Типы опыления основные особенности, преимущества и недостатки

Генеративный орган высших растений

Цветок – это видоизмененный побег, где формируются споры и гаметы. Высшие растения (покрытосеменные) имеют сложно устроенные цветки со множеством приспособлений к различным типам опыления. Разнообразный по деталям цветок совмещает в себе процессы как полового, так и бесполого размножения. Главными компонентами цветка являются его репродуктивные части – мужской андроцей (тычинки) и женский гинецей (пестик с завязью, столбик и рыльца). Цветки могут быть обоеполые (есть и пестик, и тычинки) и однополые (есть либо пестик, либо тычинки). Другие составные части цветка очень разнообразны и выполняют специфические функции.

Шаг первый. Модель сорта

При всем различии целей, все сорта лесных древесных должны иметь следующие признаки:

• высокую продуктивность по селектируемому признаку в условиях данного региона;
• высокую  экологическую стабильность для возможно более широкой амплитуды экологических условий;
• высокую зимостойкость, а также устойчивость к почвенной и атмосферной засухе;
• повышенную устойчивость к ветру, снеговалу и снеголому;
• устойчивость к болезням (корневой и стволовой гнили, ржавчине, фузариозу, раковым заболеваниям и т. д.), а также к энтомовредителям.

Для конкретных целей список должен быть дополнен специфическими требованиями. Все эти требования и являются каркасом для модели «идеального сорта».

Сравнительная таблица

Искусственное опыление огурцов и других тыквенных ↑

Семейство тыквенных культур, в том числе и огурцы, относятся к группе однодомных растений. Мужские и женские цветки развиваются на одном растении. Различить их очень просто. Женские цветки у основания имеют зачаток зародыша, а мужские тонкую цветоножку. При наступлении цветения вначале распускаются мужские цветки, а затем женские. Пыльца тяжелая, липкая. Перенести ее на другой цветок по силам только насекомым (пчелам).

Поэтому при выращивании сортовых огурцов, требующих опыления (в отличие от партенокарпиков, формирующих урожай без опыления), иногда применяют искусственное опыление. Цель искусственного опыления: увеличение урожайности, самостоятельное получение семян желаемого сорта при возделывании нескольких сортов без соблюдения пространственной изоляции (на даче все рядом).

Мужские и женские цветки огурцов

Для увеличения урожайности ↑

Чтобы увеличить урожай огурцов при выращивании в открытом грунте, при наступлении аномально высокой сухой погоды, достаточно утром (до резкого повышения температуры) со свежераспустившихся мужских цветков, ватой навернутой на спичку, собрать пыльцу нескольких растений и прикоснуться к рыльцу пестика женских цветков

Можно эту операцию выполнить кисточкой (лучше беличьей) или просто сорвать мужской цветок, убрать венчик и осторожно прикасаться пыльниками (тычинками) к рыльцам пестиков женских цветков. Один мужской может успешно опылить 3-4 женских цветка

Проводят (при необходимости) ручное опыление ежедневно до отцветания.

Для получения семян определенного сорта ↑

В этом случае в домашних условиях искусственное опыление проводят немного по-другому, особенно, если рядом растут несколько сортов, а нужны семена одного.

Искусственное опыление огурца

Чтобы провести искусственное опыление, выделяют на кусте женские и мужские бутоны и изолируют их от окружающей среды. Изоляторы используют различные: из ваты, плотной, но легкой натуральной материи, бумажного колпачка и других материалов, которыми обволакивают цветок, чтобы не проникла чужая пыльца или насекомое. Обычно эту процедуру проделывают за сутки до распускания цветка. Мужских цветков изолируют в 2-3 раза больше, чем женских. Можно потом приготовить смесь пыльцы одного растения и наносить кисточкой на рыльце пестика или по очереди прикладывать к женскому цветку 2-3 мужских. Через 24 часа после изоляции бутонов, мужские цветки срывают, подносят к женскому цветку, потом снимают изолятор, обрывают венчик и прикладывают к рыльцу пестика. Проводят процедуру утром (время распускания венчика) в сухую солнечную безветренную погоду (не позже 11-12 часов дня). Опыленные цветки обязательно нужно пометить, чтобы не убрать вместе с обычным урожаем. Семенники убирают при полном пожелтении, дозаривают в помещении и после размягчения приступают к выделению семян.

