Листопад или сезонная смена листьев - это биологический процесс для растений, в ходе которого они сбрасывают листву с ветвей, чтобы не погибнуть в холодный период года, а также засуху.
Сбрасывание листвы кустами и деревьями является естественным процессом. Важен он как для самих растений, так и для почвы, в которой они произрастают.
Сезонная смена листьев растений
Листопад для деревьев является логичным завершением цикла сезонного роста и способом успешно пережить зиму. В регионах с умеренным климатом она морозная. Верхний слой почвы и скопившаяся влага промерзают. Как следствие, растение не может собрать корневой системой достаточное количество воды. Если бы листья оставались на ветвях, с их поверхности влага продолжала бы испаряться, пусть и не так интенсивно из-за низких температур, кустарники и деревья засохли бы.
В зимний период выпадает большое количество осадков в виде снега. Последний налипает на ветки. При условии наличия листьев, масса налипшего снега была бы существенно больше, ветви деревьев и кустов обламывались бы под непривычной тяжестью.
Опавшие с деревьев и кустов листья, а также хвоя, образуют растительный покров у корневой системы деревьев, который является естественной защитой от зимних морозов. Ближе к весне при постепенном оттаивании почвы и с выпадением осадков в виде дождей, вся опавшая листва перегнивает, выступая удобрением для грунта и источником питательных веществ для растений.
В регионах с субтропическим климатом листопад является свидетельством засухи. Деревья сбрасывают листву, ввиду нехватки воды. Нередко это происходит летом, в июле-августе.
Процесс смены листьев растений и деревьев
Лиственные кустарники и деревья листву сбрасывают в осенний период. Это зависит не столько от календаря, сколько от изменения светового дня и температуры воздуха. Для растений осень наступает при установлении температуры от 15 градусов тепла и ниже.
Перед сбрасыванием листвы растения накапливают минеральные и полезные вещества в стволе и ветвях, забирая все от листьев. Необходимость в фотосинтезе отпадает, и листва меняет цвет. Циркуляция сока по ветвям замедляется, не получающие питания листья начинают опадать.
У хвойных деревьев также происходит смена иголок. Из-за малой площади испарения влаги с них, а также особого воскового покрытия, которое дополнительно замедляет этот процесс, у растений нет необходимости в сбрасывании иголок одномоментно. Процесс этот происходит постепенно и незаметно для человеческого глаза.
Комнатные растения, в большинстве своем, не сбрасывают листья. Характерно это для кустарников и быстрорастущих видов, но происходит постепенно и на внешний вид растений не влияет.
Если растение комнатное сбросило листву - были нарушены условия его выращивания: не соблюден режим полива, установка в темном месте, либо, наоборот, под прямыми солнечными лучами и т.д.
Листопад у разных деревьев
(Рисунок-задание: К какому дереву принадлежит лист? )
Период начала-окончания листопада растений в разных регионах отличается, что зависит от климатических особенностей. Но закономерность в порядке сбрасывания листвы разными видами деревьев и кустарников имеется.
Первыми листву начинают терять береза и липа. В Забайкалье к первым числам октября деревья полностью стоят голые.
Следующими на очереди идут тополь, дуб, клен. В среднем, этот процесс начинается с середины сентября и к 10 числам октября деревья также полностью сбрасывают листву. Среди лиственных деревьев самой последней расстается с листвой яблоня. Бывает, что при наступлении морозов редкие листья все еще остаются на ветвях.
Последней из всех лиственных растений опадает рябина. Имеется даже народная примета, согласно которой ожидать морозов следует через несколько дней после опадания основной части листвы.
18. Продолжительность жизни листьев. Листопад и его биологическое значение.
