Интересные факты о листопаде. Почему опадают листья осенью

Вы знаете, почему опадают листья? Причем у одних растений это происходит периодически, а у других связано с окончанием жизненного цикла. Из нашей статьи вы узнаете о причинах и значении этого природного явления.

Когда и почему опадают листья с деревьев?

Традиционно принято считать, что это явление происходит только осенью. Так ли это? На самом деле листопад только в некоторых случаях является реакцией растений на климатические изменения. Это понижение температуры воздуха, засуха, уменьшение продолжительности светового дня.

А почему опадают листья в другое время года? Причинами этого явления могут быть заболевания, вызванные действием химических веществ, вредных насекомых, недостаточным количеством удобрений в почве.

Листопад происходит у всех растений без исключения. Даже вечнозеленые сосны и ели меняют хвою. Только происходит это постепенно в течение продолжительного периода.

Золотая осень

С наступлением холодного времени года большинство деревьев сбрасывают листву. Это явление, прежде всего, является защитой от излишней потери влаги. В растение она проникает из почвы. Зимой вода замерзает. Поэтому процесс ее поступления внутрь растительного организма становится невозможным.

В таких условиях процесс испарения воды с поверхности листьев не прекращается. Хотя интенсивность его снижается. Вот почему осенью листья опадают, защищая растения от высыхания.

В это время года природа особенно яркая. Это связано с тем, что листья изменяют свой зеленый наряд на более пестрый. Он может быть желтым, красным, пурпурным, оранжевым. Изменение цвета объясняется взаимопревращением пластид. В этих постоянных клеточных структурах находятся красящие вещества, которые называются пигменты. Пластиды хлоропласты содержат хлорофилл. Этот пигмент придает зеленый цвет листьев и стеблей молодых растений.

Осенью хлоропласты превращаются в пластиды другого типа. Они называются хромопласты, содержащие антоцианы и каротиноиды. Эти вещества обуславливают яркое осеннее одеяние растений.

Наверняка вы обращали внимание, что цвет листвы зависит от вида. Так, листья клена и тополя приобретают желтый цвет, кизила - фиолетовый, дуба - красно-коричневый. У некоторых растений процесс взаимопревращения пластид выражен не ярко. Поэтому их опадающая листва практически не меняет свет.

Зимой и летом...

Почему желтеют и опадают листья цветковых растений, а у представителей отдела голосеменных этого не происходит? В частности, речь идет о классе хвойные. Дело в том, что у них есть целый ряд приспособлений для сохранения влаги.

Прежде всего, это форма и размер листьев, которые называются хвоинки. Они имеют маленькую площадь, что сокращает интенсивность транспирации. Устьица, через которые происходит газообмен и испарение воды, углублены в толщу листа. Кроме того, на зиму запечатываются воском. Это обеспечивает практически полное прекращение потери влаги.

В течение благоприятного периода в хвое накапливается достаточное количество углеводов и воды, чтобы пережить зиму. А масла обеспечивают защиту от низких температур.

Почему мы не замечаем, как хвойные меняют листву? Потому что происходит это постепенно. При этом растение не растет голым несколько месяцев. А молодые хвоинки вырастают сразу.

Механизм явления

Что является для растений сигналом к началу листопада? Это сокращение продолжительности светового дня. Снижение температуры воздуха и дождливая погода лишь сопутствуют основной причине.

Листья меняют цвет, что вызывает процесс перекрывания сосудов. У основания черешка формируется слой клеток. Он препятствует нисходящему току воды с растворенными в ней сахарами. В результате образуются пигменты антоцианы, изменяющие цвет листовой пластинки. С течением времени основание черешка в месте прикрепления к побегу пересыхает. Начинается листопад.

Значение листопада

Есть еще одна причина, объясняющая, почему опадают листья. С одной стороны, если этого бы не происходило, растения бы просто засыхали. Но в листьях тоже находится вода. Если она замерзнет, это неминуемо повлечет гибель растений.

Второй причиной сбрасывания листьев является защита от механических повреждений в зимний период от массы прилипшего снега. Стволы деревьев с мощной кроной просто бы ломались под его давлением.

Вместе с листьями растения избавляются от массы вредных веществ, которые накопились в них за вегетационный период. Поэтому это явление наблюдается у всех растений без исключения. Даже в тропическом поясе, где не бывает осени и зимы, наблюдается листопад. Только происходит он на протяжении всего года. Поэтому практически не заметен.

Итак, в нашей статье мы разобрались, почему опадают листья. Этот процесс является защитной реакцией растений от излишней потери влаги, механических повреждений от налипания снега и оледенения, а также механизмом очищения от вредных веществ.

МКОУ «Михайловская СОШ»

Почему осенью - листопад?

Выполнил:Мельникова Ксения,

МКОУ «Михайловская СОШ».

Руководитель: Плюснина

Елена Николаевна,

МКОУ «Михайловская СОШ»

С. Михайловское Олонецкий район Республика Карелия

Введение 3 стр.

1.Объект и методы исследования 4стр.

2.Литературный обзор 4 стр.

3.Результаты работы 5 стр.

3.1. Дневник наблюдений 5 стр.

3.2. Эксперимент 6 стр.

4.Заключение и выводы 6 стр.

Список литературы 7 стр.

Приложение 8 стр.

Введение.

Осень. До морозов ещё далеко, а деревья уже готовятся сбрасывать листву. Почему? Мне захотелось об этом узнать. Я решила провести исследование по теме « Почему осенью - листопад?».