Если помидоры не опыляются естественным способом

Урожай томатов зависит от количества завязей на плодоножках после цветения растения. На кустах образуется пыльца, которая оплодотворяет собственные и соседние цветки. Помидоры опыляют ветер и насекомые.

Такие процессы в условиях парника или лоджии также возможны: просто проветривайте помещение в теплую погоду, а в жару створки совсем не закрывайте. Если этого недостаточно, проводится искусственное доопыление, о котором будет подробно рассказано далее.

Ищем причину проблемы

Цветок томата имеет пестик и при этом образует собственную пыльцу, в отличие от растений, которые опыляются перекрестным путем и имеют либо тычинки, либо пестики.

Для правильного формирования плодов в период цветения необходим подходящий микроклимат в помещении. Перед опылением нужно создать соответствующие условия, так как цветение без вмешательства не гарантирует образование всех завязей.

Овощеводы часто сталкиваются с тем, что цветки опадают или вообще не формируют завязей. Есть несколько причин такого явления:

• дефицит света;
• поражение растений инфекциями и заболеваниями;
• нехватка питательных веществ;
• избыток удобрений (куриного помета, навоза или азота);
• формирование большого количества бутонов-пустоцветов;
• использование собственных семян при посадке помидоров: гибриды типа F1 не выращиваются из семян, собранных на грядке.

При выращивании томатов ранней весной или зимой в помещении затруднительно организовать условия для самостоятельного опыления растений (постоянную вентиляцию и присутствие насекомых). Чтобы не подвергнуть культуру риску бесплодия, овощеводы проводят своевременное опыление помидоров искусственным путем, предварительно обеспечив растению оптимальный микроклимат.

Выращивание и уход в теплице

Опыляемые насекомыми культуры можно выращивать в теплице, однако будет проблематично заманить туда пчел. Желательно в момент цветения шире распахнуть окна и двери или полностью убрать пленочное покрытие.

Когда сеять и сажать рассаду

От момента посева семян до перенесения саженцев на грядку должно пройти 20-25 дней. Затем растение будет развиваться еще дней 20 или 30. Если посеять семена в начале мая, то к концу этого месяца можно высадить рассаду в теплицу, а в июне можно будет собирать урожай.

Нежелательно сеять свежие семена. Посевной материал должен полежать хотя бы два года. Перед посевом семечки прогревают или закаляют при низких температурах, затем, для дезинфекции, замачивают на 20 минут в розовом растворе марганцовки.

Огурцы не любят пикировку или разрывов корней. Желательно рассаду сразу высаживать в торфяные стаканчики.

Описание и характеристики лучших сортов белых огурцов, тонкости выращивания

Читать

Схемы рассадки

Саженцы пересаживают в заранее выкопанные лунки. Схема рассадки: огурцы сажают рядами, в каждом ряде может быть две борозды. Культуры сажают друг против друга, на расстоянии 50 сантиметров. До соседнего куста должно быть не менее 40 сантиметров. Между рядами желательно оставить проход в 80 сантиметров.

Какие культуры можно посадить вместе с огурцами

Желательно каждую культуру выращивать отдельно. Однако на соседней грядке можно посадить пекинскую капусту, репу, горчицу, перец, баклажаны. Лучший вариант — укроп. Это растение, благодаря своему аромату, будет отпугивать от огурцов вредителей. Вместе с огурцами можно посадить спаржевую фасоль. Она не занимает слишком много места. Огурцы и фасоль нуждаются в одинаковом количестве полива. Не рекомендуется вблизи огурцов высаживать томаты и картофель.

Можно ли вместе сажать самоопыляемые и пчелоопыляемые культуры?

В одной теплице можно сажать несколько видов огурцов, но желательно на расстоянии 80 сантиметров друг от друга. Культуры одной разновидности можно посадить на соседних грядках, в одном ряду. Самоопыляемые растения дадут урожай независимо от наличия насекомых. Опыляемые пчелами культуры сформируют завязи, если их цветки опылят пчелы, мухи, шмели.

