В садоводстве термин ( per- + -ennial , «в течение года») используется для дифференциации растения от однолетних и двулетних растений с коротким сроком жизни . Таким образом, оно определяется как растение , живущее более двух лет. [1] [2] [ неудачная проверка ] Термин также широко используется для дифференциации растений с небольшим или отсутствующим древесным ростом (вторичный рост в обхвате) от деревьев и кустарников, которые также технически являются многолетними растениями . [3] Примечательно, что, по оценкам, 94% видов растений попадают в категорию многолетних растений, что подчеркивает распространенность растений с продолжительностью жизни, превышающей два года, в ботаническом мире. [4]
Многолетние растения (особенно небольшие цветковые растения ), которые растут и цветут весной и летом, отмирают каждую осень и зиму, а затем возвращаются весной из своего корневища или другой зимующей структуры, известны как травянистые многолетники . [5] Однако, в зависимости от суровости местного климата (температура, влажность, органическое содержание в почве, микроорганизмы), растение, которое является многолетним в своей родной среде обитания, может рассматриваться садоводом как однолетнее и высаживаться каждый год из семян, черенков или делений. Например, томатные лозы живут несколько лет в своей естественной тропической/субтропической среде обитания, но выращиваются как однолетние растения в умеренных регионах, потому что их надземная биомасса не переживает зиму.
Существует также класс вечнозеленых многолетних растений, у которых отсутствуют древесные стебли, например, бадан , который сохраняет мантию из листьев в течение всего года. Промежуточный класс растений известен как полукустарники , которые сохраняют рудиментарную древесную структуру зимой, например, пенстемон .
Символ многолетнего растения, основанный на Species Plantarum Линнея , —, который также является астрономическим символом планеты Юпитер . [6]
Многолетние растения могут быть недолговечными (всего несколько лет) или долгоживущими. Они включают в себя широкий ассортимент групп растений от нецветущих растений, таких как папоротники и печеночники, до очень разнообразных цветущих растений, таких как орхидеи , травы и древесные растения . Растения, которые цветут и плодоносят только один раз, а затем умирают, называются монокарпическими или семелепестными ; эти виды могут жить много лет, прежде чем зацветут. [7] Например, столетник может жить 80 лет и вырасти до 30 метров в высоту, прежде чем зацветет и умрет. [8] Однако большинство многолетних растений являются поликарпическими (или итеролепестными ), цветущими в течение многих сезонов в течение своей жизни. [9] Многолетние растения вкладывают больше ресурсов, чем однолетние, в корни, кроны и другие структуры, которые позволяют им жить из года в год. У них часто есть конкурентное преимущество, потому что они могут начать свой рост и распустить листья раньше в вегетационный период и могут вырасти выше, чем однолетние растения. При этом они могут лучше конкурировать за пространство и собирать больше света. [10]
Многолетние растения обычно выращивают структуры, которые позволяют им адаптироваться к жизни из года в год посредством формы вегетативного размножения, а не семеноводства. Эти структуры включают луковицы , клубни , древесные кроны, корневища , турионы , древесные стебли или кроны , которые позволяют им переживать периоды покоя в холодные или сухие сезоны; эти структуры обычно хранят углеводы , которые используются после окончания периода покоя и начала нового роста. [11] В климате , где тепло в течение всего года, многолетние растения могут расти непрерывно. [12] Однолетние растения , которые завершают свой жизненный цикл за один вегетационный период, в отличие от многолетних растений, производят семена в качестве следующего поколения и умирают; [13] семена могут переживать холодные или сухие периоды или прорастать вскоре после рассеивания в зависимости от климата.
Некоторые многолетние растения сохраняют свою листву круглый год; это вечнозеленые многолетние растения. Листопадные многолетние растения сбрасывают все свои листья часть года. [14] Листопадные многолетние растения включают травянистые и древесные растения; у травянистых растений стебли не имеют жесткого, волокнистого роста, в то время как у древесных растений стебли с почками, которые выживают над землей во время покоя. [15] Некоторые многолетние растения являются полулистопадными, то есть они теряют часть своих листьев либо зимой, либо летом. [16] Листопадные многолетние растения сбрасывают свои листья, когда условия роста больше не подходят для фотосинтеза, например, когда слишком холодно или сухо. Во многих частях мира сезонность выражается в виде влажных и сухих периодов, а не теплых и холодных периодов, и листопадные многолетние растения теряют свои листья в сухой сезон. [17]
Некоторые многолетние растения защищены от лесных пожаров , поскольку у них есть подземные корни, которые производят придаточные побеги, луковицы, короны или стебли ; [18] другие многолетние растения, такие как деревья и кустарники, могут иметь толстые слои пробки , которые защищают стебли. Травянистые многолетние растения из умеренных и альпийских регионов мира могут переносить холод зимой.
Многолетние растения могут оставаться в состоянии покоя в течение длительного времени, а затем возобновлять рост и размножение, когда окружающая среда становится более подходящей, в то время как большинство однолетних растений завершают свой жизненный цикл в течение одного вегетационного периода, а двулетние растения имеют два вегетационных периода.
