Вплив температури та вологості на інтенсивність дихання сільськогосподарських культур

Ріст і розвиток сільськогосподарських культур безпосередньо залежать від балансу між диханням і фотосинтезом. На цей баланс впливають як внутрішні фактори (вік рослини, обсяг доступних субстратів), так і зовнішні умови. Для агронома ключове значення мають температура повітря та рівень оводнення тканин, які визначають інтенсивність витрати накопичених цукрів.

• Температурний коефіцієнт Q10 у нормі — 2
• Температура припинення дихання — 45–50 °C
• Вологість насіння у стані спокою — 10–12 %
• Вологість при повній стиглості насіння — 14 %

У нормальному фізіологічному діапазоні дихальна активність рослин підпорядковується правилу Вант-Гоффа: при підвищенні температури на кожні 10 °C інтенсивність дихання подвоюється (температурний коефіцієнт Q10 дорівнює 2). Однак цей ріст лімітований можливостями ферментної системи. При короткочасному нагріванні дихання прискорюється до пікових значень при 35–40 °C, але при тривалому впливі високих температур починається теплове пригнічення.

У процесі адаптації різні види виробили свої температурні мінімуми. Якщо трав'янисті культури при заморозках гинуть, то озимі органи та деревні рослини здатні знижувати дихання до мінімуму. Слабкий газообмін у їхніх тканинах зберігається навіть при значних від'ємних температурах. Конкретні температурні межі дихання не статичні й залежать від фази розвитку рослини та її загального стану.

Як оводнення тканин впливає на дихання

Вміст води в клітинах регулює ширину відкриття продихів, структуру мембран і активність окисних ферментів, таких як цитохромоксидаза. При цьому залежність дихання від вологості не є лінійною. Невеликий дефіцит вологи в листках на першому етапі стимулює дихання, але подальше зневоднення пригнічує його. Надлишок води також шкідливий: перезволоження тканин призводить до заповнення міжклітинників водою, що блокує доступ кисню до клітин.

Критично важливим є контроль вологості при дозріванні та зберіганні насіння. У міру дозрівання вміст води в зерні падає, що природним чином знижує інтенсивність дихання. У фазу повної стиглості, коли вологість знижується до 14 %, у насінні залишається тільки міцно зв'язана вода, і дихання різко згасає, забезпечуючи зберігання врожаю.