Продолжительность жизни развившихся на побеге зеленых листьев у разных видов растений неодинаковая и колеблется от 2-3 недель до 20 и более лет. В целом нужно отметить, что листья многолетних растений по сравнению со стеблем и корнем обладают наименьшей длительностью жизни. Это, видимо, связано с тем, что ткани листа, сформировавшись, больше не обновляются, а с другой стороны, листья в течение своей сравнительно короткой жизни очень активно функционируют. Различают виды растений листопадные и вечнозеленые. Первые характеризуются тем, что ежегодно в течение некоторого периода находятся в безлистном состоянии, и этот период обычно совпадает с неблагоприятно складывающимися условиями внешней среды. Продолжительность жизни их листьев около 5 месяцев.(Это берёза, дуб, ольха, орешник, шиповник.)Например, большинство наших деревьев и кустарников не имеют листьев в зимнее время. Вечнозеленые растения характеризуются наличием зеленых листьев в течение круглого года. Но это не значит, что лист у них сохраняется и функционирует вечно, в течение всей жизни особи. У вечнозеленых растений тоже имеется листопад, но с растения опадают более старые листья и всегда сохраняются листья, образовавшиеся в более поздние сроки. У подмосковных вечнозеленых растений - ели и сосны - листья сохраняются в течение 5-7 (у ели) и 2-4 (у сосны) лет. Длительность жизни хвои ели более продолжительна у растений, произрастающих в районе Кольского полуострова и Приполярного Урала, где она достигает 12-16, а в некоторых случаях 18 (22) лет. Долго сохраняется хвоя у тянь-шаньской ели в Заилийском Алатау, где были обнаружены листья 26-28-летнего возраста. (По данным И. Г. Серебрякова (1952)).
Таким образом, продолжительность жизни листа определяется процессами роста и развития растительного организма в целом. Листопад - процесс биологический, обусловленный развитием растительного организма и его жизнедеятельностью. Листопад – естественный процесс отделения листьев от стеблей. В зимнее время он сохраняет растения от потери воды, когда её поступления из почвы практически прекращается. Кроме того, листопад освобождает растения от вредных для них веществ, которые накапливаются к осени в клетках листьев. Без листопада на листьях растений задержалось бы много снега, а под его тяжестью могла произойти поломка ветвей и стеблей.
Листопаду предшествует старение листа: снижается интенсивность жизненных процессов, протекающих в его клетках (фотосинтеза, дыхания), уменьшается содержание рибонуклеиновой кислоты, азотных и калийных соединений. Гидролиз преобладает над синтезом веществ; в клетках накапливаются конечные продукты распада (например, кристаллы оксалата кальция). Наиболее ценные минеральные и пластические соединения уходят из листьев. Их отток обычно совпадает или с формированием и ростом новых органов, или с отложением запасных веществ в уже готовые запасающие ткани. В опытах удавалось продлить жизнь листьев, удаляя почки или другие образования на растении, куда могут поступать пластические и минеральные вещества из листьев. Переброска веществ к местам их повторного использования рассматривается как одна из причин старения и опадения листьев. У большинства деревьев и кустарников в период листопада листья меняют окраску и становятся желтыми или багряными. Их желтый цвет обусловлен пигментами пластид (каротином и ксантофиллом) и клеточного сока (флавонами). Красновато-багряный цвет листьев обеспечивается накоплением в клеточном соке пигмента антоциана , который меняет свою окраску в зависимости от среды. В щелочной среде антоциан принимает голубовато-синюю окраску, а в кислой - розово-пурпуровую. У некоторых растений (ольха, сирень) листья сохраняют зеленый цвет до отмирания. Помимо биохимических превращений, происходящих в листьях перед их опадением, наблюдаются и анатомические изменения в основании листа. Перпендикулярно продольной оси черешка близ стебля закладываются клетки отделительного слоя. Межклетное вещество, соединяющее эти клетки, ослизняется, и клетки отделяются друг от друга. На месте отделения листа со стороны стебля к этому времени формируются слои клеток, оболочки которых опробковевают. Образовавшийся слой пробки защищает внутренние ткани стебля на месте отделившегося листа. После образования отделительного слоя и нарушения связи между клетками лист еще некоторое время продолжает оставаться на дереве благодаря проводящим пучкам, связывающим лист со стеблем. Но наступает момент нарушения и этой связи, и листья опадают.
Биологическое значение листопада:
Оздоровительное значение для растения и защита его от избыточного испарения влаги осенью и зимой;
Предохранение от вымерзания корней растения и опавших семян;
Опавшая листва является хорошим минеральным и органическим удобрением.
Какое значение имеет листопад в жизни растений? Большое. Листья сделали свою работу по обеспечению дерева питательными веществами на протяжении всей весны и лета и теперь могут уйти.
Какое значение имеет листопад в жизни растений? Важное. Если листья останутся на деревьях или кустах, то послужат причиной их гибели.
