Жизнь растения тесно связана с окружающей средой: из почвы, из воды, из воздуха оно получает вещества, которые усваивает (ассимилирует), то есть использует для построения своего тела.
Растение питается, дышит, растет, развивается и развивается во взаимодействии с условиями внешней среды. Живой растительный организм тем и отличается от неживых тел природы, что он строится в соответствии с окружающими условиями. Если изолировать растение от окружающей среды, то оно перестает быть живым, так как прекратится обмен веществ, то есть ассимиляция (усвоение веществ) и диссимиляция (распад веществ при дыхании) - основные процессы жизни.
Живое растение воспроизводит себя из условий окружающей среды в соответствии со своей наследственностью; тело его растет в полной зависимости от окружающих внешних условий, оно реагирует на изменение этих условий. Растения обладают то медленным и незаметным, то более быстрым ростом, слагающимся из размножения и увеличения мельчайших частиц его тела - клеток, дающих начало тканям и органам. Количественное увеличение клеток растения приводит к качественным изменениям их, обусловливающее переход растения из одной стадии развития в последующие, приводящие растение к цветению и плодоношению.
Основные факторы жизни растения, как изложено выше, - вода, влажность воздуха, свет, тепло, пища. Растение может хорошо расти и развиваться только при наиболее благоприятном сочетании этих условий в различные периоды его жизни.
Все условия жизни растения равнозначимы и незаменимы (по В.Р. Вильямсу). При отсутствии в окружающей среде хотя бы одного из них растение не может нормально расти и развиваться, даже если бы оно было вполне обеспечено всеми остальными.
Кратко остановимся на характеристике роли основных условий жизни растения.
Вода входит в состав живых органов растения. Сухие семена, сухие плоды содержат от 8 до 14 процентов воды, а сочные части растения - от 75 до 90 процентов. Без воды нет жизни. Вода входит в состав протоплазмы, ядра, пластид. Вода создает клеточный тургор; при посредстве воды в растение поступают минеральные соли и происходит передвижение веществ. Испарение воды играет важную роль в жизни растения. В районах, где выпадает много годовых осадков, например на Южном берегу Крыма, при достаточном количестве тепла, света и влажности воздуха развивается роскошная растительность. Но и при ничтожном количестве осадков, например в сухих степях, возможна жизнь, хотя растительность там скудная, защищающаяся от потери воды различными приспособлениями --волосками, высоким осмотическим давлением и т.д. Как известно, по отношению к воде растения разделяются на ксерофиты, мезофиты и гигрофиты.
Свет - также основной фактор жизни растений.
Внешняя форма растения, внутреннее строение всех органов его зависят от силы света.
Этиолированные растения обладают вытянутыми слабыми бледными стеблями, не способными самостоятельно держаться, вследствие недоразвития механических тканей. От недостатка света растения часто полегают. Листья у двудольных растений без света слабо развиваются, а у злаков вытягиваются в узкие белые ленты. У корнеплодов в темноте листья развиваются, но остаются желтыми, лишенными хлорофилла.
Явлением этиоляции пользуются овощеводы при выращивании нежных растений (спаржи, салата, цветной капусты). Свет задерживает сильное удлинение стеблей и придает определенную форму растениям.
Одни из растений лучше развиваются на ярком солнечном свете, другие - на рассеянном свете и в тени. Такие деревья, как лиственница, сосна, береза, ясень, дуб, а из травянистых - амарант, люцерна, коровяк, подорожник, латук, относятся к светолюбивым растениям. К теневыносливым деревьям можно отнести пихту, ель, бук, клен, граб, а из травянистых - кислицу, майник, ландыш, вороний глаз, мхи, папоротники и многие другие, хорошо растущие под пологом леса.
Ранее отмечалось, что зацветание и плодоношение различных растений связано с различной продолжительностью дневного освещения. Тепло необходимо растению уже со времени начала прорастания семян. Процесс этот протекает наиболее быстро лишь при определенной температуре и что с повышением температуры выше или понижением ее ниже оптимальной, прорастание растений сначала замедляется, затем прекращается и, наконец, растение погибает совсем.
Требования растений к температурному фактору неодинаковы, что имеет большое практическое значение. Если, например, овес или яровую пшеницу можно сеять ранней весной, то огурцы или фасоль требуют для прорастания семян значительно более высокой температуры и поэтому должны высеваться в то время, когда обогреется почва и минует опасность заморозков.
Тепло необходимо также для дальнейшего роста растения: процессе фотосинтеза наиболее благоприятно происходит в пределах определенных температур; падение температуры ниже известных пределов (заморозки) губительно действует на ряд растений; зимние морозы делают невозможной многолетнюю культуру некоторых растений (например, хлопчатника). В общем повышенное количество тепла (в определенных пределах) в период с весны до созревания сельскохозяйственных растений сказывается благоприятно на их урожае. При этом разные виды растений (и даже разные сорта одного и того же вида) требуют притока различных количеств тепла. В условиях его недостаточности растение не успевает плодоносить в течение лета.
