Весной и летом листья деревьев зелёного цвета из-за содержащегося в них в большом количестве зелёного вещества – хлорофилла . Хлорофилл выполняет очень важную роль. Используя воду и солнечные лучи, он вырабатывает питание для всего дерева. Происходит фотосинтез – процесс образования сахара на свету в хлоропластах, который затем превращается в крахмал.
Весной и летом в период активного роста и развития растений хлорофилл в большом количестве содержится в листьях, окрашивая их в ярко-зелёный цвет. Помимо зелёного хлорофилла, в листьях в меньших количествах есть и другие вещества – жёлтые, оранжевые и красные, кроме этого, стенки клеток, образующих лист, коричневого оттенка. Но все эти цвета заглушаются зелёным и поэтому практически не видны.
С наступлением холодов каналы, которые переносили соки в лист и из листа, постепенно закрываются. Так уменьшается количество воды, поступающей в лист, и уменьшается количество хлорофилла. Тогда начинают проступать незаметные до этого оттенки различных веществ и прожилок. Листья вдруг раскрашиваются в удивительные жёлто-красные, багровые, бурые цвета. Листья, потерявшие хлорофилл, уже не смогут снова стать зелёными. Наступает сезон золотой осени.
С приходом осени продолжительность светового дня уменьшается. Следовательно, процесс фотосинтеза тоже не имеет достаточного времени для развития. Процесс фотосинтеза важен для получения питания деревьям. Вот и получается, что питательных веществ дерево получает все меньше, что влечет за собой замедление всех процессов.
Хлорофилл начинает разрушаться, зеленого цвета в листьях становится видно все меньше. Теперь наступает черед других цветовых пигментов: желтого ксантофилла, оранжевого каротина и красного антоциана. Благодаря этим пигментам листья приобретают такую яркую окраску.
Наверное, все замечали, что не все деревья «одеваются» осенью одинаково. В расцветке каких-то преобладают багряные тона, в каких-то – желтые, а в каких-то – коричневые. К примеру, листья кленов и осин окрашиваются в багровые тона. Листья лип, дубов и берез отливают золотом.
Интересно, что листья ольхи, сирени не успевают изменить расцветку, они опадают еще зелеными. Почему? Да потому что в листьях этих деревьев отсутствуют какие-либо красящие пигменты, кроме хлорофилла.
Все жизненные процессы в деревьях замедляются с приходом осени, жизненная сила листьев угасает. И это процесс вечен, как сама жизнь, и так же естественен и необратим. То есть те листья, которые уже потеряли свой зеленый пигмент хлорофилл, уже не смогут восстановить свою силу.
Процесс окраски листьев можно разделить на три этапа:
- Начало изменения окраски листьев. Желтеют некоторые листья ;
- Изменение окраски крон деревьев. Верхушки начинают пестреть и заметно отличаться от, остальной кроны;
- Полное изменение окраски листьев. Практически вся крона изменила свой цвет.
Опадание листьев – это сбрасывание всех вредных веществ. В листьях накапливается большое количество питательных веществ. Однако кроме полезных веществ в листьях накапливаются и вредные вещества — метаболиты, лишние минеральные соли, которые только вредят здоровью дерева. Осень — пора, когда дерево начинает избавляться от вредных, имеющихся в листьях, а полезные оставляет себе на зимовку.
Кроме того, ученые доказали, что зимой, когда, листьев на кроне не остается, у дерева мало шансов пострадать от засухи. Причина в том, что листья забирают достаточно много влаги, а с ее недостатком корни справиться не смогут.
Когда бывают самые яркие цвета листьев?
Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоцианина). Красивая расцветка листьев осенью бывает в таких местах, как штат Вермонт. А вот, например, в Великобритании, где климат дождливый и погода почти все время пасмурная, осенние листья чаще всего тускло-желтые или коричневые. Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку.
Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. После этого листья остаются связанными с веткой только тонкими сосудиками, по которым в листья поступают вода и питательные вещества. Легкое дуновение ветра или капля дождя могут разорвать эту эфемерную связь, и листья упадут на землю, добавив еще один цветной штрих к разноцветному толстому ковру из опавших листьев. Растения запасают питание к зиме, как бурундуки и белки, но накапливают его не в земле, а в ветвях, стволах и корнях.
Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев и подхваченные ветром долго кружат в воздухе, пока не улягутся на лесные тропинки, выстилая их хрустящей дорожкой. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются. Единственное, что остается, – это танин (да-да, это именно он окрашивает чай).
Почему листья осенью меняют цвет? Эксперимент
Для того чтобы найти ответ на вопрос, почему осенью листья на деревьях меняют цвет и желтеют, детям нужно будет собрать немного листьев.
После чего вы вместе должны рассортировать их по цветам в подготовленные контейнеры. После этого листья заливаются спиртом и перемалываются. После измельчения и перемешивания спирт поможет цвету еще лучше проявиться.
Подсказка: время полного поглощения цвета будет зависеть от того, сколько листьев и спирта было использовано. Спустя 12 часов жидкость может еще не до конца впитаться, но эффект уже очевиден. По мере того, как жидкость впитывается в фильтр, цвета из листочков расходятся.
Объяснение эксперимента, почему листья меняют цвет
Зимой дни становятся короче, что уменьшает количество солнечного света для листьев. Из-за недостатка солнца, растения переходят в стадию покоя и питаются глюкозой, которую накопили за лето. Как только включается «зимний режим», зеленый цвет хлорофилла листья покидает. А по мере того как яркий зеленый оттенок исчезает, мы начинаем видеть желтые и оранжевые цвета. Небольшое количество этих пигментов было в листьях все время. Например, кленовые листы ярко красные, так как в них есть избыток глюкозы.
Почему желтеют листья на деревьях летом?
Основные питательные вещества, необходимые для развития дерева:
- Магний;
- Калий;
- Фосфор;
Магния может не хватать на супесчаных и песчаных почвах. Часто его дисбаланс проявляется во влажную погоду, при частых поливах – магний быстро вымывается.
Калия не хватает листьям, если помимо желтизны, заметен красный ободок на листовой пластине. Нехватка калия сопровождается одновременным недостатком фосфора.
Фосфорное голодание проявляется в появлении бронзового оттенка и листья засыхают, охватывая всю поверхность листа.
Подкормка почвенной смеси недостающими ингредиентами решит проблему.
Переувлажнение почвы
Близкое залегание грунтовых вод и переувлажнение почвы из-за частого полива повлияет на застой воды, распад кислород. Плодовые деревья в саду начнут не только желтеть, но и засыхать, увядать, не исключено, что корневая система будет гнить. Проблему поможет решить почвенный дренаж, повышение уровня посадки, нормализация ухода.
Хлороз плодовых деревьев
При развитии хлороза листья плодовых деревьев становятся тусклыми, бледными, желтеют, будто в саду нет солнца.
Хлороз может появится по многим причинам:
- Превышение уровня извести в почве;
- Чрезмерное количество свежего навоза;
- Недостаток солей железа (не образовывается хлорофилл);
- Перемерзание корней;
- Кислородное голодание (вследствие переувлажнения);
Если хлороз не успел охватить всю крону дерева, то необходимо восстановить пробел в уходе, вызывавший хлороз, а также подкормить раствором железного купороса (2%).
Вредители и болезни плодовых деревьев
При появлении тли или клещей листья не только желтеют летом у деревьев в саду – появляются деформированные побеги. Аналогичные симптомы могут проявляться при развитии грибковых заболеваний. Для того, чтобы садовые деревья были здоровы, нужно проводить профилактику опрыскиванием растворами до начала цветения и после его окончания.
