Вся жизнедеятельность растений зависит от многих факторов, и во-первых - от температуры. Какую температуру имеют растения? Одинакова она в подземной и надземной частях? Многочисленными исследованиями установлено, что
температура корней очень близка к температуре почвы, так как корень находится в тесном контакте с ним. А по наземной части все совсем не так.
Надземная часть растения всегда: и днем, и ночью, и летом, и зимой, на всю жизнь растения, имеет влияние различной температуры среды, зависит от действия потока тепловой радиации. При нормальной температуре листья выделяют и поглощают большое количество длинноволновой радиации, то есть поток энергии поглощается листьями и благодаря этому они нагреваются. Небольшая часть поглощенной энергии расходуется на фотосинтез, а большая часть расходуется на транспирацию. Интересно то, что от 8% до 45% инфракрасного излучения отражается обратно и лишь некоторая их часть проходит через лист. Таким образом, поток энергии, поступающей из окружающей среды действует на листья, а также на все растение, где расходуется на поддержание физиологических процессов.
Было доказано, что листья воспринимают не только падающую энергию, но и ту, которая отражается от поверхности. Например, песок отражает от 30% до 60% падающей энергии, поэтому листья над поверхностью сухого песка могут получать больше на 20% энергии. В результате всех этих процессов днем наблюдается повышение температуры листьев.
Температура листьев еще зависит от их толщины и консистенции. Она повышается от прямых лучей и может даже превысить температуру воздуха. Например, температура листьев кофейного дерева на 12-15 градусов выше температуры окружающей среды. На рассеянном свете температура листьев, как правило, ниже температуры воздуха. В тонких нежных листьях невысокая теплоемкость и они сильнее реагируют на колебания освещения, чем мясистые суккуленты, в которых из-за небольшой поверхности меньшая интенсивность теплообмена и ниже транспирация. Ночью температура листьев немного ниже температуры воздуха и поверхностного слоя почвы (у травянистых), а днем она выше температуры воздуха, но ниже температуры поверхностного слоя и зависит от него. Дневная температура листьев максимальна в полдень.
Ветер снижает температуру листьев, улучшает их теплообмен. При избыточном водоснабжении она мало отличается от температуры среды. Когда доступ воды задерживается, листья вянут и начинается их перегрева.
Температура листьев в большой степени зависит от наклона их пластинок по отношению к падающим солнечных лучей. Конечно, тонкие листья растений нагреваются и охлаждаются быстрее, даже за несколько минут, чем суккуленты. Некоторые растения в жаркий период лета могут сбрасывать листья.
Изучая нагрева растений, исследователи доказали, что температура по растению распределяется по-разному. Наиболее нагретые стебель и листья, расположенные ближе к поверхности почвы. И вообще было выяснено: если температура растений и среды одинакова - это исключение, а если разная - это правило.
Интересные исследования были проведены с подснежниками. Они начинают развиваться еще под снегом, растут пробивая тающий снег, выходят наружу и сразу зацветают. Во время пребывания под снегом температура ростков близка к температуре снега, а подземных органов такая как грунт. Как только росток выходит на свет, температурный режим меняется. В дневные часы температура ростков уже превышает температуру воздуха на несколько градусов. Большую роль здесь играет прогрев подстилки. В период цветения температура листьев и цветов на 7-8 градусов выше температуры воздуха. Поэтому при низких температурах воздуха в начале развития подснежников, их листья прижаты к теплой подстилки, а по мере прогрева воздуха, они принимают вертикальное положение.
Температура, а именно тепло, по-разному влияет на отдельные функции растения. Например, на прорастание семян влияет двояко: а) низкие положительные температуры могут снять состояние покоя б) температура определяет скорость прорастания семян. От температуры также зависит рост растений. Минимальные температуры, которые определяют большинство процессов, часто совпадают с температурой замерзания тканей, а максимальные лежат на несколько градусов ниже термальной точки смерти растения.
Процесс фотосинтеза также зависит от температуры, вернее от интенсивности освещения с концентрацией углекислого газа. Но температурный оптимум фотосинтеза не может быть видовой характеристикой растения. Процесс дыхания растений также зависящий от температуры. Высокие ее показатели резко снижают дыхания, конечно, это связано с фактором времени. То есть при длительных воздействиях высоких температур скорость дыхания постоянно падает.
Интересно то, что с температурой связано поступление питательных веществ из почвы через корни. Скорость поглощения воды корнями во многом зависит от проницаемости цитоплазмы. Повышение температуры до определенного предела увеличивает проницаемость цитоплазмы, но при высоких температурах поглощение воды снижается. При резких понижениях температуры, например, от 20 до 0 градусов поглощения воды корнями уменьшается на 60-70%. Но низкие температуры не задерживают поглощения корнем азота. Весенние холода замедляют прирост трав.
Многочисленными исследованиями было доказано, что для растений большое значение имеет изменение дневных и ночных температур. Большинство растений настолько приспособились к регулярным изменений для них необходима низкая ночная температура. Ведь смена температур стимулирует большинство физиологических процессов в жизнедеятельности растений.
В процессе эволюции наши растения достаточно хорошо приспособились к действию и низких и высоких температур, хотя крайние, экстремальные температуры могут вызвать те или иные повреждения. В зависимости от этого растения делят на различные экологические группы по отношению к низким и высоким температурам. Среди них есть холодостойкие, морозостойкие, жаростойкие, .... Их температура тела полностью зависит от температуры окружающей среды.
Таким образом, температура - это один из важных факторов окружающей среды, который определяет жизненные процессы растительности планеты.