Частота полива и удобрения

Сразу после пересадки саженцы поливают регулярно (раз в 2 дня). Расход воды — 2-3 литра на 1 метр квадратный. В момент образования завязей и плодоношения количество влаги увеличивают почти вдвое. Полив осуществляют под вечер. Если днем слишком жарко, то после 16 часов кустики можно оросить водой. Во время сильного зноя такую процедуру делать не рекомендуется – листья могут быстро сгореть на солнце.

В период развития огурцам нужны подкормки. Органику и минеральные вещества вносят в грунт еще до высадки рассады. Спустя две недели после пересадки саженцев их подкармливают коровяком или азотными удобрениями. Берут литр раствора коровяка или 30 грамм нитроаммофоски на ведро воды.

В период цветения делают такую подкормку: на 10 литров жидкости берут по 30 грамм сульфата калия, суперфосфата, мочевины. Во время плодоношения кустики подкармливают так: на ведро воды берут 0,5 литра коровяка или по 30 грамм нитроаммофоски и сульфата калия.

Формирование огурцов

Для пчелоопыляемых сортов частой проблемой бывает образование пустоцветов, когда на кустике появляются лишь мужские цветки. В таком случае проводят прищипывание главного стебля. Такая процедура стимулирует развитие боковых побегов, на которых образуются завязи. Культура будет лучше плодоносить, если проводить пасынковку. Удаляют боковые побеги, образовавшиеся в узлах плетей, при этом оставляя появившиеся завязи

Как опылять в тепличных условиях

В закрытых конструкциях нередко возникают проблемы с опылением цветков. Даже в открытые настежь окна и двери насекомые летят неохотно. Можно помочь культурам, и опылить цветки с помощью мягкой кисточки для рисования.

На одном стебле растут мужские и женские цветочки. У женских под цветком имеется небольшая завязь. Кисточкой забирают пыльцу с мужских цветов и переносят на женские. Можно сорвать мужской цветок, оборвать листики и тычинкой опылять пестики женских цветков.

Самоопыление

При самоопылении пыльца из пыльников попадает на рыльце пестика того же цветка. У одних растений самоопыление является единственным видом опыления и происходит обязательно, а у других лишь в тех случаях, если не произойдет перекрёстного опыления (у зонтичных, колокольчиковых). Много самоопылителей среди культурных растений (горох, овёс, томат, лён, пшеница).

У некоторых растений (фиалка, кислица) наряду с ярко окрашенными раскрывающимися цветками имеются мелкие, нераскрывающиеся цветки, в которых происходит самоопыление, они получили название клейстогамных цветков. Образование клейстогамных цветков следует рассматривать как приспособление к размножению и образованию семян в том случае, если открытые цветки по какой-нибудь причине (отсутствие опылителей, заморозки и т.д.) семян не принесут.

Самоопыление свойственно растениям с двуполыми цветками. Большинства растений при опылении дают семена. К растениям самоопылителям можно отнести такие растения как ячмень, овес, горох, просо.

Самоопыление характерно для цветков, которые совсем не раскрываются, т.е. там, где невозможно перекрестное опыление. Таким образом, благодаря самоопылению, мелки невзрачные цветки дают семена.

Ничего непонятно?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Кто опыляет растения?

Опыление растений – это важный этап размножения. Опыление бывает двух типов:

• Биологическое.
• Абиотическое.

Во втором случае процесс опыления осуществляется за счет погодных условий, либо с помощью иных растительных культур.

Опыление

Опыление растений биологического типа тоже бывает нескольких типов:

• Искусственное опыление. Пыльцу с тычинок переносит на пестик сам человек.
• Зоофилическое опыление. Опыление происходит за счет животных. Данный процесс может осуществляться благодаря колибри, медоносам, нектарницам. Также часто опыление осуществляется с помощью грызунов, лемуров, многих сумчатых животных.
• Энтомофилическое опыление. Растения опыляются благодаря насекомым. Изначально природой было задумано так, чтобы процедура опыления была намного проще. Пыльца сама по себе липкая, крупная. Есть даже такие цветы, которые выглядят в виде чаши. Почти большая часть растений размножается именно биологическим методом опыления.