Меристема многолетних растений взаимодействует с гормонами , вырабатываемыми в зависимости от условий окружающей среды (т. е. сезонов), воспроизводства и стадии развития, чтобы начать и остановить способность расти или цвести. Существует также различие между способностью расти и фактической задачей роста. Например, большинство деревьев восстанавливают способность расти зимой, но не начинают физический рост до весенних и летних месяцев. Начало покоя можно увидеть у многолетних растений по увяданию цветов, потере листьев на деревьях и остановке воспроизводства как у цветущих, так и у бутонизирующих растений. [19]
Многолетние виды могут производить относительно крупные семена, которые имеют преимущество в производстве более крупных сеянцев , которые могут лучше конкурировать с другими растениями. Многолетние растения также производят семена в течение многих лет.
Важным аспектом адаптации к холоду является повышенная экспрессия генов репарации ДНК . [20] У Thinopyrum intermedium, многолетнего родственника пшеницы обыкновенной Triticum aestivum , было показано, что условия стресса от замерзания связаны с большим увеличением экспрессии двух генов репарации ДНК (один ген продуцирует фотолиазу , а другой — белок, участвующий в репарации нуклеотидов ). [20]
Культивируемые многолетние растения включают: древесные растения, такие как фруктовые деревья, выращиваемые ради съедобных плодов; кустарники и деревья, выращиваемые в качестве декоративных растений для озеленения ; травянистые продовольственные культуры, такие как спаржа , ревень , клубника ; и субтропические растения, не выносливые в более холодных регионах, такие как томаты , баклажаны и колеус (которые рассматриваются как однолетние в более холодных регионах). [21] К многолетним растениям также относятся растения, выращиваемые ради их цветения и других декоративных свойств, включая луковицы (например, тюльпаны, нарциссы и гладиолусы); газонная трава и другие почвопокровные растения (например, барвинок [a] и дихондра ). [25]
Каждый тип растений должен быть разделен по-разному; например, растения с мочковатой корневой системой, такие как лилейники, сибирские ирисы или злаки, можно разделить двумя садовыми вилами, вставленными друг к другу, или разрезать ножами. Однако такие растения, как бородатые ирисы, имеют корневую систему из корневищ; эти корневые системы следует высаживать так, чтобы верхушка корневища находилась чуть выше уровня земли, а листья следующего года были видны. Целью разделения многолетних растений является увеличение количества растений одной породы в вашем саду. [26] В Соединенных Штатах в 2019 году было продано горшечных травянистых многолетних растений на сумму более 900 миллионов долларов. [27]
Хотя большая часть человечества питается повторным посевом семян однолетних зерновых культур (естественным путем или вручную), многолетние культуры обеспечивают многочисленные преимущества. [28] Многолетние растения часто имеют глубокие, обширные корневые системы, которые могут удерживать почву для предотвращения эрозии , улавливать растворенный азот до того, как он сможет загрязнить грунтовые и поверхностные воды, и вытеснять сорняки (снижая потребность в гербицидах ). Эти потенциальные преимущества многолетних растений привели к новым попыткам увеличить урожайность семян многолетних видов, [29] что может привести к созданию новых многолетних зерновых культур. [30] Некоторые примеры новых разрабатываемых многолетних культур - многолетний рис и промежуточная пшеница . Многолетний рис, разработанный в 2018 году, как сообщалось в 2023 году, дал урожай, аналогичный пересаженному однолетнему рису при оценке в течение восьми последовательных урожаев. [31]
Многолетние растения доминируют во многих природных экосистемах на суше и в пресной воде, и только очень немногие (например, Zostera ) встречаются в мелководье. Травянистые многолетние растения особенно доминируют в условиях, слишком подверженных пожарам для деревьев и кустарников, например, большинство растений в прериях и степях являются многолетними; они также доминируют в тундре, слишком холодной для роста деревьев. Почти все лесные растения являются многолетними, включая деревья и кустарники.
Многолетние растения обычно являются лучшими долгосрочными конкурентами, особенно в стабильных условиях с недостатком ресурсов. Это связано с развитием более крупных корневых систем, которые могут получать доступ к воде и питательным веществам почвы глубже в почве, а также с более ранним появлением всходов весной. Однолетние растения имеют преимущество в нарушенных средах из-за более быстрого роста и темпов размножения. [32]
Каждый раздел содержит краткий список видов, относящихся к данной теме. Это лишь пример, поскольку настоящие списки заняли бы несколько книг.
Многолетние растения, выращиваемые ради декоративных цветов, включают в себя множество видов и типов. [34] Вот некоторые примеры:
Большинство плодоносящих растений являются многолетними даже в умеренном климате. [35] Примеры включают:
Многие травы являются многолетними, [36] [37], включая следующие примеры:
Многие овощные растения могут расти как многолетние растения в тропическом климате, но погибают в холодную погоду. [38] Примерами некоторых из наиболее многолетних овощей являются:
Многие водные растения являются многолетними, хотя многие из них не имеют древесной ткани. Примеры включают: