buniek, nie k zväčšovaniu.

B) Predlžovacia (prolognačná) fáza dochádza k rýchlemu zväčšeniu objemu buniek vodou a

živinami. V bunke vznikajú nové vakuoly a jadro sa zmenšuje. Príjmom vody a živín sa

zväčšuje turgor, čo spôsobuje roztiahnutie membrán a tým zväčšenie bunky.

C) Diferenciačná (rozlišovacia) fáza nastávajú kvalitatívne zmeny v dôsledku špecializácie

buniek, ktorej výsledkom sú bunky rôzneho tvaru a funkcie. Tento proces je spôsobený

aktivitou určitej časti genetickej informácie rastlín v bunkách. Určitá skupina génov

zodpovedá za presne určenú diferenciáciu.

Diferenciácia má viacero úrovní:

1.úroveň rastliny (koreň, stonka, list alebo kvet)

2.úroveň orgánu (napr. list - pokožka, špongiový, palisádový parenchým, cievne zväzky) 

3.úroveň pletiva (napr. pokožka - pokožková bunka, prieduch, trichóm,...)

Každá rastlinná bunka je schopná realizovať kompletne celú genetickú informáciu. Táto

schopnosť sa nazýva totipotencia. Čiže z každej bunky možno získať novú rastlinu.

4.

4.Klíčenie a Dormancia

Klíčenie je rast zárodku po určitom čase pokoja. Sprevádzajú ho procesy príjmu vody,

intenzívneho delenia buniek a dýchania.

Klíčivosť:

Je schopnosť semena vyklíčiť. Závisí od genetických faktorov rastliny ale aj od vonkajších

podmienok prostredia. Je podmienená: obalmi semena, prítomnosťou vody, vyvinutosťou

embrya, inhibítormi...

Dormancia:

Je obdobie vegetačného pokoja rastliny. Je to prispôsobenie rastlín nepriaznivým

podmienkam. V rastlinách je geneticky zakódovaná. Hlboká dormancia je sprevádzaná

spomalením metabolizmu. Jedná sa o fyziologicky podmienené obdobie kľudu, kedy semená

ostávajú neklíčivé. Vynútená dormancia – nedobrovoľné predĺženie, môže byť prerušená

zmenou svetelného alebo tepelného režimu

5.Vnútorné a vonkajšie činitele 

Okrem genetických faktorov rast a vývin rastlín ovplyvňujú aj vnútorné a vonkajšie činitele.

Medzi vnútorné činitele patria:

1. látky, ktoré podporujú rast – stimulátory = príkladom takýchto látok sú

fytohormóny. Sú schopné urýchľovať, spomaľovať alebo inak modifikovať

metabolické procesy, ktorých výsledkom sú zmeny v raste a vývine. Rastové látky na

rozdiel od hormónov živočíchov nemajú špecifický účinok.

príklady stimulátorov: Pozri aj obr.č.4. v prílohe!

Auxín na každú rastlinu a rastlinný orgán pôsobí odlišne. Tvorí sa v stonkovom rastovom

vrchole a v okrajových rastových častiach listov. Auxíny urýchľujú klíčenie semena,

zabraňujú rastu bočných púčikov, podporujú rast bočných koreňov 5.

(čiže zväčšenie koreňového systému) a zakoreňovanie odrezkov. Účinok auxínov je

nešpecifický, na každú rastlinu aj orgán pôsobia rôzne.

Cytokiníny - podporujú delenie buniek, tvorbu chlorofylu, odďaľujú starnutie rastlinného

organizmu

Giberelíny - podporujú predlžovací rast, tvorbu kvetov a klíčenie semien

2. látky, ktoré zabraňujú ďalšiemu rastu – inhibítory

Kyselina abcisová - zabraňuje tvorbe DNA, deleniu buniek, rastu púčikov

Etylén

Herbicídy - chemické prostriedky ničenia rastlín. Selektívne ničia len niektoré rastliny.

Zeazín - je látka, ktorá zabraňuje rastu čohokoľvek okrem kukurice.

Medzi vonkajšie činitele patria najmä teplo, svetlo, voda a iné.

Teplo:

Rastliny rastú pri rozličnej teplote rozdielne rýchlo.