Опыление насекомыми

Хироптерофилия

Летучие мыши опыляют преимущественно тропические кустарники и деревья. В редких случаях они участвуют в переносе зерен на травы. Летучие мыши опыляют цветки ночью. К признакам культур, которые привлекают этих животных, относят:

1. Наличие флуоресцентной белой или желто-зеленой окраски. Она также может быть коричневатой, в редких случаях фиолетовой.
2. Наличие специфического запаха. Он напоминает секреты и выделения мышей.
3. Цветки распускаются ночью либо вечером.
4. Крупные части свисают с ветвей на длинных цветоножках (баобаб) либо развиваются непосредственно на стволах деревьев (какао).

Ветроопыляемые растения

Например, длиннохоботные шмели ус­пешнее, чем другие насекомые, опыляют цветки красного клевера. Некоторые представители одиночных пчел хорошо приспособлены к вскрытию цветков и опылению люцерны.

Цветочные мухи хорошо опыляют семенники моркови. Однако численность диких насекомых резко изменяется в разные годы, не говоря уже о том, что в связи с распашкой межей, пустующих земель и массовым внедрением хими­ческих мер борьбы с вредителями и болезнями растений количество диких насекомых-опылителей резко сокращается. В современных ус­ловиях, особенно в районах интенсивного земледелия, их роль как опылителей сводится почти к нулю.

Основная роль в опылении сельскохозяйственных энтомофиль­ных культур принадлежит медоносным пчелам, строение и образ жизни которых в процессе эволюции наилучшим образом приспо­соблены к выполнению этой функции.

Они живут большими семья­ми, численность которых в период цветения важнейших медоносов достигает нескольких десятков тысяч. Для собственного питания, выращивания расплода и создания кормовых запасов пчелиная семья собирает в период цветения энтомофильных растений свыше 200 кг нектара и 20–25 кг пыльцы. Чтобы собрать такое количество некта­ра, пчелы каждой семьи должны посетить свыше 500 млн. цветков, в каждом из которых содержится 0,5 мг нектара.

Почти такое же коли­чество посещений цветков требуется для сбора пыльцы. Таким обра­зом, сильная пчелиная семья за сезон посещает свыше миллиарда цветков. Ни один другой вид насекомых не может сравниться с ме­доносной пчелой по объему проводимой опылительной работы. Но дело не только в количественных показателях

Важно, что медонос­ные пчелы зимуют большими семьями. Весной, когда численность диких насекомых-опылителей резко сокращается (у шмелиной се­мьи, например, остается только матка), пчелиная семья может на­править на сбор нектара и пыльцы 10-ти тысячную армию рабочих пчел, число которых по мере увеличения количества цветущих расте­ний возрастает с каждым днем

В то время как большинство видов одиночных пчел относят к насекомым монотрофным (посещают цветки растений только одно­го рода или вида) или олиготрофным (посещают цветки ряда видов одного семейства), медоносная пчела, как политрофное насекомое, собирает нектар и пыльцу со всех доступных ей энтомофильных растений, принадлежащих к разным семействам, родам и видам.

При этом рабочие пчелы быстро переключаются на посещение целых мас­сивов растений тех или иных видов с начала их массового цветения, т. е. в периоды наибольшей потребности в опылителях. Для загрузки медового зобика за один вылет пчела должна посетить в зависимос­ти от нектаропродуктивности растения 80–150 цветков. Такое же число цветков она должна посетить для сбора пыльцы и формирова­ния обножек. В двух обножках пчелы массой около 15–20 мг содер­жится свыше 3 млн.

пыльцевых зерен. К телу пчелы, покрытому волосяным покровом, при многократном посещении цветков при­стают тысячи разнокачественных пыльцевых зерен, которые пере­носятся на рыльца пестиков. При этом каждый цветок посещается пчелами в течение его жизни обычно не один, а много раз.