Так, например, земляная груша (топинамбур) в северных районах произрастания не дает семян, хотя и приносит высокий урожай клубней и зеленой массы, используемой на силос.
Смена тепла в направлении от севера к югу - главнейший фактор изменения растительности и распределения ее по растительным зонам. Также, в зависимости от температуры, изменяется растительность и по вертикальным зонам (например, в горных местностях). Растения северных широт и высокогорные растения лучше приспособлены к низким температурам. Вообще температура воздуха и почвы накладывает свой отпечаток на флору данной местности.
Пища столь же важна для растений, как и предыдущие факторы.
Для своей жизнедеятельности растению (как и животному) нужны органические вещества - углеводы, белки, жиры и другие элементы, которые зеленое растение само для себя приготовляет из веществ неорганических. Поэтому под пищей растений часто подразумевают те неорганические вещества, которые поступают из почвы (азот, сера, фосфор, калий, кальций, железо, бор, марганец, цинк и другие), а также и углерод, извлекаемый растением из углекислого газа воздуха в процессе фотосинтеза. Если количество углекислого газа в воздухе, поступающего через листья, более или менее постоянно (около 0,03%), то количество и качество солей, поступающих через корневую систему, сильно колеблется в зависимости от состава почвы.
Вот почему от почвы, на которой произрастают растения, в значительной мере зависит внешний облик растительности данной местности.
Многие низшие растения - бактерии, грибы, водоросли, не имеющие корней, часто поселяются не только на поверхности почвы, но и проникают в верхние слои ее. Лишайники и мхи соприкасаются с почвой при посредстве тонких волосков - ризоидов, а другие, выше стоящие растения приходят с почвой в тесное соприкосновение при посредстве сложной корневой системы. Из почвы они получают воду и нужные для жизни минеральные соли. Почвенные бактерии и гифы (нити) грибов, окружающие корни высших растений, оказывают огромное влияние на развитие последних. В последнее время особенно важное значение придают тем микроорганизмам, которые непосредственно окружают корни растений и образуют вокруг них так называемую ризосферу.
Воздействуя на состав микроорганизмов ризосферы, можно усилить питание растений. Плодородие почвы зависит не только от ее минерального состава, но и от совместной деятельности бесчисленного количества микроорганизмов, населяющих почву, и от множества корней высших растений, пронизывающих ее во всех направлениях. При посредстве микроорганизмов вещества, недоступные для питания высших растений, делаются доступными для них, то-есть потенциальное плодородие почвы превращается в эффективное, повышающее урожай растений. Кроме воды, света, тепла и пищи, рост и развитие растений зависят от многих других факторов, действующих либо прямо, либо косвенно на растения.
К ним относятся, например, состав и влажность воздуха, рельеф местности, ветер, окружающая растительность, животный мир, хозяйственная деятельность человека. Растения растут и развиваются не под влиянием какого-либо одного фактора жизни, а под совокупным воздействием их всех.
В течение жизни условия, окружающие растения, изменяются, и от этих изменений зависит его существование. Человек располагает в земледелии целым арсеналом методов для обеспечения притока воды и питательных веществ к растению и может организовать снабжение ими растения так, чтобы получить наиболее высокий производственный эффект. Не следует думать, что растение пассивно воспринимает воздействия окружающей среды.
Так, при недостатке влаги в поверхностном слое, корневая система распространяется в более глубокие слои и черпает влагу оттуда. Если развитие растения зависит от окружающей его среды, то, в свою очередь, и растение оказывает сильное воздействие на эту среду. Растения задерживают от вымывания легкорастворимые зольные элементы, которые, при отсутствии растительного покрова, бесполезно уносятся в реки и моря. Корневая система растений изменяет кислотность почвы.
Академик почвовед В. Р. Вильямс создал новое учение о тесном взаимодействии растительности и почвы и об их эволюции. Опадающие с деревьев листья, отмершие ветви и кора создают рыхлый поверхностный слой лесной почвы, богатый дубильными веществами.
Мертвое органическое вещество ежегодно откладывается травянистыми растениями как на поверхности, так и в толще почвы. Корневая система многолетних рыхлокустовых злаков и многолетних бобовых растений при совместном росте способствует созданию благоприятной мелкокомковатой структуры почвы - необходимого условия повышения плодородия почвы и увеличения урожаев.
Травопольная система земледелия - крупный вклад в науку и практику сельского хозяйства - предусматривает, в сочетании с целой системой агрикультурных мероприятий по обработке почвы, системой удобрения и насаждения лесозащитных полос, определенную последовательность посева травянистых, бобовых и многолетних злаковых трав, хлебных растений и других сельскохозяйственных культур (правильные севообороты). Зеленые растения влияют также на состав окружающего воздуха: поглощая колоссальные количества углекислого газа и выделяя кислород, растения очищают воздух, делают его пригодным для дыхания, а потому понятно то огромное гигиеническое значение, какое имеют зеленые насаждения в колхозах, городах и фабричных поселках, на улицах, возле домов, школ, санаториев и т. д.
