Передвижение воды по растению.
Путь воды по растению распадается на три различные по физиологии, строению и протяженности части:
По живым клеткам корня.
По мертвым элементам ксилемы корня, стебля, черешка и жилок.
По живым клеткам листа до устьиц.
(1),(3) - по живым клеткам корня и листьев вода передвигается осмотическим путем с помощью разности сосущих сил соседних клеток. (2) – передвижение воды по сосудам ксилемы и трахеидам проходит довольно легко, как по полым трубкам, подчиняясь гидродинамическим законам. По протяженности эти пути тоже сильно отличаются.
Через растения прокачивается огромные количества воды – за лето с 1га посевов пшениц испаряется до 2000т воды, 1га сосняка испаряет до 5000т воды.
Восходящий и нисходящий ток в растении.
Процесс подъема воды от корней до листьев называется восходящим током. Его основные особенности:
1.Он движется главным образом по ксилеме.
2.Кроме воды по восходящему току передвигаются минеральные вещества из почвы.
3.Большая часть воды восходящего потока испаряется в атмосферу в результате транспирации.
4.Меньшая часть воды восходящего потока (0,2%) используется:
А) на метаболитические реакции;
Б) на поддержания тургора клеток;
В) на транспорт органических веществ вниз по флоэме
5.Движущей силой восходящего тока воды в растении является градиент водного потенциала через растение от почвы до атмосферы, который определяется градиентом осмотического потенциала в клетках корня и транспирацией.
Значение восходящего потока в растении:
1. Служит средством транспортировки минеральных веществ.
2. Участвует в водоснабжении и поддержании тургора клеток.
3. За счет транспирации защищает растение от перегрева.
Нисходящий ток – это движение органических веществ от листьев к корням. Его основные особенности:
1.Это направленный вниз флоэмный поток органических веществ (продуктов фотосинтеза), формирующихся в мезофилле листа.
2.Он доставляет органические соединения к тканям корня, где они используются в метаболизме.
3.Движущей силой нисходящего тока воды в растении является осмотический градиент, возникающий вследствие накопления сахаров и других продуктов фотосинтеза.
Теория сцепления.
У низкорослых травянистых растений механизм перетекания ксилемного сока заключается в том, что корневое давление нагнетает воду в сосуды центрального цилиндра корня, а сосущие силы, возникающие в листьях из-за транспирации, притягивают эту воду, создавая постоянный ток воды по всему растению.
У гигантов растительного мира (эвкалипт, 140м) водный ток испытывает и преодолевает силу земного притяжения. Объясняет подъем на такую высоту воды теория сцепления (когезии), согласно которой вода в капиллярных трубках сосудов ксилемы поднимается вверх в ответ на присасывающее транспирации из-за действия сил сцепления молекул воды друг с другом и действия сил прилипания (адгезии) столба воды к гидрофильным стенкам сосудов. Обе силы препятствуют образованию воздушных полостей в сосудах.
Особенности движения воды в растениях.
1.В самом дереве быстрее всего вода передвигается вода в стволе и медленнее – в наиболее молодых ветвях.
2.Имеет место неравномерность водного тока в растениях – более активны последние молодые слои древесины.
3.Изолированность водного тока от внешней среды с помощью толстой пробки или коры.
4. Содержание воды в древесине увеличивается от внутренней части ствола к внешней и от основания – к вершине.
5.У лиственных пород наибольшая влажность отмечается во время сокодвижения, у хвойных – зимой.
6.Вода, запасенная в древесине, ствола может использоваться растениями при засухе.
Регулирование водного режима растений.
Растение растет, развивается и выживает только при условии доступности воды, важнейшего фактора существования. Водный баланс и водный режим растения зависит от факторов, связанных:
С самим растением (засухоустойчивость, длина корней, фаза развития).
С количеством растений на площади (конкуренция).
С климатическими факторами (температура, влажность, ветер).
С почвенными факторами (наличие воды в почве, солевой состав, структура и влагоемкость почвы).
Дефицит влаги в растениях действует на:
1.Поглощение воды.
2.Корневое давление.
3.Прорастание семян.
4.Движение устьиц.
5.Транспирацию и фотосинтез.
6.Дыхание.
7.Рост и развитие.
8.Декоративность.
9.Продуктивность и урожай.
10.Вкус плодов.
Для борьбы с засухой используют орошение, для заболоченных почв – осушение и известкование, для засоленных – гипсование и промывка.
При разработке режима полива на объекте, где выращиваются растения, важно правильно определить нижнюю и верхнюю границу допустимой влажности почвы, то есть провести оптимизацию водного режима полива. Наибольший положительный эффект при этом достигается сочетанием полива с внесением минеральных удобрений.