Teplotné – kardinálne body sú rozličné pre každú rastlinu.

minimálna teplota bod, pri ktorom rastlina začína rásť

optimálna teplota bod najrýchlejšieho rastu

maximálna teplota bod, pri ktorom rastlina prestane rásť

Podľa nárokov na teplo sa rastliny rozlišujú na :

1. chladumilné (mrazuvzdorné) dobre znášajú nízke teploty (lišajníky)

2. teplomilné dobre znášajú vysoké teploty (figovník, tabak, broskyňa)

Teplota vplýva aj na dĺžku života rastlín:

efeméry žijú len niekoľko týždňov (snežienka)

jednoročné rastliny vyklíčia, vyrastú, prinesú plody a semená (obilniny, slnečnica)

dvojročné rastliny v 1. roku vytvárajú vegetatívne orgány, v 2. roku vytvárajú generatívne

orgány a semená (kapusta, mrkva)

trvalky 6.

Svetlo:

Vplyv svetla na rast spôsobuje fotobiologické javy : etiolizáciu a fotoperiodizmus.

Etiolizácia je rast rastlín za nedostatku svetla. Prevláda tu predlžovací rast, listy sú drobné

a neobsahujú chlorofyl. Rastlina rastie do výšky, čím zvyšuje možnosť rastliny dostať sa na

svetlo.

Fotoperiodizmus je reakcia rastliny na striedanie dňa a noci, čo vplýva na klíčenie, kvitnutie

a opadávanie listov a iné reakcie.

6.Hydroponické pestovanie rastlín

Pozri aj obr.č.3. v prílohe!

Hydropónia je pestovanie rastlín bez pôdy v živnom roztoku. Niekedy sa terminologicky

rozlišuje hydropónia (korene sú priamo ponorené v živnom roztoku) a hydrokultúra (korene

sú v kvetináči s granulami a iba ich konce pretŕčajú do živného roztoku).

Hydroponicky možno pestovať takmer všetky izbové rastliny. Najvhodnejším substrátom je v

tomto prípade keramzit - expandovaný íl. Zelenina - rajčiny, uhorky a pod. alebo kvety

(karafiáty, gerbery a pod.) sa pre produkciu rezaných kvetov v skleníkoch tiež pestujú

hydroponicky buď v minerálnej plsti alebo v roztoku na "tenkej vrstve". V týchto systémoch

voda cirkuluje, mimo záhonov sa späť vrátený roztok filtruje, doplní sa živinami, upraví pH a

teplota. Podľa systému a účelu pestovania sa pridávajú hnojivá. Pre uzavretý systém

pestovania izbových rastlín v keramzite možno použiť kvalitné tekuté hnojivá bez balastných

látok a pri každej zálievke zalievať slabým roztokom (0,02%). Pre tento spôsob existujú ešte

dlhopôsobiace iontovýmenné hnojivá na báze Lewatit, ktoré vymieňajú živné ióny za soli

obsiahnuté v zálievkovej vode. V prípade použitia takéhoto hnojiva nie je vhodná zálievka

dažďovou vodou. Túto možno rastlinám dodávať raz za 3 - 4 mesiace.

Veľká väčšina rastlín, ktorá sa pestuje hydroponicky, môže rásť v hydropónii aj v pôde. Tento

typ pestovania je vynálezom Egypťanov. Medzi výhody patrí rýchlejší rast rastlín, menšia

náchylnosť k chorobám. Táto metóda pestovania je vhodná pre alergikov.

7.

7.Záver V mojej práci som opísal mnoho procesov rastlín. Objasnil som zásady hydroponického

pestovania, faktory vplývajúce na rastliny a naučil som sa mnoho aj o fázach rastu rastliny.

Úspešne sa mi podarilo priblížiť aj látky ktoré zabraňujú rastu určitých rastlín (inhibítory) a

taktiež aj látky ktoré podporujú rast. Vývoj a rast rastlín je veľmi zaujímavý a dúfam že táto

práca ho ešte viac ujasnila všetkým čitateľom.

8.

8.Použitá literatura

http://zmaturuj.zones.sk/materialy/ucebne-poznamky/biologia/poznamky-biologia-2-

rocnik.pdf

http://zmaturuj.borec.cz/download/biola/Biologia1.doc

http://www.bioweb.genezis.eu/?cat=3&file=rastvyvin

pre 1. roč. SPoŠ. 3. upr. vyd. Bratislava: Príroda. 2001. 140 s. ISBN: 80-07-00306-1

9.

9.Príloha

Obr.1. Ontogenický vývin

Obr.2. rast pletiva, delenie a predlžovanie buniek.

Obr.č.3. Hydroponické pestovanie

Obr.č.4. Porovnanie rastu normálnej rastliny (vľavo) a mutanta s poruchou fungovania auxínov.

11.