Гипотезы:

Листья за лето «изнашиваются»

Сбрасывают листву, чтобы спасти ветки от тяжести снега на них

Цель работы : изучение листопада.

Задачи:

ü выяснить причины листопада;

ü узнать, как происходит листопад и почему листья меняют свой цвет,

ü провести эксперимент и наблюдения в природе.

1.Объект и методы исследования.

Место исследования : Олонецкий р., с. Михайловское

Предмет исследования : деревья

Объект исследования : листья

Методы : наблюдение, описание, сбор информации, анализ, эксперимент

2.Литературный обзор.

Оказывается, в листьях происходят удивительные превращения.

Сначала листья начинают желтеть. Кто в них добавляет жёлтую краску?

Удивительно, но жёлтый цвет находится в листьях всегда, только летом жёлтый цвет не виден. Он забивается более сильным - зелёным. Зелёный цвет придаёт листьям хлорофилловые зёрнышки. Зёрнышки, как заводики, делают строительный материал для новых веток и почек, корешков из газа, воды, минеральных солей. Но зелёным заводикам нужна энергия, которую даёт солнышко. С утра до вечера летом ловят они свет. Это летние превращения.

Наступает осень. Дни короче, ночи длиннее. Света растения получают меньше. Зелёные зёрнышки - заводики из-за этого разрушаются, остаются жёлтые зёрнышки. Лист желтеет. Это осенние превращения.

Но ведь листья осенью не только жёлтые, а и красные, багровые, фиолетовые! Почему?

Это зависит от того, какого цвета зёрнышки находится в листе.

Листья каких деревьев опадают зелёными? Ольхи и сирени.

В листьях этих деревьев нет других зёрнышек, кроме зелёных хлорофилловых.

Зачем деревья сбрасывают листву?

1 причина листопада:

Летом листья сочные, потому что всегда наполнены водой. Зимой столько влаги не получишь! Нет у дерева листьев - не надо столько воды из холодной земли корнями добывать.

2 причина листопада:

Излишки минеральных солей использовались не полностью деревом за лето и накопились в листиках, как зола в печке. Если бы листья не опадали, то дерево отравило бы себя этими веществами.

3 причина листопада:

Это защита тонких веток от тяжести выпавшего снега.

3.Результаты работы.

3.1. Дневник наблюдений.

3.2. Эксперимент.

В начале осени я с трудом сорвала листики с деревьев. Черешки листиков были прочно скреплены с ветками. В октябре мне стоило лишь дотронуться до них, как листики сразу стали падать с ветки. Что произошло?

В кабинете биологии я наблюдала за изменениями в листьях через микроскоп (рис. 3).

Оказывается, осенью между черешком листика и веткой образовался пробковый слой, такая перегородка, которая стала отделять лист от ветки (рис.2). Подует ветер, листику не за что держаться, и он полетит. Начинается листопад (рис. 1).

4.Заключение и выводы.

В результате работы я узнала о строении листьев, используя микроскоп.

Мои выводы:

Листья деревьев изменяют свой цвет, потому что они получают меньше солнечного света, который нужен им для работы зелёных хлорофилловых зёрнышек.

Листопад- это защита деревьев в трудное для их жизни зимнее время и от отравления ядовитыми веществами.

Я считаю, что нужно беречь деревья от загрязнения частичками сажи кочегарок и заводов! Она оседает на листьях, мешая чудесным превращениям.

Надеюсь, что моё исследование пригодится мне и другим при изучении окружающего мира, природоведения и биологии.

Список литературы

1. Георгий Граубин «Почему осенью листопад?»

2. Детская энциклопедия «Почемучка»

3. Энциклопедия «Биология для школьников»

4. Материалы Интернет –сайта

Приложение

Рисунок 1: Листопад Рисунок 2: Черешок

Рисунок 3: Работа с микроскопом.

Наверное, каждый хоть однажды любовался разноцветными листьями, летящими по ветру. Но далеко не все знают, что листопад это не просто завершение летнего сезона, а жизненно необходимый растениям процесс. Листья опадают даже с деревьев, растущих в теплых странах, где не бывает морозов.

В умеренном климате деревья сбрасывают листву примерно в одно время - осенью. В южных широтах этот процесс растягивается на весь год или происходит перед сезоном засухи. Почему листья опадают накануне сложных периодов в жизни дерева?

Для чего нужен листопад?

Для чего растения избавляются от органов, которые обеспечивают им ежедневное питание? Ведь именно в зеленых листьях происходит фотосинтез - превращение углекислого газа в питательные вещества под воздействием солнца.

Причины листопада могут быть различными:

• ежегодное изменение погоды, наступление холодов или засухи;
• внутренний цикл развития дерева, сопровождающийся ростом, обновлением или одеревенением веток;
• поражение вирусными заболеваниями, вредителями;
• плохая экология;
• повреждение корней или недостаток в почве питательных веществ.

Если причина листопада кроется в плохих внешних условиях, дерево может приостановить рост и даже погибнуть. Но опадание листьев, вызванное естественными природными факторами, полезно и необходимо растениям.

Суровая зима - испытание для деревьев

В зимние морозы верхний слой почвы промерзает, и вода в нем превращается в лед. Корни не получают ни влаги, ни содержащихся в ней микроэлементов. Если дерево заранее не сбросит листья, оно продолжит испарять воду, и скоро наступит обезвоживание. Вот почему опадают листья с деревьев осенью.