Какое значение имеет листопад в жизни растений? Философское. Листья умирают и освобождают место для новых побегов.
Какое значение имеет листопад в жизни растений? Эстетическое. Падающие листья - самое красивое явление в мире деревьев.
Осень
Листья большинства кустарников и деревьев меняют окраску и опадают. Они словно соперничают в красоте. Но у таких растений, как ольха, молодой тополь, сирень, листья до заморозков окраску не меняют и остаются зелеными. А по первому снегу чернеют.
Некоторые травянистые представители - анютины глазки, пастушья сумка, мятлик однолетний - цветут до глубокой осени.
Периодические явления, такие как цветение или листопад, у растений вызваны сезонными изменениями.
Зима
С наступлением осени все живое готовится к зиме. Жизнь растений тоже замирает. Они в зимний период находятся в состоянии покоя - не растут, не питаются, не живут в полной мере, но существуют. А с наступлением весны и началом сокодвижения растения получают новые силы и возрождаются. Пережить длинный период покоя становится возможным благодаря запасам питательных веществ, о которых «позаботились» в том числе и листья. С наступлением холодов они становятся ненужными растениям. Более того, могут стать причиной их гибели.
Листья испаряют влагу летом и могли бы это делать зимой (как сушится белье на морозе). Таким образом, они бы обезводили дерево, и оно было бы обречено. Листопад в жизни растений жизненно необходим. Предохраняя себя от высыхания и гибели, деревья и кустарники сбрасывают отмершие части еще до наступления холодов.
Осенние листья
Перед опаданием они отдают растению. У основания черешка листа образуется пробка, и он отмирает. Затем отделяется от ветки под собственной тяжестью или от порыва ветра. Значение листопада в жизни растений трудно переоценить. Без него погибла бы огромная часть флоры, остались бы только хвойные и тропические экземпляры.
Вечнозеленые растения
Для них характерна неизменная окраска листьев. Это не означает, что они живут вечно. У вечнозеленых культур листопад позволяет растениям постоянно обновляться. Они теряют отмершие части на протяжении всей вегетации, как человек волосы. У вечнозеленых растений старые листья опадают. Более молодые сохраняются в неизменном цвете.
Тропические вечнозеленые растения характеризуются листьями, продолжительность вегетации которых составляет несколько лет или месяцев. Хотя встречаются и экземпляры, на короткое время остающиеся с голыми стволами.
Сколько живут листья
Продолжительность их жизни неодинакова и может составлять от 14 дней до 20 лет. Листья в сравнении с корнем и стеблями живут существенно меньше. Это объясняется тем, что они функционируют очень активно и не имеют возможности обновляться.
У вечнозеленых растений средней полосы России, таких как ель и сосна, хвоинки опадают через 5-7 лет у первой и через 2-4 года у второй.
Продолжительность листопада тоже неодинакова. У березы этот период длится примерно два месяца, а липе достаточно всего двух недель.
Почему листья меняют цвет
О том, что дерево готовится к зиме, становится видно по изменению окраски листьев. Они великолепны в своем увядании - желтые, красные, бурые, оранжевые с различными переходами и оттенками. Становится грустно, когда вся эта красота облетает и покрывает сплошным ковром землю.
Листопад - это биологический процесс, который заложен в жизнедеятельности и развитии растения. Снижается интенсивность всех внутриклеточных процессов (фотосинтез, дыхание), уменьшается содержание питательных веществ (рибонуклеиновой кислоты, азотных и калийных соединений). Гидролиз начинает преобладать над синтезом веществ, клетки накапливают продукты распада Более ценные пластичные и минеральные соединения из листьев уходят в запасники растения.
Большинство кустарников и деревьев становятся осенью багряными и желтыми. Красные оттенки обусловлены накоплением в клетках пигмента антоциана, реагирующего на кислоту и меняющего цвет на пурпурный оттенок. В щелочной среде он стал бы голубовато-синим.
Желтая окраска листьев зависит от пигментов (каротина, ксантофилла) и клеточного сока (флавоны). Вот так, очень прозаично, объясняется красота осеннего леса.