Тем самым обеспечиваются наилучшие условия для избирательного опы­ления и оплодотворения. Вот почему в условиях интенсивного зем­леделия правильная организация опыления энтомофильных культур пчелами служит необходимым элементом агротехнического комп­лекса для получения высоких урожаев, улучшения качества продук­ции и снижения ее себестоимости.

2 типа естественного опыления ↑

В естественной среде помогают опылению:

• ветер,
• насекомые (пчелы, осы, шмели, муравьи),
• птицы (колибри, медососы),
• животные (грызуны, лемуры, слизни, улитки).

Перелетая или переползая с одного цветка на другой, они доставляют пыльцу к пестикам. Удачное опыление заканчивается формированием плодов. Из всех видов зеленых растений на земле около 20% опыляются ветром, а остальные примерно 80% имеют биотический тип опыления, то есть нуждаются в посреднике, который бы доставил пыльцу к рыльцу пестика. Но иногда их помощи недостаточно и тогда в процесс опыления вмешивается человек.

В естественных условиях растения, в процессе филогенеза, выработали 2 типа опыления:

• самоопыление,
• перекрестное опыление.

Самоопыление ↑

Процесс уникален тем, что растения опыляются собственной пыльцой и не зависят от внешних условий. Полученное потомство постоянно сохраняет признаки обоих родителей. Так, у томатов цветки обоеполые. В одном цветке находятся и тычинки и пестик. Но тычинки так срослись, что опыляют в абсолютном большинстве случаев только собственный пестик. Если плоды томатов были оранжевыми, то из семян вырастут томаты с оранжевыми плодами. Такой тип опыления ограничивает генетическое разнообразие вновь образующихся дочерних растений.

Опыление

Перекрестное опыление ↑

Более прогрессивным и биологически целесообразным является перекрестный тип опыления, дающий возможность участия большего количества пыльцы в процессе опыления. В результате оплодотворения получается потомство, которое соединило в новом организме признаки обоих родителей, что значительно расширило возможность получения потомства более приспособленного к окружающей среде с иными условиями жизни. Участие в перекрестном опылении одно– и двудомных растений во много раз увеличивает генетическое разнообразие культур. К примеру, кукуруза однодомное растение, пыльца мужских метелок ветром разносится на большое расстояние и попадает на женские соцветия многих растений кукурузы. Естественно возрастает возможность получения новой формы зерна, других новых признаков. Двудомные растения не могут без опыливателя формировать потомство. Тополиный пух – сильнейший аллерген. Но если выращивать только мужские растения, от пуха легко избавиться.

В культурном земледелии эти свойства растений используются для целенаправленного увеличения урожайности в годы с неустойчивой погодой, для получения новых сортов и гибридов растений с новыми качественными признаками (сахаристость, крупноплодность, раннеспелость и др.).

Опыление

Типы и способы опыления (А. Н. Пономарев, Е. И. Демьянова)

Опыление — необходимое условие для процесса оплодотворения, протекающего в цветке. Пыльца из пыльников так или иначе переносится на рыльце цветка. Различают два типа опыления — самоопыление и перекрестное опыление (ксеногамия) и несколько способов опыления. Если пыльца переносится в пределах данного цветка или данной особи, то в этом случае происходит самоопыление. Различают разные формы самоопыления: автогамию, когда рыльце опыляется пыльцой того же цветка, гейтоногамию (соседственное опыление), когда рыльце опыляется пыльцой других цветков той же особи, и, наконец, клейстогамию, когда самоопыление происходит в закрытых, нераспускающихся цветках. Эти разные формы самоопыления в генетическом отношении вполне равноценны.

Если перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей, то в этом случае происходит перекрестное опыление. Перекрестное опыление — основной тип опыления цветковых растений. Он свойствен подавляющему большинству их.

В цветках весьма обычны специальные устройства морфологического и физиологического характера, предотвращающие или по крайней мере ограничивающие самоопыление. Таковы двудомность, дихогамия, самонесовместимость, гетеростилия и др. Однако в них имеются также приспособления к самоопылению, способствующие последнему в том случае, когда перекрестное опыление по каким-либо причинам не произойдет. Иначе говоря, цветок допускает возможность не только перекрестного опыления^ но и самоопыления.