Кроме того, мокрый снег и наледь слишком тяжелы даже для голых веток - зимой они становятся хрупкими и быстро ломаются после сильных метелей. Дерево, одетое в пышную листву, соберет на себе целые сугробы, согнется под их тяжестью и может рухнуть, не выдержать нагрузки.

Еще одна важная причина, почему с деревьев опадают листья - избавление от накопленных за летний сезон токсинов и излишка питательных компонентов. Готовясь к зимнему сну, растения замедляют развитие и словно замирают в ожидании морозов, снегопадов и вьюг. Лишнее питание им в этот сезон ни к чему.

Явление природы листопад - очень мудрое решение, оно позволяет растениям набраться сил для следующего сезона. В южных регионах во время засухи ситуация похожая - растениям негде взять воду, которую ежедневно испаряет листва в условиях жаркого климата.

Листопад у вечнозеленых растений

Среди тропических деревьев листопад как явление природы тоже необходим, но происходит он у всех растений в разное время. Обновление покрова может растянуться на несколько недель или месяцев, и крона никогда не оголится полностью. После сброса старых листьев быстро вырастают новые, поэтому тропические леса и кажутся вечнозелеными.

В наших широтах тоже есть вечнозеленые растения. К ним относятся не только хвойные, но и невысокие кустарники - брусника, вереск, копытень. Зимой они скрыты под снегом, поэтому не испаряют лишней влаги и не ломаются. Хвойные деревья благодаря смоле сохраняют гибкость веток даже при значительном снижении температур, поэтому не ломаются под толщей сугробов. Вечнозеленые деревья и кусты тоже меняют листья, но делают это постепенно, причем на месте опавшей сразу вырастает свежая зелень.

Как происходит процесс опадания листьев

До момента, когда листья закружат в желто-красном хороводе, еще несколько недель, а природа уже готовится к тому, что происходит осенью с деревьями. В конце лета активный обмен влагой между стеблем и листом замедляется. В основании черешка образуется пробковый слой - своеобразная перегородка, которая препятствует прохождению соков. Постепенно она грубеет и становится водонепроницаемой.

Крепление листа в этом месте становится слабым, и при порывах ветра он легко отрывается. У разных видов опадание листьев происходит неодинаково: часть деревьев отличается ранним и дружным листопадом, другие растения облетают только перед наступлением морозов.

То, как происходит листопад, зависит от формы кроны, гибкости веток, места произрастания. Кустарники с легко гнущимися низкими побегами сбрасывают листья позже, чем ломкие высокие тополя, обдуваемые всеми ветрами. Листья с жесткой глянцевой структурой облетают позже - из них медленнее испаряется вода.

Почему листья меняют цвет

Желтые и багряные листья всех форм, с причудливыми узорами прожилок, приятно шуршащие под ногами делают осень нарядной и праздничной. Почему деревья меняют цвет еще до того, как начнется природное явление листопад?

Приятный глазу зеленый цвет листья приобретают за счет клеток хлорофилла, в которых происходит фотосинтез. Углекислый газ, соединяясь с водой, превращается в углеводы, при этом хлорофилл разрушается и вновь образуется, уже в большем количестве. Так происходит рост листовой пластины.

Кроме того, в листе содержатся и другие пигменты: каротин, придающий желтую окраску, и ксантофилл - от него растения краснеют. Эти элементы содержатся и в зеленом листе, но их отлично маскирует зеленый цвет хлорофилла.

Листопад это явление природы, которое начинается с изменения окраски деревьев. Когда в основании листа образуется пробка, поступление воды в лист ухудшается, и скоро процесс фотосинтеза становится невозможен. Хлорофилловые клетки постепенно отмирают, зеленая окраска листьев бледнеет, и все ярче проявляются красные и желтые пигменты.

Некоторые виды растений в вакуолях содержат слишком большое количество красных пигментов, поэтому приобретают малиновую окраску задолго до листопада, в начале или середине лета. К ним относятся некоторые виды орешника, бересклета, девичий виноград.

В дождливую и пасмурную осеннюю пору листья меняют цвет медленно, равномерно. Но стоит пригреть ясному сентябрьскому солнцу, и растения начинают испарять оставшуюся в них воду. Разрушение хлорофилла происходит все быстрее, и леса и парки моментально становятся красно-золотыми.

Желтый цвет приобретает листва тополя, березы и липы, осина, рябина и бузина окрашиваются в багрянец. Клены радуют всей гаммой оттенков от золотого и рыжего до красного и причудливыми узорами. Природа ярко и красочно празднует окончание летнего сезона.

Чем богат опавший лист

Что такое листопад и почему он происходит, легко можно понять, рассмотрев жизненный цикл растений. А полезна ли дереву опавшая листва? Как всегда, ответ легко найти, обратившись к дикой природе, которая ничего не делает напрасно.

Что происходит с лиственным опадом в лесах? Он ложится на землю и устилает ее мягким толстым ковром, год из года накапливаясь и постепенно перегнивая. Почва, укрытая слоем прелой листвы, всегда отличается отменным плодородием, меньше промерзает и не подвержена эрозии. Чем же так богат опавший лист?

Уже упоминалось, что за лето в листве накапливаются питательные вещества, углеводы и микроэлементы. Упав на землю, они с помощью микроорганизмов перерабатываются в удобную для усвоения растениями водорастворимую форму - так получается полезный перегной с высоким содержанием соединений азота, калия и фосфора. Это лучшее удобрение для деревьев.

