Fiziologie Vegetală

1.1. DEFINIŢIA, OBIECTUL DE STUDIU ŞI IMPORTANŢA FIZIOLOGIEI VEGETALE

Fiziologia vegetală este o ramură a ştiinţelor biologice care se ocupă cu studiul proceselor vitale din plante. Termenul de fiziologie îşi are originea în limba greacă, de la cuvintele physis = natură şi logos = ştiinţă.

Viaţa plantelor reprezintă forma superioară de mişcare a materiei concretizată în organisme vii, plante şi animale. Cunoaşterea particularităţilor proprii proceselor vitale din plante prezintă o deosebită importanţă teoretică şi practică.

Din punct de vedere teoretic, fiziologia vegetală este o ştiinţă biologică fundamentală, care studiază mecanismele ce controlează modul de organizare şi funcţionare a organismelor vegetale.

La nivelul societăţii umane, plantele prezintă o importanţă deosebită deoarece, prin intermediul agriculturii, oferă sursa de hrană şi alte mijloace necesare traiului şi posibilitatea creării unui ambient favorabil, prin amenajarea de spaţii verzi.

La nivelul biosferei, în lanţul trofic al ecosistemelor naturale, plantele constituie categoria producătorilor, singurele organisme capabile să absoarbă substanţe minerale şi energia din mediul abiotic şi să le transforme în forme organice, proprii materiei vii.

Din punct de vedere practic, fiziologia vegetală este una din ştiinţele de bază în cultura plantelor. Ea sintetizează cunoştinţele pe baza cărora sunt elucidate şi controlate procesele vitale din plante, în scopul cerut de practică.

Încă de la începutul acestui secol, K. A. Timiriazev spunea: "Omul de ştiinţă studiază viaţa plantelor în scopul de a acţiona pentru transformarea ei în conformitate cu cerinţele şi nevoile practicii".

Astfel, fiziologia vegetală stă la baza ramurilor practice ale ştiinţelor agricole cum sunt Fitotehnia, Legumicultura, Pomicultura, Viticultura, Floricultura şi Arboricultura. Ea contribuie la utilizarea însuşirilor genetice favorabile, în special de productivitate şi rezistenţă la stress în ameliorarea plantelor, la valorificarea însuşirilor pedologice şi agrochimice ale solurilor în procesele de nutriţie a plantelor de cultură etc.

Pe drept cuvânt, fiziologia vegetală este considerată "mecanica fină a agriculturii raţionale".

În epoca actuală, în conformitate cu dezvoltarea mijloacelor de investigaţie, cunoştinţele despre procesele vitale din plante şi mecanismele care le controlează au evoluat enorm. Fiziologia vegetală este solicitată să răspundă unor cerinţe ale societăţii umane la nivel global, în conformitate cu noile probleme globale ale omenirii. Se conturează astfel noi ramuri ale acestei ştiinţe.

Faţă de evoluţia demografică, explozivă a planetei, se conturează tot mai mult impactul activităţii umane în producerea de hrană. Aceasta a dus la apariţia unei ramuri de bază a fiziologiei vegetale numită fiziologia recoltei, pe baza cunoaşterii creşterii şi dezvoltării plantelor, cât şi a managementului producţiei agricole.

În cadrul cercetării ştiinţifice agricole, chemată să satisfacă cerinţele de hrană şi alte produse agricole, un rol important revine fiziologiei.

Fiziologia recoltei contribuie la creşterea producţiei în interrelaţie cu ştiinţele agronomice şi cu ameliorarea plantelor. Pentru agronomie stabileşte necesarul de elemente nutritive, eficienţa irigaţiei, fertilizării, erbicidării, a tratamentelor hormonale etc. Pentru ameliorare, identifică şi analizează procesele care limitează producţia agricolă şi sugerează căile de stimulare a potenţialului de producţie şi de toleranţă la stress.

Prin intermediul fiziologiei, ştiinţele agronomice şi ameliorarea se pot substitui reciproc. Astfel, ameliorarea preia controlul buruienilor prin crearea rezistenţei genetice la erbicide, iar ştiinţele agronomice preiau controlul înfloririi şi fructificării, grăbirea sau întârzierea maturării, sporirea cantităţii şi calităţii recoltei, anularea efectelor stressului, inducerea sterilităţii mascule pentru producerea de hibrizi, prin tratamente hormonale (Boote şi colab., 1994).

Ultimele decenii au adus progrese remarcabile în acest sens, cum este mărirea indicelui de recoltă până la 50% la grâu. Direcţiile importante care se impun sunt sporirea eficienţei fotosintezei şi a fixării N2 atmosferic.

O altă ramură modernă a fiziologiei este ecofiziologia, care studiază reacţia plantelor la factorii de mediu. Plantele sunt supuse unei permanente presiuni din partea mediului, manifestată prin condiţii nefavorabile şi denumită stres.

Zonarea diferitelor culturi în teritoriu depinde de gradul de favorabilitate al acestora. Această însuşire decurge din reacţia ecofiziologică a plantelor faţă de condiţiile locale, care sunt consecinţa interacţiunii dintre genotip şi mediu. Testarea favorabilităţii se face prin analiza diferiţilor indici fiziologici faţă de acţiunea condiţiilor locale de stress natural, climatic sau pedologic.

Poluarea mediului de viaţă, dezechilibrul ecologic provocat de activitatea umană în epoca modernă, a dus la apariţia unui nou tip de stres, cu efecte negative deosebite asupra producţiei plantelor agricole.

Faţă de condiţiile ecologice de stres este necesară cunoaşterea modului de reacţie a plantelor şi găsirea mecanismelor genetice şi fiziologice care să asigure potenţialul productiv normal (Taylor şi colab., 1991).

Cercetările de ecofiziologie ar putea duce la scurtarea ciclului vital al unor culturi agricole pentru a obţine mai multe cicluri de cultură pe an, de exemplu trei cicluri la orez, în loc de unul sau două.

Cercetările de ecofiziologie efectuate în ecosistemele forestiere şi ierboase ale biosferei stau la baza unei ramuri a ecologiei denumită studiul productivităţii ecosistemelor (Chifu şi colab., 1998).

1.2. EVOLUŢIA CUNOŞTINŢELOR ÎN DOMENIUL FIZIOLOGIEI VEGETALE

Primele noţiuni asupra particularităţilor de viaţă ale unor plante datează din cele mai vechi timpuri.

În antichitate, Aristotel (384-322 î.I.C.) elaborează câteva teorii despre viaţa plantelor, pe care le preia din viaţa animalelor. El presupune existenţa unui suflet al plantelor denumit entelechia şi consideră că plantele iau hrana din mediu sub formă de substanţe organice.

Theophrast (371-287 î.I.C.), cel mai mare botanist al antichităţii elaborează lucrarea "Despre istoria plantelor" în care citează cunoştinţe despre înmulţirea, germinarea, polenizarea, creşterea şi mişcările plantelor.

Plinius Secundus (23-79) elaborează lucrarea "Historia naturalis - historia mundi" în 37 de volume, dintre care volumele 12-27 se ocupă de botanica şi fiziologia plantelor. Între altele, este arătat rolul leguminoaselor în fertilitatea solului.

Evul mediu se caracterizează printr-o stagnare a cunoştiinţelor în domeniul ştiinţelor naturii, datorată în special dogmatismului bisericesc. Această stagnare este înlăturată în secolele al XV- lea şi al XVI- lea de Renaştere.

Alături de o renaştere a artei şi arhitecturii, în această