Перекрестное опыление осуществляется следующими способами: с помощью насекомых (энтомофилия), птиц (орнитофилия), летучих мышей (хироптерофилия) или агентов неживой природы — ветра (анемофилия) и воды (гидрофилия). В соответствии с этим можно говорить о биотическом и абиотическом опылении.

Перекрестное опыление обусловливает обмен генами и интеграцию мутаций, поддерживает высокий уровень гетерозиготности популяции, определяет единство и целостность вида. Это создает широкое поле для деятельности естественного отбора.

Самоопыление, особенно постоянное, рассматривается как вторичное явление, вызванное крайними условиями среды, неблагоприятными для перекрестного опыления. Оно выполняет тогда страхующую функцию. Постоянное самоопыление трактуется как тупик эволюционного развития. В этом случае происходит расщепление вида на серию чистых линий и затухание процессов микроэволюции. В этой правильной, но односторонней точке зрения на эволюционное значение самоопыления нашла отражение идея Дарвина, что «природа питает отвращение к постоянному самооплодотворению». Этот афоризм, как указывал сам Ч. Дарвин (1876), будет ошибочным, если исключить из него слово «постоянному». Указав на вредное действие постоянного самоопыления, Дарвин отнюдь не отрицал его значения вообще. В «Автобиографии» (1887) он писал: «Мне следовало решительнее, чем я это сделал, настаивать на существовании многочисленных приспособлений к самоопылению».

Отрицательное значение для эволюции постоянного самоопыления не вызывает сомнений. Однако из работ Дарвина отнюдь не вытекает, что самоопыление всегда имеет отрицательные последствия. По современным представлениям, для прогрессивной эволюции необходимо как свободное скрещивание, так и некоторое ограничение его. Перекрестное опыление повышает уровень гетерозиготности в популяции, а самоопыление, наоборот, вызывает гомозиготизацию ее. Самоопыление влечет за собой в сущности изоляцию новых форм, т. е. обособляет и фиксирует в чистых линиях благоприятные результаты предшествующего перекрестного опыления. В этом и заключается положительное значение для эволюции сочетания в ряду поколений самоопыления и перекрестного опыления.

Обоеполость и энтомофильность цветка представляют первичное явление. В цветках первых покрытосеменных наряду с весьма примитивной энтомофилией, вероятно, осуществлялось также самоопыление. Обоеполость цветка способствовала самоопылению, поскольку приспособления к ограничению его еще не были развиты.

Разделение полов в цветке ограничивает или вполне исключает самоопыление. Оно привело к образованию разных половых типов цветковых растений.

Влияние фитогормонов на определение пола у растений

Исследования, проведенные на двудомных растениях (крапивные) и на однодомных с раздельнополыми цветками (кукуруза, огурцы) показали роль фитогормонов в формировании пола растения. Основной парой фитогормонов, контролирующих проявление пола у растений, являются гиббереллины и цитокинины. Гиббереллины принимают участие в формировании признаков мужского пола, а цитокинины и ауксины — женских признаков.

Уровень фитогормонов в растении определяется не только действием внешней среды, но и коррелятивными взаимосвязями между органами. Были проведены эксперименты по влиянию удаления части побегов или обрезки корней на формирование признаков пола. Удаление корней у крапивных способствовало увеличению числа мужских растений. Введение цитокинина в среду выращивания этих же растений приводило к образованию женских цветков. Предполагают, что цитокинины, образующиеся в корнях, передвигаясь в апекс (прим.: верхушка побега), включают программу, обусловливающую проявление женского пола, тогда как гиббереллины, образующиеся в листьях, включают программу, связанную с мужской сексуализацией. Однако если половая дифференцировка клеток уже началась, то воздействие фитогормонами не приведет к изменению направленности в формировании пола, предопределенного генетически. Развитие растений осуществляется по определенной генетической программе. Развертывание этой программы, в том числе проявление пола, старение и смерть организма, может в определенной мере контролироваться внешними условиями, через внутреннюю гормональную систему регуляции. Таким образом, развитие растений происходит при взаимодействии генетических потенций и факторов внешней среды.