Кроме того, в толстом слое опавшей листвы зимуют мелкие грызуны, пресмыкающиеся и насекомые. Рыхлый и мягкий грунт под лесной подстилкой - отличное место для сухой и теплой норки. В природе все взаимосвязано, в ней нет лишних и ненужных процессов. Вот почему происходит листопад.

Для чего убирают листья в городских парках и садах?

Зачем же сгребать и вывозить такое полезное и нужное удобрение? Не лучше ли оставить его на газонах? Садовники не раз задавались этим вопросом, и до сих пор не найден однозначный ответ.

С одной стороны, лиственная подстилка полезна для защиты корней от морозов и образования питательной среды. С другой - в ней могут зимовать не только полезные насекомые, но и ярые вредители плодовых и декоративных деревьев. Да и газоны, усеянные прелыми листьями, на следующий год выглядят совсем не декоративно.

Вдобавок в городской черте листья активно накапливают токсины от выхлопных газов и других химических соединений, и с опадом они попадают в грунт, отравляя деревья. Поэтому листву сгребают и вывозят, а подкармливают растения готовыми удобрениями.

Можно ли сжигать листву?

Вывоз листвы - дело затратное и хлопотное, иногда кажется, что ее проще сжечь. Однако в городах правила благоустройства строго запрещают это делать, и не только из противопожарных соображений. Дело в том, что при горении листьев выделяются летучие соединения, содержащие диоксид углерода, сернистые газы, сажу и накопленные за лето соли тяжелых металлов.

Дым от костров крайне вреден для дыхания и оказывает отравляющее действие. Особенно сильно он сказывается на здоровье аллергиков и астматиков, малышей и стариков, вызывая насморк, кашель и более серьезные последствия. Канцерогены, содержащиеся в лиственном дыме, могут вызвать даже онкологические и аутоиммунные заболевания.

Вот почему нельзя сжигать листья из городских парков. Экологически чистый опад в загородных садах можно, конечно, и сжечь, но зачем лишать растения такого прекрасного и бесплатного удобрения? Тем не менее, ежегодно над дачными поселками стоит терпкий запах дыма от горящей листвы. В это время, чтобы не навредить здоровью, лучше находиться подальше от костров и не вдыхать вредные вещества.

Осень - пора поэтов и романтиков, они не устают воспевать ее красоту и задаваться вопросом, почему с деревьев осенью опадают листья. Но всему в природе есть логическое объяснение, и узнав все факты о листопаде, легко понять его необходимость и практический смысл. Завершая ежегодный цикл развития, деревья готовятся к зиме, чтобы весной вновь наполнить наш мир красотой и цветением.

Каковы причины листопада? Что заставляет наши лиственные деревья и кустарники ежегодно сбрасывать свою листву с тем, чтобы вновь одеться ею по окончании суровой зимы?

Листопад принадлежит к числу наиболее характерных явлений осенней природы. Он ярче всего выражает сезонную периодичность в развитии растительного мира наших широт. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш глаз бесчисленным количеством тонов и красок, в которые наряжается лес, а затем наводя невольную грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим шорохом опавшей листвы. Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном в природе. Поэты сравнивают ее со старостью, грустят об ее приближении. Для натуралиста осень - интереснейшее время в году, пора интенсивных исследований и наблюдений, когда ярче всего выявляются многочисленные приспособления животного и растительного мира к условиям неблагоприятного сезона. В это время многое удается подметить в природе, объяснить многое непонятное. Многие проявления весенней природы без соответствующих осенних наблюдений будут казаться нам загадочными. Весна и осень неразрывно связаны между собою - это отдельные стадии единого жизненного цикла природы наших умеренных широт.

Причины листопада

Каковы причины листопада? Что заставляет наши лиственные деревья и кустарники ежегодно сбрасывать свою листву с тем, чтобы вновь одеться ею по окончании суровой зимы? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо прежде всего выяснить, представляет ли собой листопад биологическое явление, обусловленное жизнедеятельностью растения, или же он вызван падением температуры и наступлением осеннего ненастья. Если мы летом или - еще лучше - с весны пересадим в горшок с землей какое-нибудь молодое деревцо, например, дубок или клен, и поставим его в комнату или в оранжерею, осенью он неизбежно сбросит свои листья, несмотря на самый лучший уход. В комнату или за стекло оранжереи не проникает осеннее ненастье, здесь не бывает заморозков, тем не менее листопад и здесь будет проявляться с достаточной правильностью. Это указывает нам на то, что осеннее сбрасывание листьев не является прямым следствием наступивших неблагоприятных условий. Оно вместе с зимним периодом покоя входит в самый цикл развития растения. Есть и другой способ убедиться в том, что листопад - процесс биологический. В конце лета через основание листового черешка какого-нибудь дерева делают срез в том месте, где черешок прикрепляется к стеблю, образуя так называемую «листовую подушечку». Под микроскопом на срезе легко разглядеть образование особого отделяющего (пробкового) слоя. Клетки этогослоя имеют гладкие стенки и легко обособляются друг от друга. К началу листопада связь между ними в каком-нибудь месте нарушается, и лист остается висеть на дереве лишь благодаря сосудистым пучкам, которые, подобно мельчайшим «водопроводным трубам», соединяют лист с остальным растением. Сосудистые пучки легко можно заметить простым глазом на листовых рубцах в виде трех, пяти или большего числа крупных точек. Они служат для проведения воды и минеральных солей от корня к листьям (восходящий ток) и питательных веществ - углеводов, выработанных листьями в процессе ассимиляции (нисходящий ток). Однако, наступает момент, когда нарушается и эта последняя связь между черешком листа и материнским растением. Часто для этого бывает достаточно самого ничтожного порыва ветра, иногда же листья опадают и в совершенно тихую погоду в результате резких колебаний температуры, замерзания или оттаивания или же прямо под влиянием силы тяжести листовой пластинки, отягченной осевшей росой. Приходилось ли вам бывать в лесу в разгар листопада, когда в ясную погоду к вечеру сильно холодает, но зато стоит полное безветрие? В это время в лесу удивительно тихо и отчетливо слышен непрерывный шорох падающих листьев. Образование пробкового слоя в листовых черешках указывает нам на то, что листопаду предшествует в растении длительная подготовка.

