5. Корневая система как орган поглощения воды. Состояние воды в почве. Поступление и передвижение воды в корне: пути и механизмы.

Почти вся поглощаемая растением вода поступает в него через корни. Вода поглощается главным образом за счёт осмотических сил, перемещаясь от участков с высоким водным потенциалом почвы к участкам с более низким водным потенциалом корня. В транспорте воды может также участвовать и микориза, особенно в старых частях корня. Корень обладает положительным гидротропизмом, т.е. При недостатке вдов растущие части корня изгибаются и растут в сторону влажных участков почвы. При этом происходит резкое возрастание поглощающей поверхности за счёт увеличения количества корневых волосков.

Все особенности анатомии и морфологии корня связаны с основной функцией - поглощением воды и растворенных в ней минеральных веществ из почвы, а также их транспортом в надземную часть растения.

Из клеток эпиблемы (ризодермы) вода передвигается по коре к центральному цилиндру, поступает в проводящие ткани и транспортируется в стебель и листья , из которых она испаряется. У одних видов растений эпитермальный клетки делятся на два типа: трихобласты(образуют корневые волоски) и атрихобласты(не способны формировать корневые волоски), а у других видов каждая клетка ризодермы способна формировать корневой волосок. Корневой волосок имеет большую вакуоль, поэтому главный механизм поступления в него воды - осмос. Многочисленные корневые волоски проникают между почвенными частицами, увеличивая поглощающую поверхность корня. Корневых волосков нет , например, у авокадо или водных растений. По мере роста корня эпиблема сменяется пробкой, которая практически непроницаема для воды.

От поверхности корня до сосудов ксилемы вода может идти двумя путями: через цитоплазму по плазмодесмам (спластный поток) и по клеточным стенкам (аполастный поток). По апопласту вода диффундирует по градиенту водного потенциала в направлении энтодермы( которая имеет поясок Коспари - водонепроницаемый слой суберина и лигнина, поэтому апопластный водный поток на уровне энтодермы прерывается). При симпоастном транспорте вначале вода и ионы поглощается клетками эпидермиса или коры, а затем перемещается от клетки к клетке по плазмодесмам до сосудов ксилемы. В сосуды ксилемы вода попадает осиотическим путём из паренхимных клеток центрального цилиндра.

В результате этого развивается гидростатическое (корневое) давление, обеспечивающее подъём раствора по сосудам ксилемы в надземную часть растения. Механизм, обеспечивающий подъем воды вверх за счёт корневого давления, называют нижним концевым давлением(пер его работы- плачь растений).

Стояние воды в почве:

Вода, находящаяся в почве, в зависимости от своего состояния может находиться в одной из следующих форм:

Гравитационная - это вода, заполняющая большие почвенные капилляры, попадающая в почву при дожде или поливе, быстро двигающаяся вниз в глубокие слои почвы под действием силы тяжести собственного веса. Для растений существенного значения не имеет, так как хотя и поглощается ими, но быстро уходит из зоны почвы, где располагается корневая система.

Капиллярная- это вода, заполняющая узкие капилляры и удерживающаяся силами поверхностного натяжения менисков. Она находится в почве длительное время, незначительно притягивается к почвенным частицам, является наиболее доступной для растений формой.

Пленочная - это вода, покрывающая непосредственно почвенные частицы, удерживающаяся на их поверхности силами молекулярного притяжения или адсорбционными силами почвенных частиц. Эта вода труднодоступна для растений, поглощается в основном растениями, приспособленными к засушливым условиям, имеющими очень высокую концентрацию клеточного сока.

Гигроскопическая - это вода, находящаяся в воздушно-сухой почве, удерживаемая внутри почвенных частиц силой свыше 100000 килопаскаль. Ее количество колеблется от 5% в песчаной почве до 14% в глинистой почве. Для растений эта вода недоступна.

Имбибиционная- это вода, находящаяся внутри коллоидных частиц почвы, вызывающая их набухание, при этом в набухшей коллоидной частице создаются значительные водоудерживающие силы. Эта форма воды характерна для торфяников. Для растений она также практически недоступна.