Повреждение коры садовых деревьев летом
Летом садовые деревья начинают желтеть, если ранее их кора или корневая система была механически повреждена. Это могло произойти при пересадке, рыхлении почвы, обрезке или обработки. Из-за нарушения жизнедеятельности тканей дерева, происходит общее увядание. Определить проблему в данном случае затруднительно. Восстановить плодовое дерево в саду летом поможет либо подкормка, либо использование биологических препаратов для перекрытия ран.
А ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ...
ПОЧЕМУ ЛИСТЬЯ ЖЕЛТЕЮТ? Зелёный цвет листьям придаёт особое вещество - хлорофилл. Хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется. Но происходит это только на свету.
Летом солнце светит долго. Хлорофилл разрушается и тут же восстанавливается. Поэтому лист всё время остаётся зелёным.
Жёлтая краска находится в листьях всегда. Только летом жёлтый цвет незаметен. Он забивается более сильным - зелёным.
Наступает осень, удлиняются ночи. Света растения получают меньше. Хлорофилл разрушается, и не успевает восстановиться. Зелёный цвет в листе убывает, и заметным становится жёлтый - лист желтеет.
С ольхи и сирени листва падает зелёной. В их листьях, кроме хлорофилла других красящих веществ нет.
По Г.Граубину
ПОЧЕМУ ЛИСТЬЯ НА ОДНОЙ ОСИНЕ ЖЁЛТЫЕ, А НА ДРУГОЙ - КРАСНЫЕ?
Оказывается, вещество, придающее красный цвет листьям, образуется в тех растениях, которые запасли больше сахара. У растений, которые не смогли это сделать, листья жёлтого цвета.
ПОЧЕМУ С РАСТЕНИЙ ОБЛЕТАЮТ ЛИСТЬЯ?
В зимнюю стужу корни растений почти не могут доставать воду из земли.
Осенью воды много, но она холодная. Поэтому корни растений всасывать её не могут.
Листья непрерывно испаряют воду. Вот и приходится растениям сбрасывать их, чтобы не засохнуть зимой.
Зимой листья только повредили бы растению. Груды снега, навалившиеся на них, поломали бы ветки и сучья. К тому же в листьях за весну и лето накапливаются вредные вещества. Сбрасывая листву, растение очищается от них.
Как же ель освобождается от ненужных веществ?
Оказывается, у ели тоже идёт листопад. Но её листья опадают не все сразу, а понемногу и постоянно. На их месте вырастают новые. Одни опадают, другие вырастают. Это происходит незаметно для нашего глаза, и нам кажется, что на ели всегда одни и те же листья-иголки.
ПОЧЕМУ ЕЛЬ НЕ СБРАСЫВАЕТ ЛИСТЬЯ НА ЗИМУ?
Листья-иголки ели маленькие, жёсткие, смолистые. Воды они испаряют меньше, чем обычные листья. Зимняя засуха ели не страшна.
Не обламываются ветки ёлки и под тяжестью снега почему? Потому что они растут наклонно вниз и пружинят. Снег легко соскальзывает с ветвей от малейшего толчка, дуновения ветра, от чрезмерной тяжести мокрого снега. К тому же из-за воскового налёта хвоинок снег к ним прочно не прилипает.
ПОЧЕМУ НА ВЕТКАХ ОТ ОПАВШИХ ЛИСТЬЕВ НЕТ РАНОК?
Всё дело в том, что листья не обрываются с веток, а опадают в строго определённом месте - там, где прикрепляется черешок.
Летом черешки листьев прочно соединены с ветками. Осенью в черешках происходят удивительные изменения.
В том месте, где черешок прикрепляется к ветке, постепенно вырастает особый пробковый слой. Он, словно перегородка, отделяет черешок от ветки.
Теперь лист с веткой соединяют несколько тонких волокон. Достаточно тяжести самого листа, удара капли дождя, дуновения ветерка, чтобы лист легко отделился от растения.
ЛИСТОПАД
Раньше всех теряют листья липа, берёза и вяз.
