Почему осенью листья желтеют и опадают

Дачный сезон заканчивается с последними опавшими листьями с деревьев и кустарников. У многих людей оголённые растения вызывают уныние и тоску по лету. А ведь осень прекрасна! Недаром столько поэтических строк посвящено этому времени года. Почему листья у одних растений краснеют, а у других желтеют? И почему листья опадают?

Листопад - самый яркий признак осени. Это растения приспосабливаются к неблагоприятным условиям сезона. Сезонная изменчивость растений начинается с северных широт и постепенно движется на юг. Листопад повторяется каждый год и всегда приводит нас в восторг своими яркими красками - от жёлтых и оранжевых до розовых и пурпурных. Листья облетают даже с вечнозелёных растений в субтропиках и тропиках. Только там они падают не все сразу, а постепенно в течение всего года, и от того это не так заметно.

Осенью становится холоднее, и вода в растения поступает из корней к листьям в замедленном темпе. Но это не главная причина листопада. Наступление неблагоприятных условий является сигналом для перехода растений в новый цикл жизни, что заложено в генетический код. 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 также способ убедиться в том, что листопад - процесс физиологический. Отчего же лист отделяется от ветки? Оказывается, с наступлением холодов у основания черешка, где лист прикреплён «листовой подушечкой» к ветке, образуется пробковый слой. Клетки этого слоя имеют гладкие стенки и легко обособляются друг от друга. Стоит дунуть ветру чуть посильнее, и лист отделяется от пробкового слоя.

Зелёный цвет листьев летом обусловлен большим количеством пигмента хлорофилла, содержащегося в них. Этот пигмент «кормит» растения, так как именно с его помощью на свету растение из углекислого газа и воды синтезирует органические вещества и в первую очередь основной сахар - глюкозу, а из него - все остальные питательные вещества. В состав хлорофилла входит железо, а при его разрушении образуются оксиды, которые имеют буро-жёлтые цвета. Разрушение хлорофилла интенсивнее происходит на свету, то есть в солнечную погоду. Вот почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зелёную окраску. При наступлении осенью солнечных дней листья приобретают золотисто-красные цвета.

Однако наряду с хлорофиллом зелёные листья содержат и другие пигменты - желтый ксантофилл и оранжевый каротин (он определяет цвет корнеплодов моркови). Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью же по мере затухания жизнедеятельности в листе хлорофилл постепенно разрушается. Тут-то и проявляются в листе жёлтые и красные оттенки ксантофилла и каротина.

Помимо золотых, осенние наряды деревьев содержат багряные оттенки. Этот цвет обусловливает пигмент, который называется антоцианом. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан внутри клетки с пластическими образованиями (зернами), а растворён в клеточном соке. При понижении температуры, а также при ярком свете количество антоциана в клеточном соке увеличивается. Кроме того, остановка или задержка синтеза питательных веществ в листве также стимулируют синтез антоцианов.

Опавшие листья ещё несколько дней могут сохранять форму и цвет, а затем они начинают усыхать и приобретать бурый не очень приятный для глаза цвет. Часть листьев остается на месте под деревьями и кустарниками, а часть ветер уносит за пределы участка. У садовода из эстетических соображений зачастую возникает соблазн очистить почву от опавших листьев. А надо ли? Ведь в листьях содержатся те же химические соединения, что были взяты растениями из почвы. Правда, они приобрели несколько иной химический состав и вошли в образованное растением органическое вещество. Попав на поверхность почвы, листья становятся «добычей» великого множества различных живых организмов. Среди них наиболее важная роль в утилизации листьев принадлежит дождевым червям. Продукты их жизнедеятельности (экскременты червей называются капролитами) содержат весь набор элементов питания для растений почти в готовом виде. Так что листья, попав в биологический круговорот веществ, вернули почве, то, что когда-то получили в растении.

