Вода как экологический фактор.

Вода - важнейший экологический фактор для всех живых организмов. Протекание всех биохимических процессов в клетках возможно только при достаточном обеспечении их водой. Вода участвует в процессе метаболизма в качестве растворителя, минеральные соли поступают в растение из почвы только в виде водных растворов и т.д.). Поддержание водного баланса имеет огромное значение для всех живых организмов.

Вода — главная составная часть тела растения (от 30—40 до 95%). Она обусловливает тургорное давление, участвуя в поддержании формы тела растений. Для большой группы растений, живущих в водоемах, вода является непосредственной средой обитания

Роль воды в жизни растений

Основной источник воды для наземных растений — атмосферные осадки. Количество осадков зависит от климата местности и определяется соотношением годового количества выпадающих осадков и суммарного годового испарения со свободной водной поверхности.

Области, в которых испаряемость превышает годовую сумму осадков, называют аридными (сухими, засушливыми) (степи); здесь растения испытывают недостаток влаги. Области, где растения достаточно обеспечены влагой, называют гумидными (влажными) (тропические леса, умеренная зона).

Водный режим растения

1. Поступление воды в растение

Существует несколько путей поступления воды в растения.

1. Низшие растения поглощают воду из влажного субстрата погруженными в него частями таллома, а влагу дождя, росы и тумана – всей поверхностью тела. Например, лишайники в набухшем состоянии содержат в 20–30 раз больше воды, чем сухого вещества.

2. Поглощение капельно-жидкой влаги, выпадающей в виде дождя или парообразной влаги из воздуха надземными частями. Это редкое явление и встречайся у эпифитов тропических лесов, поглощающих влагу всей поверхностью листьев и воздушных корней (веламен воздушных корней у эпифитных орхидей). Парообразную влагу из воздуха впитывают безлистные ветви некоторых пустынных кустарников и деревьев, (саксаул). В поясе туманов высокогорных областей (Ю. Америка, Африка) парообразная влага составляет значительную часть водного обеспечения растений.

2. Среди высших наземных растений мохообразные поглощают воду из почвы ризоидами, а большинство других растений – корнями.

Различают следующие типы корневых систем:

1) экстенсивная охватывает большой объем почвы, проникает глубоко в почву, но слабо ветвится, так что почва пронизана корнями негусто. Такие корневые системы развиваются у многих степных и пустынных растений (саксаул, верблюжья колючка), у деревьев умеренной полосы (сосна обыкновенная, березы повислая), трав (люцерна серповидная).

2) интенсивная – охватывает сравнительно небольшой объем почвы, но сильно ветвится и густо пронизывает ее многочисленными корнями. Например, степные злаки (ковыли, типчак и др.), пшеница.

Вода в почве имеет огромную поверхность соприкосновения с частицами почвы. Различают три основные категории почвенной воды:

Гравитационная вода — подвижная вода, которая заполняет широкие промежутки между частицами почвы и просачивается вниз под действием силы тяжести, пока не достигнет грунтовых вод.

Капиллярная вода заполняет тончайшие промежутки между частицами почвы и удерживается капиллярными силами сцепления. Под влиянием испарения с поверхности почвы капиллярная вода может подтягиваться вверх, создавая восходящий ток влаги.

Связанная вода удерживается на поверхности почвенных частиц силами адсорбции. Количество ее значительно благодаря огромной поверхности почвенных частиц.

Корневой системой растений наиболее легко усваивается гравитационная вода, труднее - капиллярная. Связанная вода составляет недоступную влагу или мертвый запас. Она удерживается в почве силами, превышающими осмотическое давление клеточного сока корня и не может поступить в растение.

Количество недоступной влаги зависит от физических и химических свойств почвы (размеры частиц и пор, содержание коллоидных веществ и т. д.). Поэтому даже при одинаковой влажности почвы разных типов для растений возникают разные условия водоснабжения.

Это можно рассмотреть на примере влажности устойчивого завядания. Это такой нижний предел влажности почвы, при котором у растений теряется тургор листьев. (по Вериго С. А. и Разумовой П. А., 1973):

Почва	Влажность устойчивого завядания, %
Песок	0,5 – 1,5
Супесь	1,5 – 4,0
Суглинок легкий	3,5 – 7,0
Суглинок средний	5,0 – 7,0
Суглинок тяжелый	8,0 – 12,0
Глина	12,0 – 20,0
Торф низинного болота	40,0 – 50,0

Таким образом, одно и то же количество влаги в почве означает разные условия водоснабжения для растений песчаных дюн или торфяных болот.

Вода поступает в клетки корня за счет сосущей силы корней. Сосущая сила или водоотнимающая сила корней зависит от величины осмотического давления клеточного сока в клетках корня, выражаемой в Паскалях. Она различна у разных видов растений.

Виды сырых местообитаний (пойменных лугов) развивают сосущую силу от 500— 700 кПа, лесные деревья умеренной зоны - около 3000 кПа (30 атм), некоторые травянистые растения свыше 4000 кПа (40 атм) (смолка обыкновенная); растения сухих областей – от 6000 до 9000 кПа, а в отдельных случаях – до 10000 кПа и более.

Всасывание воды корнями затруднено при большой сухости почвы, засолении или сильной кислотности почвы, при низкой температуре. Например, ясень обыкновенный при температуре почвы 0 °C поглощает воды в 3 раза меньше, чем при +20…+30 °С. Тундровые растения, растущие на почвах с подстилающей их многолетней мерзлотой, могут поглощать воду при температуре почвы 0 °C.