У липы и тополя первыми опадают листья больших нижних ветвей, затем обнажается середина, и последней облетает макушка дерева. А вот у вяза, орешника, ясеня листопад начинается с верхних веток. Листва постепенно тает, открывая тёмный ствол дерева.
С первыми заморозками осыпаются листья осины, затем - клёна. Только ольха да ивы по берегам рек стоят густые и зелёные до первого снега. А потом замороженные, почерневшие, хрустящие листья опадают.
По В.Корабельникову
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".
В отличие от животных, что получают необходимые для жизни вещества и энергию из поедаемой ими пищи, обычные растения потребляют три раздельных потока вещества/энергии, а именно:
- минеральные вещества и вода - поступают через корневую систему;
- углекислый газ, необходимый для синтеза биомассы - поступает из окружающего воздуха через листья;
- энергия - усваивается листьями из потока падающего на них солнечного света.
Усвоение световой энергии возможно лишь за счёт её взаимодействия с окрашенными веществами (растительными пигментами) в процессе фотосинтеза. Основными фотосинтезирующими пигментами растений являются хлорофиллы - именно они придают растениям зелёный цвет. Для фотосинтеза разных групп веществ (углеводы, белки) хлорофилл поглощает синюю и красную составляющие солнечного спектра, игнорируя зелёную как "ненужную" (реальный процесс ещё более сложен и интересен - что заметно по фотографиям живых растений в ближнем инфракрасном спектре).
Остальные группы пигментов (жёлтые ксантофиллы, оранжевые каротины, а также красные, фиолетовые и синие антоцианы) присутствуют в листе растения в малых количествах. Увидеть их можно в этиолированных (выращенных без света и поэтому не имеющих хлорофилла) растениях или их частях - например, в прорастающих в темноте побегах картофеля. Отвечающие за поглощение частей светового спектра хромофорные группы молекул хлорофилла весьма "нежны": незначительное химическое/физическое воздействие может их достаточно легко разрушить - этот процесс хорошо заметен при приготовлении пищи, когда зелень ошпаривают, жарят или бросают в варящийся суп.
Что происходит с листвой осенью?
Приготавливаясь к периоду зимнего покоя, растение по возможности "выкачивает" из биомассы листьев все потенциально полезные вещества и прекращает синтез хлорофиллов. Остаточное их количество в листе становится столь мало, что уже не может замаскировать присутствие прочих, более стабильных красящих пигментов и собственный цвет клеточных стенок (он разнообразен, но типично имеет бурый оттенок). Поэтому увядающий лист приобретает тот цветовой оттенок, который ему обеспечивают оставшиеся в листовой пластинке красители, причём пропорционально их количеству/концентрации - и именно из-за этого осенний лес окрашивается в столь разнообразные и яркие тона.
Как растение "узнаёт" о наступлении осени?
В живом растении одновременно функционирует множество "внутренних часов" - процессов, завязанных на воздействие внешних факторов (циклические колебания температуры, света и так далее). Применительно к листу, наиболее важным фактором здесь оказывается относительная (как доля от всего суточного цикла) и абсолютная (в часах) продолжительность светового дня - именно так запускается процесс подготовки растения к зимнему периоду покоя. Помимо изменения биохимических процессов, у листопадных деревьев в основании листа инициируется рост клеток пробкового слоя, который постепенно прерывает связь между листом и деревом - и лист опадает.
Порой осень предстает перед нами в сером цвете. Хмурое свинцовое небо, серая стена дождя – легко впасть в уныние. Но есть и яркое пятно для поднятия настроения! Осенний окрас деревьев всегда восхищает и радует глаз.
Почему листья зеленые
Зеленым цветом листья обязаны пигменту хлорофиллу. Именно это вещество обеспечивает растениям на свету синтез кислорода и других важных веществ из углекислого газа и воды. Хлорофилл активно вырабатывается в теплое время года, когда деревья получают достаточно питательных веществ и влаги из почвы.