А теперь решайте сами - убирать листву из-под деревьев или нет? Есть два пути сохранения полезных свойств опавшей листвы. Первый - оставить на месте до весны, с последующей перекопкой. При этом листья будут утеплять верхний слой почвы. Второй путь будет несколько сложнее, и длиться дольше. Собрать листья в компостную яму и через год-два вернуть под деревья в перепревшем виде.

В. А. Рассыпнов , профессор АГАУ

Иногда в самый разгар лета листья теряют зеленый цвет. Такое преждевременное окрашивание листьев, не отработавших положенный срок, – показатель явного неблагополучия дерева, которое может быть вызвано различными причинами.

О причинах и их симптомах следует знать, чтобы своевременно устранять, а еще лучше - вообще не допускать.

Окрашивание, которое начинается с нижних листьев растущих побегов и взрослых ветвей, указывает на дисбаланс почвенного питания .

Если не хватает азота, листья бывают светло-зеленые, постепенно желтеющие, мелкие, а приросты - тонкие и слабые.

Характерный симптом недостатка калия - красный ободок листьев, вскоре засыхающий (так называемый краевой ожог листьев). Калийная и азотная недостаточность часто бывают совместными, что вполне объяснимо: при недостатке калия растения не могут эффективно использовать почвенный азот.

При фосфорном голодании отмечается бронзовый или пурпурный оттенок всей листовой пластинки. Сильно голодающие листья затем чернеют и засыхают. Эти признаки не следует путать с повреждением паршой и другими грибными болезнями, имеющими сначала пятнистый характер, постепенно охватывающими всю поверхность листа.

На песчаных и супесчаных почвах возможен недостаток магния . Особенно остро его дефицит наблюдается в дождливые годы или при чрезмерных поливах, так как магний легко вымывается из корнеобитаемых слоев почвы.

Магниевое голодание проявляется желтыми и красными пятнами между жилками листа. Особенно чувствительна к дефициту этого элемента вишня, при этом в середине листовых пластинок появляются бурые пятна. Не путайте эти признаки с монилиозом - опасным грибным заболеванием косточковых культур, которое проявляется в виде ожога и быстрого засыхания целых ветвей с листьями, цветками и завязями.

При всех перечисленных симптомах бывает сильное опадение плодов (в том числе несозревших) и ранний листопад. Причем опадение листьев, как и преждевременное их окрашивание, тоже начинается с нижних частей дерева и ветвей.

Недостаток в почве элементов питания можно устранить, если внести соответствующие удобрения и правильно ухаживать за деревьями.

У преждевременного окрашивания и опадения листьев, начинающегося с верхушек деревьев, причины иные . Часто это случается на участках с близким залеганием грунтовых вод.

Корни, достигнув уровня застойного переувлажнения, загнивают изза скопления токсичных продуктов анаэробного, бескислородного распада. Такие деревья постепенно засыхают, начиная с верхних ветвей (так называемая суховершинность) (фото вверху). Исправить, а вернее, не допустить такую ситуацию можно специальными агротехническими мероприятиями (почвенный дренаж, повышение уровня участка, посадка на валах и др.).

Иногда среди лета верхние листья побегов становятся бледно-желтыми, почти белыми, как при росте в темноте. Постепенно бледнеют и осыпаются остальные листья. Это хлороз - заболевание, которое вызывает комплекс причин: щелочная реакция почвы (при передозировке извести или свежего навоза); недостаток в ней или недоступность солей железа, необходимых для образования хлорофилла; подмерзание корней или их кислородное голодание из-за переувлажнения и др.

При незначительных проявлениях хлороза помогает опрыскивание деревьев 2-процентным железным купоросом. Но при известковом хлорозе на щелочных почвах возможна общая непригодность участка для плодовых и ягодных культур.

Обычно об этом сигнализирует сорная растительность: вьюнок, одуванчик, тысячелистник и другие приобретают необычно светлую окраску. Обычно для «лечения» таких участков высаживают люцерну с последующей заделкой ее в почву, вносят только хорошо перепревший навоз или сульфат аммония и азотнокислый аммоний. Нельзя применять удобрения, дающие щелочную реакцию (азотнокислый натрий или азотнокислый кальций, а также свежий навоз).

Если меняется окраска листьев верхней части побегов, при этом они деформируются и усыхают - это следствие «работы» тлей, клещей или грибных болезней, защиту от которых необходимо предусматривать заранее.

Если листья сначала были зелеными, а среди лета все сразу (и нижние, и верхние) на дереве (фото справа) стали краснеть или желтеть, надо искать физиологические причины, связанные с нарушением нормальной жизнедеятельности тканей дерева. Такое явление может быть связано с кольцевым повреждением коры из-за ее подмерзания или заглубленной посадки.

Иногда у вполне здорового дерева виновницей бывает врезавшаяся в кору веревка или проволока от этикетки (фото слева). Садоводы часто забывают вовремя ослабить обвязку на прививках. Помните, что стволы и ветки в процессе роста утолщаются и всевозможные тугие обвязки врезаются в них, приводя к неизбежному отлому. Если такое врезание только наметилось, исправить его можно бороздованием: сделайте несколько продольных надрезов коры (до древесины) по перетяжке, а также выше и ниже нее. Это поможет летом в период активной работы камбия: края надрезов постепенно зарубцуются наплывами каллуса и вдавленное место выровняется по толщине.

Летнее окрашивание листьев в осенние тона часто связано с физиологической несовместимостью привоя и подвоя. Она заключается в плохом анатомическом срастании прививочных компонентов, недостаточном взаимопроникновении их тканей и нарушенном обмене питания между корнями и наземной частью.

Обычно несовместимость наблюдается при неродственных прививках, когда, например, для груши в качестве подвоев используют яблоню, рябину, иргу, аронию и др. Такой «союз» не бывает долговечным, в лучшем случае он продолжается 6-8 лет или немного дольше. Привой погибает или отламывается в месте прививки, а подвой может оставаться живым за счет отрастающей поросли.

Несовместимость часто проявляется замедленно, деревья могут расти и плодоносить. При этом кроме раннего окрашивания листьев отмечаются сопутствующие признаки: обильная закладка цветковых почек на фоне слабых приростов побегов; мелкие, нехарактерные для сорта плоды, их ранее созревание и повышенная осыпаемость; появление поросли от корней ниже места прививки; заметные утолщения (наплывы) над местом прививки; снижение свойственной сорту зимостойкости и др.

Деревья с явными признаками несовместимости неизлечимы. Можно лишь использовать сохранившуюся поросль для прививки

Мы привыкли к тому, что осенью листва желтеет и деревья сбрасывают до весны их. Любуемся жёлтой листвой, восхищаемся романтизмом осени, но не знаем, отчего же всё-таки происходит пожелтение листьев. А этому, оказывается, есть научное объяснение.

Долгие годы учёные изучали листья и то, как они меняют свой цвет осенью. Молекулы , отвечающие за яркие оттенки жёлтого и оранжевого, уже не являются загадкой, а почему листья приобретают красный цвет пока остается тайной.

Реагируя на смену температуры воздуха и меньшее количество дневного света, листья перестают вырабатывать хлорофилл (который придает зелёный цвет), поглощающий синий и частично красный свет, излучаемые Солнцем. Так как хлорофилл чувствителен к холоду, некоторые изменения в погоде , такие как ранние заморозки, "отключат" его выработку быстрее обычного.

В это время оранжевые и жёлтые пигменты, называемые каротиноиды (которые также можно встретить в моркови) и ксантофиллы светят через листья, у которых не осталось зелёного цвета. "Жёлтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг

"Желтый цвет присутствует в листьях всё лето, но его не видно, пока не исчезнет зелёный" говорит Пол Шаберг (Paul Schaberg), физиолог растений из Лесной службы США. Но у учёных пока мало информации о красном цвете, который появляется у некоторых листьев осенью. Известно, что красный цвет происходит от антоцианидов , которые, в отличие от каротиноидов, вырабатываются только осенью. Антоцианиды также придают цвет клубнике, красным яблокам и сливам.

Деревья вырабатывают антоцианиды, когда чувствуют смену в окружающей среде - заморозки, ультрафиолетовое излучение, засуху и/или грибок . Но красные листья также являются признаком болезни дерева. Если вы заметили, что листья дерева раньше обычного (в конце августа) стали красного цвета, вероятнее всего дерево страдает от грибка, или оно было где-то повреждено человеком.

Почему дерево тратит свою энергию, чтобы выработать

новые антоцианиды в листе, когда этот лист вот-вот опадёт?

Пол Шаберг считает, что если антоцианиды помогают листьям оставаться на дереве дольше, они могут помочь дереву впитать больше полезных веществ до того, как листья опадут. Дерево может использовать впитанные ресурсы, чтобы расцвести в следующем сезоне.

Антоцианины

Тема антоцианинов немного сложнее для изучения, нежели остальные компоненты деревьев. Несмотря на то, что все деревья содержат хлорофилл, каротин и ксантофиллы, не все вырабатывают антоцианины. Даже те деревья, которые имеют антоцианины, вырабатывают их только при определённых условиях. До того, как дереву избавиться от своих листьев, оно пытается впитать как можно больше питательных веществ из листьев, и в этот момент в роль вступает антоцианин.

У учёных есть несколько ответов на вопрос, почему некоторые деревья вырабатывают это вещество, и листья меняют свой цвет.

Самая распространённая теория говорит о том, что антоцианины защищают листья от переизбытка солнечного света, при этом позволяя дереву впитывать полезные вещества, хранящиеся в листьях. На дереве эти пигменты играют роль солнцезащитного крема , блокируя опасное излучение и охраняя листья от переизбытка света. Они также защищают клетки от быстрого замерзания. Их пользу можно сравнить с пользой антиоксидантов.

Большое количество солнечного света, сухая погода, морозная погода, низкий уровень питательных веществ и другие стрессовые факторы повышают концентрацию сахара в древесном соке . Это запускает механизм выработки большого количества антоцианинов в последней попытке накопить энергию, чтобы пережить зиму.

Учёные полагают, что изучение антоцианидов поможет понять уровень болезни каждого дерева. Это, в свою очередь, в будущем даст более понятную картину о проблемах окружающей среды. Как говорил персонаж книги и мультфильма Лоракс: "Цвет деревьев однажды сможет сообщить нам, что чувствует на данный момент дерево".

А вы когда-нибудь задумывались над тем, почему осень - золотая? Почему вообще происходит пожелтение листьев? Попробуем разобраться в этом вопросе и рассказать вам.

За цвет любых растений отвечают пигменты. Например, красный цвет яблока обусловлен антоцианом, зеленый кактуса - хлорофиллом, оранжевый моркови - каротином. Желтый же цвет дает ксантофилл. Антоциан, каротин и ксантофилл - это каротиноиды. Они как раз и придают цвет листьям.

Но как так получается? С чего вообще осенью они появляются в листьях? Ведь летом-то мы наблюдаем зеленые кроны деревьев.

Оказывается, вся проблема в хлорофилле. Количество каротиноидов не увеличивается, зато хлорофилла - уменьшается. С наступлением прохлады деревья переходят в режим энергосбережения.

Летом, когда солнца много, зеленые листья, наполненные хлорофиллом, поглощают свет и преобразовывают его в полезные для растения химические процессы. Происходит фотосинтез. Как вы понимаете, осенью световой день становится значительно меньше. А в листьях-то есть хлорофилл, и они очень хотят солнца. А его мало. В такие моменты крона «садится на шею» садится на шею дереву и начинает вытягивать из него все полезные вещества. Тогда дерево решает: всё, шевелюра, ты мне не по карману! Не дам-ка я тебе магний. Из-за этого листья и опадают. А ствол дерева спокойно переживает холода, а затем снова обзаводится кроной.

Но перед этим, из-за сокращения количества хлорофилла в них, они пожелтеют. Ведь каротиноиды будут преобладать.

Кстати, интересно, что те листья, которые опали и стали коричневыми, уже не содержат вообще никакого пигмента.

Однако почему, например, елка не желтеет и не сбрасывает листву? На самом деле, хвойные сбрасывают иголки, но совсем не в таких количествах. Кроме того, все дело еще в особенностях строение игл. Каждая игла облачена в защитную восковую оболочку. Хлорофилла там тоже более чем достаточно. Но площадь иголок меньше площади листьев, поэтому елки вполне спокойно переживают холода.

Приветствую вас, мои дорогие исследователи!

Сегодня на обсуждении новый проект, материал по которому сможет пригодиться вам для очередного выступления на уроке «Окружающий мир». Почему листья желтеют осенью? Этот вопрос часто интересен для детей, особенно когда они идут по парковой дорожке, ногой разгребая опавшую листву. А вот действительно, почему?

План урока:

Какой художник красит листья?

Летом зелёная крона деревьев живёт благодаря процессу под названием фотосинтез. Слышали про такой?

Думаю, даже для дошкольников не секрет, что листочки поглощают углерод и перерабатывают его с помощью энергии солнца в органические вещества, которыми питаются, выделяя обратно кислород. Это волшебство внутри листа дерева происходит только при комфортных условиях: для него важно тепло и солнечные лучики. Что отвечает за краски?

Как в листьях живут соседи-пигменты?

Вижу в глазах вопрос: «Почему же, если все пигменты живут вместе, нет жёлтых и оранжевых листьев летом, а зелёных осенью?»

Всё дело в том, что активный хлорофилл своим большим количеством в тёплое время маскирует другие красители, их просто не видно. С наступлением осени, когда солнышка и дневного света мало, зелёный художник начинает вырабатываться всё меньше, не восполняясь уже в таких количествах как летом. Вот тогда начинают просвечивать другие оттенки.

Потому-то очень часто в самом начале осени листочки на дереве окрашиваются не все сразу, а расписываются причудливым узором, когда на жёлтом или оранжевом фоне ещё сохраняются зелёные прожилки.

С каждым днём ближе к зиме имеющийся хлорофилл разрушается, новый не пополняется из-за отсутствия условий для фотосинтеза. Прожилки листочков, по которым поступают питательные вещества, закрываются плотной пробкой из клеток, снижая количество сока у растения.

Вот она: золотая осень в самом разгаре, зелёных листьев на дереве уже не найти! Причём, чем быстрее наступает холод, тем скорее дерево «отключает» фотосинтез. Под ногами появляется пестрый ковер, самое время или сматерить пару-тройку .

Зачем деревья сбрасывают листья?

Листья жёлтые над городом кружатся,

С тихим шорохом к нам под ноги ложатся…

Вот уж действительно, стояли бы круглую зиму, радовали нас своей яркой красотой. Ан нет! Листья начинают опадать к нам под ноги, предвещая смену сезона. Почему?

С приходом холодов почва начинает промерзать, деревьям уже недостаточно влаги и минеральных веществ. Жизненные процессы постепенно затухают, все растения впадают в спячку. А как спать, если каждый листочек нужно кормить? Приходиться экономить на питании, избавляясь от лишних потребителей, поэтому-то деревья сбрасывают листву перед зимой.

На месте крепления черешка листочка образуется специальный пробковый слой, который закрывает приток питательных веществ от дерева. Листья с каждым днём всё слабее держатся и постепенно опадают. Как при смене окраски, покидают дерево они не все сразу. Какой-то задержится подольше, развеваясь на ветру, некоторые падают в числе первых, выстилая золотые дорожки.

Поэтому листопад – это условие продолжения жизни дерева, необходимый для того, чтобы с приходом весны мы вновь смогли радоваться молодым зелёным листочкам.

Вот так коротко мы с вами сегодня нашли ответ на поставленный вопрос. Чтобы доклад закончился интересно, предлагаю ребус на осеннюю тему. Ловите! А я с вами прощаюсь до новых встреч на проектах.