Удобрение
Роль листопада в жизни растений очень существенна. Он защищает корни от вымерзания. Пышная лесная подстилка, благодаря рыхлости и наличию большого количества воздуха, уменьшает теплопроводность грунта и препятствует его глубокому промерзанию в зимний период.
Кроме того, она достаточно влагоемка, что немаловажно для растений. Опавшие листья служат мульчирующим материалом, предохраняют почву от эрозии и препятствуют образованию корки. Перегнившие, они улучшают структуру грунта и привлекают земляных червей.
Опавшие листья являются ценным органическим удобрением с содержанием фосфора, калия, кальция, азотистых веществ и полезных микроэлементов. Таким образом создаются благоприятные условия для растений. В лесах вырастают громадные деревья без внесения каких-либо удобрений.
Опавшие листья в саду
Современный садовод не ценит крестьянский опыт прошлых лет. Он ежегодно сжигает столько удобрений и структурного материала, сколько хватило бы и на компост, и на мульчирование. Одни садоводы не сберегают листья по незнанию, другие боятся распространения инфекций. Но если подойти к этому вопросу разумно, то все их опасения напрасны.
Дело в том, что возбудители болезней погибают при созревании компоста и переработке его дождевыми червями. Следовательно, листья плодовых культур целесообразно закладывать для получения перегноя, а здоровую подушку из-под березы, липы, каштана, клена и др. оставить для мульчирования на следующий летний период.
Укрытие такого рода станет спасением для ценных растений в бесснежные зимы. Например, для земляники, нарциссов, новых посадок.
Весной опавшими сухими листьями можно мульчировать посадки перцев, баклажанов и томатов в теплицах и парниках. Этим культурам требуется сухой воздух и влажная почва. Толстый слой сухих листьев создаст необходимый микроклимат, станет препятствием росту сорняков, и все лето будет радовать в отдельно взятой теплице.
Ранний урожай
Ценные свойства листопада можно применять для выращивания ранних урожаев овощей (огурцов, картофеля, капусты, кабачков и проч.) или для ускоренной посадки земляничных кустов, цветов. С осени готовят неглубокие, на штык лопаты, траншеи. Потом заполняют их здоровой опавшей листвой и проливают раствором навозной жижи. Сверху кладут сочные листья капусты, ботву корнеплодов и т. д. В таком виде оставляют траншеи на зиму. Вынутую землю оставляют рядом в виде гребня.
За зиму содержимое траншеи осядет, напитается талой водой и уплотнится. Земля в гребне под ярким солнцем оттает и прогреется быстрее. Как только позволит почва, валик загребают в траншею и высаживают ранние овощи. Можно соорудить небольшой пленочный тоннель над молодыми растениями, чтобы уберечь их от заморозков.
В местах на Земле, где происходит ярко-выраженная смена сезонов, деревья сбрасывают листву на зиму, т. е. переносят неблагоприятный период без листвы. Данное явление называется листопадом . Листопад наблюдается не только в тех регионах, где есть ярко-выраженные зима и лето, но и там, где чередуются влажный и засушливый сезоны года (в субтропиках).
Перед листопадом у многих деревьев происходит изменение окраски листьев. Из зеленых они становятся красными, желтыми, оранжевыми. Происходит это в следствие разрушения зеленого пигмента хлорофилла в хлоропластах. При этом другие пигменты становятся заметными или синтезируются. Обычно это пигменты желто-красных оттенков. Сами хлоропласты перерождаются в хромопласты.
Кроме пигментов хромопластов цвет листвы определяют пигменты в клеточном соке вакуолей клеток.
У листопада можно выделить две основные функции:
удаление из растений вредных и ненужных ему веществ,
уменьшение испарения воды растением в неблагоприятный период года (предотвращение обезвоживания).
За вегетационный период (весну и лето) в растениях происходит множество биохимических реакций. Некоторые продукты этих реакций не нужны растению или даже вредны. К осени такие соединения переносятся в клеточный сок вакуолей клеток листьев. Далее в период листопада вместе с опавшей листвой происходит удаления из растения ненужных и вредных веществ. Если данные вещества имеют органическую природу, то, попав в почву, разлагаются микроорганизмами и другими сапрофитами до неорганических веществ, которые полезны и нужны растениям.
Листья растения активно испаряют воду через устьица. Испарение играет важную роль в жизни растения. Оно обеспечивает ток воды из корней в листья, а также охлаждает растение в жаркий солнечный день. Однако для того, чтобы испарение было эффективно, растение должно поглощать корнями достаточное количество жидкой воды. Зимой такой воды очень мало, так как она превращается в кристаллы льда. Если бы листопада не было, то происходило бы обезвоживание растения. Поскольку воды для осуществления процесса фотосинтеза, который протекает в листьях, недостаточно, то и в этом смысле листва не нужна.
Кроме того, в умеренной зоне зимой много снега, который задерживается на ветвях деревьев. Под его массой ветви могут обламываться. Если бы листва не опадала в период листопада, то способствовала бы еще большему накоплению снега на дереве и обламыванию ветвей.
У покрытосеменных деревьев мест обитания, где нет четкой смены сезонов года, обычно отсутствует явление листопада, когда вся листва сбрасывается за достаточно короткий период, а дерево остается «голым». Тропические леса зеленеют круглый год. Однако это не значит, что каждый лист на таком дереве живет столько же, сколько дерево. Просто одновременно пока одни листья опадают, другие вырастают. В умеренном и более холодном климате также встречаются вечнозеленые покрытосеменные деревья и кустарники. К ним, например, относятся брусника и клюква. Листья этих растений приспособлены к тому, чтобы испарять минимум воды. Они мелкие и толстые, их устьица погружены глубже, зимой большая часть листвы оказывается под снегом.
Явление листопада связано с деревьями. У многолетних и двулетних травянистых растений к зиме обычно отмирает вся надземная зеленая часть.
В наших краях многие деревья сбрасывают листву, и это обычный процесс, происходящий осенью, перед наступлением зимних холодов и морозов. Листопад происходит не только в условиях умеренных широт, но и в тропических. Там опадание листьев не так заметно, поскольку все виды деревьев сбрасывают их в различные периоды времени, а покой длится всего несколько дней. Сам по себе процесс листопада зависит не только от внешних, но и от внутренних факторов.
Особенности листопада
Листопад представляет собой явление, когда листья отделяются от веток кустарников и деревьев, и происходит он раз в год. На самом деле опадение листьев характерно для всех видов деревьев, даже тех, которые считаются вечнозелеными. Дело в том, что у них этот процесс происходит постепенно, занимает продолжительное время, поэтому практически не заметен для людей.
Основные причины листопада:
- подготовка растений к засушливому или холодному сезону;
- климатические и сезонные изменения;
- заболевание растения;
- поражение дерева насекомыми;
- влияние химикатов;
- загрязнение окружающей среды.
Когда приближается в одних частях планеты холодный сезон, а в других засушливый, то в грунте количество воды становится недостаточным, поэтому листья опадают, чтобы не засохнуть. Тот минимум влаги, который остается в почве, используется для питания корня, ствола и других органов растения.
Деревья, сбросив листву, избавляются от вредных веществ, которые накопились в листовой пластине. Кроме того, растения умеренных широт сбрасывают листья именно осенью, готовясь к периоду покоя, потому что в ином случае снег накапливался бы на листьях, и под весом осадков деревья гнулись бы к земле, а некоторые из них погибли бы.
Опавшие листья
Сначала листья на деревьях меняют окрас. Именно осенью мы наблюдаем всю палитру листьев: от желтых и багровых до темно-коричневых оттенков. Это происходит, потому что замедляется процесс поступления полезных веществ в листьях, а потом полностью прекращается. В опавшей листве содержатся углеводы, которые вырабатываются, когда лист осуществляет поглощение СО2, азот и некоторые минеральные вещества. Их избыток может вредить растению, поэтому, когда листья опадают, в организм дерева не поступают вредные вещества.
Специалисты уверяю, что опавшие листья запрещается сжигать, так как во время этого процесса в атмосферу попадает ряд веществ, загрязняющих воздух:
- сернистый ангидрид;
- окись углерода;
- азот;
- углеводород;
- сажа.
Все это загрязняет окружающую среду. Само значение листопада для экологии играет большую роль. Опавшие листья являются богатым органическим удобрением, насыщают почву полезными веществами. Также лиственный покров защищает почву от низких температур, а для некоторых животных и насекомых листья – это богатый источник питания, поэтому опавшие листья – это неотъемлемая часть любой экосистемы.
