OSNOVE EKOLOGIJE

III a

TEMPERATURA

- Toplina u biosferi potječe prvenstveno iz dugovalnog (IR) dijela elektromagnetskog spektra

Sunčevog zračenja

- Manjim dijelom potječe iz kemijskih i biokemijskih reakcija (sagorijevanja), unutrašnje užarene

Zemljine jezgre, nuklearnih procesa i antropogenih izvora

- Za svakih 100 km od ekvatora prema polovima i na svakih 100 m nadmorske visine srednja godišnja

temperatura se smanjuje za oko 0,5°C

- Tlo dio sunčeve energije apsorbira, a dio reflektira

- Radijacijski balans zemljišta: razlika između primljene

i otpušene toplinske energije (danju pozitivan; veće

primanje topline nego otpuštanje)

- Veličina radijacijskog balansa zavisi o: godišnjem

dobu, geografskoj širini, fizičkim osobinama zemljišta,

vlažnosti, oblačnosti, vjetru, padalinama, karakteru

površine, boji, ekspoziciji, vegetacijskom pokrivaču…

Temperatura zemljišta

- Temperatura zemljišta utječe na:

• proces truljenja i razlaganja organskih i

anorganskih spojeva

• apsorpcijsku aktivnost korijena

• aktivnost mikroorganizama

• klijanje sjemenja

• razvoj klice i mlade biljke

Vlažnost zemljišta

- Suha zemljišta: imaju više zraka koji je dobar

izolator pa su veća kolebanja temperature

dan/noć i po dubini, jako se grije površina tla

- Vlažna zemljišta: hladi se površinski sloj prilikom

isparavanja vode, bolje provodi toplinu u dublje

slojeve, manja kolebanja

- Vegetacija radi toplinski paravan

- U šumama je za vrijeme toplih i sunčanih dana u

popodnevnim satima temperatura zraka veća od

temperature tla, dok je na otvorenim staništima

suprotno

Tamna šuma smreke

Kamenjar

Svijetla šuma bora

Temperature tla

Boja tla i ekspozicija zemljišta

- Tamna zemljišta se više zagrijavaju tokom dana, a

svijetla zemljišta reflektiraju većinu svjetlosti i

zagrijavaju jako zrak iznad sebe

- Najviše se zagrijavaju horizontalne i južne padine

- Također jako bitna za termički režim staništa, izuzetno značenje za brzinu i postojanje fiziol. procesa

- Zrak se malo zagrijava neposredno Sunčevim zračenjem, uglavnom ga zagrijava površina zemljišta (tj.

sve aktivne površine; vegetacija, vodena tijela, stijene…)

- Dnevna amplituda temperature zraka: razlika između najviše i najniže temperature u toku dana i noći

(slabo izražena na polovima, ekstremna npr. u Sahari 45-50°C danju, ispod 0°C noću)

- Godišnja temperaturna amplituda – ovisi najviše o geografskoj širini (najmanja na ekvatoru, a najveća

na polovima)

Temperatura zraka

Fiziološki značaj temperature

- Tri kardinalne temperaturne točke (različite za

fotosintezu, disanje, rast, razmnožavanje)

1) Temperaturni minimum - fiziološki proces se

odvija sporo i ispod te temperature se zaustavlja

2) Temperaturni optimum: na toj temperaturi proces

se odvija najpovoljnije (bliži je tmax nego tmin)

3) Temperaturni maksimum – iznad te temperature

se promatrana reakcija prekida

Granica latencije (životne aktivnosti) - svi

osnovni fiziološki procesi su usporeni i

svedeni na najmanju moguću mjeru (ali

reverzibilni); za biljke cca 5°C i 55°C

Letalna granica – dolazi do trajnog oštećenja

funkcionalnih struktura stanica i do ireverzibilnih

promjena fizioloških procesa (prestaje život)

Aklimatizacija

- je mogućnost temperaturnog prilagođavanja

- Važna je kod unošenja stranih vrsta (ukrasne biljke, jestive i dr.)

- Neke se vrste uspješno prilagode uvjetima koji nisu isti kao oni na njihovom prirodnom staništu (npr.

smokva u Zagrebu)

- Neke vrste mogu preživjeti, no ne cvjetaju i/ili pak ne plodonose

Smokva je toploljubiva (termofilna) voćna vrsta. Otpornostsmokvinih stabala na hladnoću u većoj mjeri ovisi od zrelosti

njezina drveta. Tijekom mirovanja vegetacije može izdržati

temperature od -15 °C, iako ne podnosi duže vrijeme temperaturu

ispod -10 °C. Uz navodnjavanje i temperaturu od 35 °C smokva

daje izvrsne proizvodne rezultate s visokom kakvoćom plodova…

• Termofilne biljke - prilagođene visokim

kardinalnim točkama

• Frigorifilne biljke – prilagođene niskim

kardinalnim točkama (npr. zelena alga

Chlamydomonas nivalis, na ledenjacima,

od -5°C do 5°C)

- Stenotermne vrste su prilagođene na vrlo

uski raspon i mala temperaturna variranja

(uska temperaturna valencija)

- Euritermne vrste su pak prilagođene na

velike razlike između maksimalnih i

minimalnih temperatura (široka

temperaturna valencija)

Otpornost nekih mediteranskih vrsta na mraz

Rogač

Mirta

Vernalizacija

- je stjecanje sposobnosti i povećanje mogućnosti za

cvjetanjem djelovanjem niskih temperatura

- Neke biljke neće cvjetati i ostat će u vegetativnom

stanju ukoliko period niskih temperatura izostane ili bude

jako kratak, ako se pojavi u krivo vrijeme ili bude

prekinut toplim periodima

- Npr. Crepis biennis (dimak), Digitalis purpurea (naprstak) …

Dendrobium crumenatum –

orhideja koja cvate 9 dana

nakon pada temperature od

minimalno 5.5°C (najčešće

kao posljedica obilne olujne

kiše, a nakon kiše dolaze

oprašivači…)

Dimak

Naprstak

Klijanje

- Temperatura je važan faktor

- Tropske biljke najbolje klijaju na temperaturama između 15 i

300C, biljke umjerenog pojasa na 8-25 0C, a planinske (0)5-

300C

- Biljke hladnih područja kliju u toplom periodu, a

mediteranske biljke u zimskom periodu (povoljnija vlažnost)

- Komplicirani mehanizmi da se spriječi klijanje u

nepovoljnom dijelu godine - dormancija sjemenki (tvrda

sjemena lupina, različiti inhibitori, osjetljivost na svjetlost…)

- Dormanciju se nekim vrstama može prekinuti ako su

određeno vrijeme izložene niskim/visokim temperaturama

(hladnoća aktivira enzimatski sustav degradirajući

inhibitore…)

- Stratifikacija je postupak koji se koristi se za uklanjanje

inhibirajućih efekata ovih tvari na klijanje

Vrste koje trebaju hladnoću za prekid

dormantnosti sjemene su npr. javor,

ljeska, jasen, bor…

Stratifikacija: najčešće se sjemenke

drže u mokrom pijesku na temperaturi

2-8 °C nekoliko tjedana.

Bagrem - sjetva sjemena: …sjeme bagrema ima čvrstu opnu

koja mu otežava klijanje pa ga je prije sjetve potrebno

stratificirati. To radimo tako da sjeme uranjamo u kipuću vodu

tri puta po 20 sekundi te zatim osušimo na zraku. Drugi način je

da sjeme polijemo kipućom vodom i odmah tu vodu odlijemo,

nakon 10 minuta opet nalijemo tu istu vodu koja se sad već

malo ohladila i ostavimo do potpunog ohlađenja (15 min)….

- Nekim biljkama potrebno je zagrijavanje sjemena da bi

proklijale

Jarovizacija

- postupak kojim se ubrzava razvoj biljke i omogućava

sjetva ozimih kultura u proljeće

- zamjenjuje termofazu koju biljka prolazi u polju

- sjeme se navlaži i ostavi stajati 5 do 7 tjedana na

temperaturi od 2 °C

- kada se razvije klica do polovice veličine sjemena,

sjeme se postupno osuši i sije.

- postupku se mogu podvrgnuti žitarice (npr. ozime vrste

pšenica), ozime jednogodišnje mahunarke i trave

Jari usjevi ili jarine, ratarske kulture koje se siju potkrajzime ili u proljeće, a dozrijevaju od ljeta do jeseni.Neke su od jarih kultura kukuruz, šećerna i stočnarepa, soja, suncokret, bob, lupine, jara pšenica, jariječam, jara zob, sirak, heljda.

Ozimine (ozimi usjevi, jesenji usjevi), jednogodišnjepoljoprivredne biljke kojima je za rast potrebnorazdoblje niskih temperatura. Siju se potkraj ljeta ilitijekom jeseni, a dozrijevaju potkraj proljeća ilitijekom ljeta. Ozimine iskorištavaju vlagu skupljenuu tlu tijekom zime, bolje nego jari usjevi, što jeprednost u sušnim područjima, a zbog duževegetacije daju uglavnom veće prinose. Pojedinekulture mogu biti ozime i jare. Ozime su, uz jare,pretežito žitarice (pšenica, ječam, raž), zatim lan,uljana repica, grahorica i dr.

Temperatura biljaka

- Biljke su poikilotermni organizmi

- Korijen je najmanje otporan na promjene temperatura

- Temperatura biljnih organa je najčešće niža od temperature zraka u toplijim klimama, dok je u

hladnijim viša od temperature na staništu

Aeonium ciliatum (planine Kanarskih otoka)

- kako bi ubrzale razvoj sjemenki u hladnim područjima mnoge biljke imaju cvjetove koji

su se u stanju zagrijati na višu temperaturu od ostatka biljke (cvjetovi u obliku zvona)

Medvjetka (Arctostaphylos uva-ursi)

Seminar:

Adaptivni odgovor

biljaka na ekstremne

temperature!

Hvala na pozornosti !