Полученный при синтезе кислород деревья отдают в атмосферу, а остальные вещества поглощают сами. С наступлением осени активность деревьев снижается, они получают все меньше питания из почвы. Листва же для продолжения процесса фотосинтеза продолжает вытягивать питательные вещества из ствола. В свою очередь дерево, чтобы сохранить запасы веществ на время зимовки, начинает забирать из листьев магний, что ведет к разрушению хлорофилла. Как только зеленый пигмент начинает разрушаться, проявляются другие оттенки. Почему один листок красный, другой – желтый, а третий – пестрый, как палитра художника? Оказывается, дело в химическом составе.
От чего зависит окрас листьев
- Желтый цвет мы можем увидеть благодаря пигменту ксантофиллу.
- За оранжевый окрас отвечает каротин.
- Багряными и красными листья становятся под влиянием антоциана. Он растворен в клеточном соке листа, а количество пигмента увеличивается при ярком свете и понижении температуры.
Пигменты всех этих цветов присутствуют в клетках растения всегда, но в период активной выработки хлорофилла зеленый цвет перекрывает все остальные. А вот бурым или коричневым листок становится уже тогда, когда полностью теряет красящие пигменты. В это время нам становятся видны пустые клеточные стенки, которые имеют коричневый окрас.
Когда листья могут менять цвет
Как правило, цвет листвы меняется осенью, ведь именно в это время года уровень жизнедеятельности растений снижается. На улице становится холоднее, и деревья получают все меньше питательных веществ из почвы. Хлорофилл начинает разрушаться.
При этом активнее всего его разрушение происходит на свету. Если погода на улице пасмурная и дождливая, то дубы, клены, березы останутся зелеными дольше. Если же на улице стоят ясные солнечные деньки, то деревья гораздо быстрее сменят свой окрас.
В жаркое и засушливое лето, когда растениям недостает влаги, а солнечного света в избытке, листья также могут лишиться хлорофилла и зеленого цвета.
Что происходит осенью с хвойными деревьями
Сохраняют зеленый цвет с наступлением холодного времени года представители хвойных: ели, сосны, пихты, можжевельник. Это объясняется тем, что площадь их «листвы» мала, и им требуется немного питательных веществ для поддержания жизнедеятельности.
Но даже и хвойные теряют иголки, только происходит это постепенно. Хвоя заменяется не одновременно, а частями.
Поймайте и сохраните яркие мгновения осени
Окрашенная листва сохраняется в лесах и парках совсем недолго, активность растений снижается и постепенно сходит на нет, они «засыпают». Между листом и стволом появляется специальный пробковый слой, и лист отделяется от ветки. Пройдет совсем немного времени, и деревья уже будут стоять совершенно голые.
Яркие краски и красота осени мимолетны. Успейте насладиться этими мгновениями и запечатлеть их в памяти. Приятное осеннее времяпрепровождение – это прогулка по красочному лесу или парку, когда под ногами шуршат мягкие листочки сочных оттенков. Только в это время году в лесу можно застать особенную тишину, когда шорох листвы отчетливо слышен.
Незабываемые ощущения подарит прыжок с разбегу в мягкую кучу из разноцветных свежеопавших листьев, главное – нагрести побольше! Такое развлечение придется по душе и взрослым, и детям.
Окрашенные в разные цвета листики выглядят очень живописно. Соберите красивый букет из высохшей листвы: он простоит долго и будет радовать вас, принося в дом солнечное настроение.
Из недавно опавших, еще сочных листьев можно собрать красочный альбом с гербарием. Положите пестрые листочки между страницами альбома или книги. Они скоро высохнут, а позже, пролистав альбом, вы сможете вдохнуть ароматы осени.
Создание такого альбома можно превратить в интересную и познавательную игру для детей. Соберите разные листья, разложите их между страницами, и подпишите, какому дереву какой листок принадлежит.
Любое время года прекрасно. Осень дарит нам радугу красок в парках, аллеях и лесах. Будьте открыты для таких подарков и разделите их со своими близкими!