Какие выгоды дает растению сбрасывание листвы на зиму

Листопад является приспособлением растений к условиям зимы - не только холодного, но и сухого времени года. Если бы наши лиственные деревья остались на зиму в своем зеленом уборе, они неизбежно погибли бы в результате недостатка влаги, так как испарение воды их листьями не прекращалось бы, а поступление воды в растение почти полностью могло остановиться. Во многих тропических и субтропических странах, где температура в течение круглого года достаточно высока, но влажность подвержена сильным колебаниям, ежегодно при наступлении засухи деревья сбрасывают листву. Taк, обнажаются на несколько месяцев деревья африканских саванн, травы которых также выжигаются солнцем, пока обильные дожди снова не возродят к жизни растительность саванн. Значение листопада в жизни наших лиственных деревьев особенно хорошо заметно при сопоставлении их с хвойными. Хвойные - ель и особенно сосна - засухоустойчивые растения. Их хвоя испаряет во много раз меньше воды, чем листва наших лиственных пород. Благодаря этому они и способны перезимовывать в зеленом виде. Считается, что в условиях слабого водоснабжения количество влаги, испаряемой хвойными, относится к количеству влаги, испаряемой лиственными породами, как 1:10, в условиях же повышенного водоснабжения - как 1:6. Дуб на 100 гр сухого вещества листьев испаряет за лето 54,6 кг воды, берез - 81,4 кг, ясень - 85,6 кг, сосна же всего 9,4 кг. Интересно заметить, что лиственница в этом отношении вeдeт себя как лиственная порода и испаряет влаги в 10 раз больше, чем сосна, и в пять раз больше, чем ель. Такая способность экономить влагу достигается наших хвойных особым строением их игл. Не говоря уже о значительно меньшей поверхности, хвоинки имеют целый ряд засухоустойчивых приспособлений: толстую кожицу, окружающую хвоинку со всех сторон, и сизоватый восковой налет, также понижающий испарение; большое значение имеет также расположение устьиц в особых углублениях. Ведь устьица являются порами, своего рода форточками, через которые происходит газообмен в растении и транспирация влаги; погружение их в ткань листа значительно уменьшает транспирацию. Напротив, листья наших листопадных деревьев лишены каких-либо специальных засухоустойчивых приспособлений. Они имеют широкую поверхность и тонкую кожицу. Говоря здесь о значении листопада в жизни наших деревьев, нельзя не обратить внимание на то, что, сбрасывая листву, они тем самым предохраняют себя от механических повреждений под тяжестью снега. Часто зимой можно наблюдать, как даже в безлистном состоянии ломаются крупные ветви деревьев под напором снега; широкая листовая поверхность, на которой оседало бы много снега, сделала бы это явление катастрофическим. Вышеуказанным далеко не ограничивается биологическое значение листопада. В жизни деревьев он играет еще и другую роль. Он способствует удалению отбросов, различных минеральных солей, большое количестве которых скапливается в листьях под осень и становится вредным для растения. Если взять листья какого-нибудь дерева и исследовать, сколько они содержат золы весной, в середине лета и осенью, перед листопадом, то в результате выявится резкое повышение золы с возрастом листьев. В конце мая листья бука содержат по отношению к сухому весу 4,6% золы, в конце июля - 7,4%, а в конце октября - 10,8%, т.е. в два с лишком раза больше, чем весной. Каким о бразом в течение лета происходит накопление в листьях такого значительного количества минеральных веществ? Дело в том, что лист в течение всей своей жизни усиленно испаряет воду. На смену этой испаренной влаги в него непрерывно поступает новая, которая засасывается корнями из почвы. Однако, как мы знаем, растение получает из почвы не чистую воду, а растворы различных солей. Эти соли, проходя вместе с водой через все растение, попадают и в листья. Часть их идет на питание растения, часть же, остающаяся не использованной, откладывается в клетках листа. В результате этого к осени листья становятся как бы минерализованными, обильно пропитанными солями, отложения которых в некоторых случаях удается даже рассмотреть под микроскопом. Большое количество минеральных солей, отлагающихся к осени в листьях, нарушает нормальную их работу и становится вредным для растения; поэтому сбрасывание старых листьев является необходимым условием для его нормальной жизнедеятельности. Так как отложение минеральных солей в листьях - результат испарения, то понятно, что чем больше, влаги способны испарить листья, тем сильнее они минерализуются к осени. Это особенно ясно видно при сопоставлении количества золы, отлагаемой в листьях сосны и лиственницы. Сосна, которая, как мы знаем, испаряет за лето очень мало влаги, содержит осенью в своей хвое всего лишь около 1,5% золы, тогда как лиственница, которая в отношении испарения приближается к лиственным породам, скопляет в мягких иглах до 2,5% минеральных солей. Необходимость избавиться от накопившихся в листьях вредных отбросов обусловливает листопад у деревьев во влажном тропическом климате. Вначале полагали, что в тропических местностях, где климат в течение круглого года остается более или менее однородным, листопада вовсе не существует. Однако более тщательные наблюдения, произведенные на острове Яве в знаменитом тропическом ботаническом саду в Бьютензорге и в Индии, показали, что и в тропиках листопад представляет собой обычнейшее явление. Правда, опадение листьев у различных деревьев происходит здесь не одновременно, причем даже различные экземпляры одного и того же вида имеют листопад в различное. время. В результате период покоя во влажном тропическом климате нередко продолжается у какого-нибудь дерева или части дерева всего лишь несколько дней. Растение сбрасывает ставшие для него не нужным балластом старые листья и немедленно облачается в новый зеленый наряд. Эти факты указывают, что листопад зависит не только от внешних, но и от внутренних причин, т. е. становится необходимым в результате жизнедеятельности самого растения.

Что содержится в опавших листьях

Анализы опавших листьев показали, что в них содержится, кроме известного процента золы, значительное количество углеводов - органических веществ, содержащих углерод и выработанных лиcтом в результате поглощения им углекислоты из воздуха. Замечательно при этом, что опавшие листья значительно богаче углеводами, чем молодые. Таким образом, растение, ежегодно сбрасывая листву, лишается известного количества питательных веществ, которые не успевают полностью перейти в стебель. Однако подобная расточительность не приносит растению особого вреда. Углеводы - это вещества, которые в любом количестве могут быть получены растением из воздуха. Азот растение усваивает только из почвы в виде растворенных солей. И азота нередко растению не хватает. Поэтому оказывается, что азотистые вещества перед листопадом в значительных количествах передвигаются в ствол, где и перезимовывают или потребляются растением в течение зимы; вместе с азотистыми веществами из листьев выводятся и другие ценные для растения минеральные соли; тем не менее установлено, что значительная часть их все же остается в опадающих листьях. Опавшие листья представляют собой очень ценное удобрение. Благодаря им почва в лесу ежегодно обогащается перегноем, приобретая ряд важных свойств. Мы знаем, например, что почва широколиственного леса не промерзает зимой в силу значительного содержания гумуса и это дает возможность весенним растениям развиваться под снегом. Один гектар дубового леса получает более 5000 кг отпада (сухой вес листьев, хвороста и пр.), что дает примерно 520 кг золы. Отсюда понятно, что сбор опавших листьев и вообще удаление лесной подстилки в лесу отрицательно сказываются на жизни деревьев. Так, например, в одном опытном германском лесничестве, где в течение ряда лет практиковался сбор лесной подстилки, прирост насаждения упал на 11%. В листьях некоторых деревьев содержатся дубильные вещества. В незначительном количестве они есть в листьях дуба, но особенно много их в листьях благородного каштана - дерева, широко распространенного у нас в Западном Закавказье. Свежие опавшие листья в каштановых лесах содержат до 12% дубильных веществ, поэтому сбор их для получения дубильного экстракта может иметь промышленное значение.

Отчего осенью листья желтеют

Растения кажутся нам зелеными от большого количества мельчайших хлорофилловых зерен, расположенных в клетках листьев и стеблей. Мы знаем, что в хлорофилловом зерне совершается процесс разложения углекислоты, в результате которого в растении из неорганических соединений создаются органические вещества - углеводы. Хлорофилловое зерно не остается неизменным в растении. Оно недолговечно. Улавливая солнечную энергию, необходимую для процесса ассимиляции, хлорофилл разрушается под влиянием света и вновь создается в растении, причем образование его также может происходить только лишь на свету. Однако хлорофилл - не единственное красящее начало в тканях растений. Наряду с ним постоянно присутствуют особые пигменты, известные под названием ксантофилла и каротина. Первый из них чисто желтого цвета, второй имеет оранжевый оттенок; каротин обусловливает характерный цвет корня моркови, где он содержится в очень большом количестве. Желтые пигменты всегда есть в зелени растения, но летом они совершенно незаметны, так как замаскированы интенсивно-зеленой окраской хлорофилла; тем не менее их очень легко выделить при помощи следующего несложного опыта. Каждый, вероятно, знает, что зеленые части растений, если их бросить в крепкий спирт, начинают бледнеть, тогда как спирт, напротив, быстро зеленеет. Этот процесс обесцвечивания листьев вызван тем, что хлорофилл растворяется в спирту, и особенно быстро при подогревании или даже осторожном кипячении спирта в водяном баке. Крепкая спиртовая вытяжка из зеленых листьев при рассматривании ее в проходящем свете выглядит изумрудно-зеленой, в отраженном же свете флюоресцирует (отсвечивает) вишнево-красным оттенком. Вместе с хлорофилллом в спирт переходят и желтые пигменты. Чтобы отделить их, в вытяжку следует налить немного бензина. Взболтав смесь, через некоторое время можно заметить, что бензин, как более легкий, всплывет наверх, тогда как слой спирта останется внизу. При этом бензин будет иметь изумрудную окраску, спирт же примет золотисто-желтый цвет от оставшихся в нем желтых пигментов листа - ксантофила и каротина. Отделение хлорофилла от желтых пигментов основано на том, что он обладает большей растворимостью в бензине, чем в спирте. Осенью, по мере затухания деятельности листа в связи с образованием в его черешке отделяющего слоя, в нем замедляется и, в конце концов, совсем прекращается образование хлорофилла; разрушение же хлорофилла под влиянием солнечного света продолжается. В результате лист теряет свою зеленую окраску, и желтые пигменты, незаметные до этого времени, внезапно обнаруживаются. Поэтому, однако, необходимо добавить, что не только ксантофил и каротин обусловливают желтую окраску листьев осенью; в настоящее время найдены еще и другие желтые пигменты, которые отсутствуют в живых тканях листа и появляются лишь при их отмирании в момент листопада. Так как разрушение хлорофилла идет более быстрыми темпами на ярком свету в солнечную погоду, то становится понятным, почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зеленую окраску и почему, два-три ясных солнечных дня, сменившие стоявшее до сих пор ненастье, сразу разукрашивают кроны деревьев в яркие золотистые краски осени.

Что обусловливает багряный цвет деревьев во время листопада

Осенняя раскраска листьев особенно привлекательна своими багряными тонами. Однако эти тона встречаются не у всех деревьев. В багрянец убираются кроны кленов и осин; нарядную, розоватую окраску принимает листва бересклета; темно-пурпуровыми становятся гирлянды дикого винограда. Наряду с этим липы, дубы и березы лишены красных оттенков, они отливают лишь различными желтыми и золотистыми тонами. Чем же обусловлен красный цвет осенних листьев? Он обусловлен особым красящим веществом-антоцианом, которое чрезвычайно широко распространено в растениях. В отличие от хлорофилла антоциан не связан внутри клетки с пластическими образованиями. Он растворен в клеточном соке и реже встречается в виде мелких кристаллов. Антоциан очень легко извлечь из любых красных или синих частей растения. Если прокипятить некоторое количество свеклы или красной капусты, то вода окрашивается от антоциана в лиловатый или грязно-красный цвет. Достаточно прибавить к этому раствору несколько капель какой-нибудь кислоты, например, уксусной, как он сейчас же примет интенсивно-красную окраску. Антоциан обусловливает также голубую и розоватую окраску цветов. Многочисленные колеры роз, огневой цвет мака, небесно-голубые оттенки незабудок, лиловый цвет фиалок и колокольчиков - все это результат присутствия антоциана в клеточном соке. Дело в том, что антоциан, в зависимости от того, в какой среде он находится - в кислой или щелочной, способен быстро менять свой оттенок. Подобно лакмусовой бумажке, при кислой реакции он имеет розоватый цвет, при щелочной - синеет. В связи с этим некоторые растения обладают замечательной способностью с возрастом менять окраску своих цветков. Мы уже упоминали выше об этом явлении в цветках медуницы, которые в момент зацветания имеют розоватый венчик, в дальнейшем приобретающий пурпуровую, а затем и синюю окраску. То же наблюдаетсяи в соцветиях другого обитателя широколиственного леса - сочевичника. В его изящных кистях нижние, более старые цветы имеют синюю окраску, верхние, более молодые - розоватую. Подобное же изменение окраски с возрастом можно видеть и на незабудках. Цветы всех этих растений вначале очень богаты кислотами, впоследствии они постепенно теряют свою кислотность, и растворенный в клеточном соке антоциан, синеет. Пользуясь этим свойством антоциана, удается без особого труда произвольно менять окраску некоторых цветков. Если продержать некоторое время голубые цветы незабудок или фиалок в атмосфере табачного дыма, они вскоре начинают зеленеть под действием щелочи, которая содержится в табачном дыму. Тот же результат получается и при действии нашатырного спирта. Если же поместить цветы растения под стеклянный колпак с дымящей соляной или уксусной кислотой, они быстро розовеют. Антоциан широко распространен в молодых растущих частях растения. Выше мы указывали, что он окрашивает женские сережки ольхи и рыльца женских цветов орешника в пурпуровый и розовый цвет. Здесь он может иметь роль некоторого дополнительного улавливателя тепловых лучей, поглощая зеленые и синие части спектра. Какое же значение имеет антоциан в отмирающих листьях? Появление антоциана в тканях растений находится в определенной зависимости от внешних условий. При понижении температуры количество антоциана в клеточном соке увеличивается так же, как и при ярком свете. Вместе с тем образование антоциана стимулируется также остановкой или задержкой в листве питательных веществ, получаемых растением в результате ассимиляции. Особенно хорошо это заметно при различных поранениях растений. Над местом пореза скапливаются углеводы, а вслед за тем соответствующая часть растения принимает интенсивную антоциановую окраску. Проф. Молиш, который впервые обратил на это внимание, описывает такой случай. Проходя как-то по винограднику, он был поражен тем, что на некоторых ветвях виноградных лоз листья были красного цвета, в то время как другие имели нормальную листву. Заинтересовавшись причиной этого явления, он стал внимательно исследовать покрасневшие части веток и обнаружил, что все они были повреждены таким образом, что движение соков было затруднено, но не приостановлено. Чтобы окончательно убедиться в том, что здесь играло роль именно поражение и вызванный этим застой питательных веществ, он произвел на других кустах многочисленные надрезы до двух третей древесины. Через две-три недели все пораженные части веток выше надреза приняли яркую антоциановую окраску. Можно думать, что и в осенних листьях, где легко происходит повреждение в сосудистой системе, тормозится поток углеводов, что способствует образованию антоциана. Таким образом, багряные оттенки, в которые окрашиваются деревья во время листопада, не являются каким-либо особым приспособлением. Они свидетельствуют лишь о происходящем затухании жизнедеятельности в листьях в связи с подготовкой растений к зимнему периоду покоя.

Особенности листопада у некоторых деревьев и кустарников

Осенняя раскраска листьев наблюдается далеко не у всех деревьев. У ольхи листья во время листопада сохраняют свой зеленый цвет и чернеют лишь после заморозков. Точно так же совершенно не изменяют свой цвет листья сирени: они остаются зелеными на ветвях до выпадения снега, несмотря на то, что давно уже убиты морозами. У осины листопад начинается, когда листья еще зелены, осенняя же раскраска наступает позднее, когда часть дерева уже обнажилась. Продолжительность листопада у различных деревьев, так же как и период пожелтения листвы, бывает крайне различной. Из наших деревьев листопад, по-видимому, наиболее длителен у березы: он продолжается около двух месяцев, в то время как липа успевает сбросить свою листву в две недели. Установить сроки листопада у какой-нибудь древесной породы бывает не так легко, так как у различных экземпляров одного и того же вида он начинается и заканчивается не одновременно. Интересно при этом отметить, что причина этого явления далеко не всегда лежит во внешних условиях. Нередко два дерева, растущие по соседству, на целую неделю различаются по времени пожелтения и опадения своих листьев, причем эти особенности листопада отдельных деревьев ежегодно повторяются. Особый интерес представляют некоторые экземпляры дуба, которые очень долго не сбрасывают своих листьев и в течение всей зимы стоят в своем осеннем уборе. Несмотря на то, что листья на таких дубах уже давно мертвы, они крепко висят на ветвях, выдерживая зимние вьюги и метели, и опадают лишь в начале весны, незадолго до того времени, как начнется развитие молодых листьев. Эти своеобразные деревья представляют собой особую форму дуба, известную под именем «позднего дуба», тогда как экземпляры, нормально сбрасывающие листья, относятся к раннему дубу. Обе эти формы, по-видимому, являются наследственно закрепленными, хотя это еще нуждается в проверке. Кроме особенностей листопада, поздний дуб отличается от раннего более поздним цветением и распусканием почек, которое запаздывает на 2-3 недели. Весной такие дубы стоят еще совершенно голыми, в то время как их соседи уже покрылись зеленой дымкой молодой листвы. Несмотря на столь резкое различие в развитии, оба дуба не отличаются существенным образом по форме и величине своих листьев и желудей. Правда, некоторые авторы указывают, что ранняя форма дуба, которая вообще у нас более обычна, характеризуется более широкой раскидистой кроной, менее правильным стволом и более легкой древесиной, тогда как поздний дуб имеет более сжатую крону, полнодревесный ствол и более тяжелую древесину; интересно, что обе формы дубов различаются местным населением: ранний дуб называется «летним дубом», или просто «дубом», а поздний - «зимним дубом», или «дубицей». В настоящее время большинство авторов считает, что поздний, или зимний, дуб является более приспособленным к нашим климатическим условиям, а потому со временем должен завоевать себе более широкое распространение. Дело в том, что молодые побеги дуба часто повреждаются весенними заморозками. В этом отношении поздняя форма дуба находится в более благоприятных условиях. Если это действительно так, то отсюда мы можем сделать вывод, что климат у нас в настоящее время ухудшился по сравнению с прошлым, что, впрочем, подтверждается и некоторыми другими данными. Вспомним, например, более широкое распространение у нас в прошлом широколиственных лесов, остатком которых является дубравная ветреница, обитающая в настоящее время под чуждым для нее пологом елового леса. Несмотря на большой научный и лесоводственный интерес, который представляют ранняя и поздняя формы дуба, они изучены еще далеко не достаточно. Интересно провести более детальные наблюдения за ними в различных условиях и в различные годы и выяснить, имеется ли приуроченность какой-либо формы к определенным местообитаниям. Очень интересно установить также, есть ли у каких-либо других древесных пород подобного рода ранние и поздние формы. Мы указывали уже на способность лиственницы в некоторых условиях очень долго сохранять свою хвою; на Кавказе часто встречаются поздние формы бука и каштана, но они в этом отношении еще почти не изучены.

Источник в интернете:

http://www.aroma-azbuka.ru/pages/page.php?page=421#1

Листопад принадлежит к числу наиболее характерных явлений осенней природы. Он ярче всего выражает сезонную периодичность в развитии растительного мира наших широт. Каждый год повторяется он, радуя вначале наш глаз бесчисленным количеством тонов и красок, в которые наряжается лес, а затем наводя невольную грусть унылым видом обнажившихся деревьев и меланхолическим шорохом опавшей листвы. Осень издавна считается скучной порой, мертвым сезоном в природе. Поэты сравнивают ее со старостью, грустят об ее приближении. Для натуралиста осень — интереснейшее время в году, пора интенсивных исследований и наблюдений, когда ярче всего выявляются многочисленные приспособления животного и растительного мира к условиям неблагоприятного сезона. В это время многое удается подметить в природе, объяснить многое непонятное. Многие проявления весенней природы без соответствующих осенних наблюдений будут казаться нам загадочными. Весна и осень неразрывно связаны между собою — это отдельные стадии единого жизненного цикла природы наших умеренных широт.