Факультет

Студентам

Посетителям

Ветер как агент разноса зачатков плодов и семян ветром

«Великое достоинство такого фактора как ветер в том, что он всегда и всюду готов к услугам», — пишет Б. М. Козо-Полянский. Но было бы ошибкой думать, что ветер всегда и всюду одинаково эффективен как агент разноса зачатков.

Два основных фактора, характеризующих ветер, — направление и скорость — никогда не остаются постоянными. Наоборот, они изменяются очень быстро, в силу чего возникает порывистость ветра. При обтекании воздухом неровностей земной поверхности, в особенности благодаря неравномерному ее нагреванию, в воздушном потоке образуется огромное количество вихрей различных диаметров, которые увлекаются потоком в направлении его движения. Эти вихревые или турбулентные движения воздуха и вызывают порывистость ветра. Порывистость ветра изменяется в зависимости от микрорельефа, характера растительного покрова и т. п. Кроме того, она неодинакова в различное время года и суток. Порывистость ветра возрастает летом в околоподуденные часы, когда усиливается неравномерность нагревания воздуха.

Помимо горизонтальных и вихревых потоков, в природе, как известно, постоянно имеют место вертикальные токи воздуха, которые в отдельных случаях играют также существенную роль в разносе зачатков.

Скорость ветра имеет свой суточный ход, который изменяется в течение года. Но особенно резко скорость ветра изменяется с высотой, причем в приземном слое воздуха это изменение в сильной степени зависит от характера напочвенного покрова.

Изменение скорости ветра на различной высоте является существенным моментом в процессе рассеивания зачатков, так как анемохорные растения встречаются и среди низкорослых трав, измеряемых сантиметрами, и среди деревьев, имеющих рост в несколько десятков метров.

Приведем некоторые цифры, характеризующие скорость ветра на различной высоте. По данным Рыкачева, если принять скорость ветра на высоте 2 м над землей за 100, то на высоте 20 м она составит 244, на высоте 28 м — 318 и 45 м — 500, т. е. возрастает в 5 раз. Над снежным покровом скорость ветра при переходе от высоты 10 м до 10 см уменьшается всего вдвое, а над травостоем, даже очень низким — в 5 раз.

Особенно сильно влияют на характер ветра лесные насаждения. Лес изменяет скорость, направление и структуру воздушного потока, который обтекает лес с опушек и сверху. Отдельные струи воздуха проникают и в лес, значительно теряя свою скорость. Наблюдения последних лет показывают, что снижение скорости ветра под влиянием леса может простираться до 100 м в наветренную сторону, до 500—750 м — в подветренную, т. е. на расстояние равное 25—30-кратной высоте насаждения.

При оценке действительной роли ветра в рассеивании зачатков необходимо учитывать все те особенности воздушных потоков, о которых мы говорили.

Ветер рассеивает зачатки не только поднимая их в воздух, но и перемещая по поверхности почвы, зеркала воды в стоячих водоемах, наконец, по снежному насту. Ниже мы подробнее остановимся на этих случаях анемохории. Здесь же только напомним, что над снежным покровом, а тем более над гладью воды скорость ветра затухает значительно в меньшей степени, чем над почвой, даже оголенной.

Прежде чем характеризовать различные категории анемохорных приспособлений, необходимо отметить некоторые особенности, свойственные всем анемохорам, и в первую очередь — уточнить само понятие анемохории; при всей простоте этого понятия оно не получило в литературе достаточно четкого определения.

Некоторые авторы причисляют к анемохорным такие растения, как мак, тюльпан, колокольчики и другие, у которых семена разбрасываются вследствие раскачивания стеблей ветром. Но при такой широкой трактовке анемохории, категория анемохоров становится слишком расплывчатой и неопределенной, так как почти у каждого вида растения раскачивание стеблей ветром способствует обсеменению. Кроме того, мак, тюльпан, колокольчик и множество других растений-баллистов так же успешно обсеменяются, если их стебли будут раскачиваться не ветром, а животными или человеком. Но тогда следует отнести эти виды к зоохорным или антропохорным растениям?!

Сплошь и рядом анемохорными называют такие растения, у которых зачатки могут выдуваться ветром из своих вместилищ, хотя сами зачатки и не обладают никакими приспособлениями для полета.

По мнению автора, категорию анемохоров нужно ограничить только такими видами, зачатки которых способны разноситься воздушными потоками.

Естественно, что у различных видов в зависимости от характера приспособлений эффективность анемохории в смысле дальности разноса зачатков будет не одинакова.

Мы предлагаем различать три категории растений относительно роли ветра в их диссеминации:

1) Эуанемохоры или истинные анемохоры — растения, зачатки которых в силу их абсолютной или относительной легкости могут разноситься воздушными течениями на большие расстояния, т. е. расстояния, во много раз превышающие высоту растения.

2) Гемианемохоры — растения, зачатки которых плохо приспособлены к полету, но могут разноситься воздушными течениями на незначительные расстояния (равные или несколько превышающие высоту растения).

3) Псевдоанемохоры — растения, обсеменению которых в той или иной мере способствует ветер, но зачатки которых не разносятся воздушными течениями.

Растения третьей категории по существу не являются анемохорными, что и отражено в названии «лжеанемохоры».

Способность анемохорных зачатков держаться в воздухе определяется или их ничтожными размерами и очень низким абсолютным весом, или различными придатками, действующими по принципу парашюта, крыла планера или даже геликоптера.

Для обозначения летных свойств зачатков Хитрово предложил понятие — «парусность». Количественно парусность выражается коэффициентом K = S:M, где S — площадь наибольшего сечения зачатка в квадратных сантиметрах, а М — вес его в граммах. Совершенно очевидно, что коэффициент парусности будет тем выше, чем больше площадь сечения зачатка и чем меньше его вес.

Наиболее детально изучена парусность плодов и семян сорных растений, так как это имеет практическое значение для рациональной очистки зерна полевых культур. Зачатки сорных растений по их парусности разбиваются на 9 классов. В первый класс попадают плоды и семена с коэффициентом парусности от долей единицы до 4, и в 9 класс — зачатки, у которых К = 640 и выше.

У большинства типичных сорняков коэффициент парусности зачатков — от 5 до 20, но у ряда видов — и выше. Вот некоторые примеры: вьюнок полевой — К = 4— 8; костер ржаной—14; ярутка полевая — 16—19; пастушья сумка (семена) — 49—67 и т. д. Мелкие пылеватые семена заразих имеют К = 213, наконец, к 9 классу по парусности плодов относятся мелколепестник канадский, одуванчик и другие.

Насколько резко увеличивается парусность зачатков благодаря летучкам, можно видеть из следующих цифр: семянки бодяка без хохолка имеют К = 11,4, те же семянки с хохолком — К = 1040. Соответствующие цифры для осота полевого — 63 и 1500—2000.

Коэффициент парусности является только приблизительным показателем летных свойств зачатков, так как существенное значение имеют форма зачатка, характер его поверхности, абсолютный вес и положение зачатка при полете относительно направления скорости ветра. Наши наблюдения показали, например, что зачатки различных сорных видов с одинаковым коэффициентом парусности ведут себя различно при комбайноуборке: одни отвеиваются и уходят в полову, другие — попадают в бункер и засоряют зерно.

Изучение летных свойств зачатков в практике зерноочистки приводит к понятию коэффициента полета, который определяется весом зачатка, поверхностью его, видимой в направлении воздушного потока, и особой величиной — коэффициентом аэродинамических свойств зачатка. Этот коэффициент в свою очередь зависит от формы и величины зачатка, от состояния его поверхности.

Характер полета и падения зачатка в атмосфере в значительной степени будет зависеть от положения центра тяжести зачатка. Если центр тяжести лежит глубоко, а летательный аппарат находится над ним, тогда при свободном падении зачаток находится в устойчивом равновесии. Зачатки с одинаковыми сторонами, равномерно обтекаемыми, при спокойном воздухе падают отвесно, а при ветре — по траектории, соответствующей воздушному течению, косо вниз.

Все нешаровидные зачатки при свободном падении находятся в неустойчивом равновесии.

Приспособления, свойственные анемохорным зачаткам, чрезвычайно разнообразны, но их можно объединить в несколько групп: а) очень мелкие и легкие семена, разносимые самыми слабыми токами воздуха; б) семена и плоды с парашютами из волосков, образующих более или менее обособленные хохолки или равномерно покрывающих всю поверхность зачатка; в) семена и плоды с кожистыми крыловидными придатками самых различных размеров и очертаний; г) сборная группа — зачатки с летательными аппаратами различного типа, как например, видоизмененные части цветка или соцветия, вздутия стенок околоплодника и т. п.; е) тип «перекати-поле». Строго говоря, растения этого типа являются псевдоанемохорами, так как воздушными потоками переносятся не сами зачатки, а цельте растения или их части. Но тип «перекати-поле» трудно причислить к какой-либо другой карпоэкологической группе, кроме анемохоров.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: