1.2. Водный обмен растений
Содержание воды в растении. Состояние воды в клетке. Роль набухания в поглощении воды. Клетка как осмотическая система. Теория осмоса. Понятия о химическом потенциале воды и водном потенциале клетки. Зависимость между осмотическим давлением, тургорном давлении и сосущей силой клетки.
Корневая система как орган поглощения воды . Распространение корневой системы в почве. Поглощающие зоны корня. Активное поглощение воды и корневое давление. Возможные механизмы корневого давления. Гуттация и плач растений. Зависимость корневого давления от дыхания корней, аэрации и температуры почвы.
Формы воды в почве и их доступность растениям. Оптимальная влажность почвы. Влажность устойчивого завядания.
Размеры и роль транспирации в жизни растений. Лист как орган транспирации. Распределение и число устьиц. Механизм открывания и закрывания устьиц. Факторы, влияющие на ширину устьичной щели. Периодичность устьичных движений. Внеустьичная транспирация. Методы измерения транспирации. Интенсивность транспирации, продуктивность транспирации и транспирационный коэффициент. Суточный ход транспирации и ее зависимость от метеорологических условий, влажности и температуры почвы.
Верхний и нижний двигатели потока воды в растениях. Сосущая сила атмосферы. Непрерывность водной фазы в растении от корневых волосков до межклетников листьев. Натяжение водных нитей при транспирации. Силы сцепления (водородные связи) между молекулами воды. Движение воды в системе почва - растение - атмосфера по градиенту водного потенциала.
Водный баланс растения. Водный дефицит растения и его влияние на водообмен и другие физиологические процессы. Последствия завядания. Особенности водообмена у ксерофитов и мезофитов. Физиологические основы орошения. Обоснование поливных норм, сроков и способов полива. Физиологические показатели, используемые при назначении сроков полива.
2)Клетка как осмотическая система
Растительная клетка представляет собой осмотическую систему . Пектоцеллюлозная оболочка хорошо проницаема как для воды, так и для растворенных веществ. Однако плазмалемма и тонопласт обладают избирательной проницаемостью, легко пропускают воду и менее проницаемы, а в некоторых случаях непроницаемы для растворенных веществ. В этом можно убедиться, рассмотрев явления плазмолиза и тургора. Если поместить клетку в раствор более высокой концентрации, чем в клетке , то под микроскопом видно, что цитоплазма отстает от клеточной оболочки. Это особенно хорошо проявляется на клетке с окрашенным клеточным соком. Клеточный сок остается внутри вакуоли, а между цитоплазмой и оболочкой образуется пространство, заполненное внешним раствором. Явление отставания цитоплазмы от клеточной оболочки получило название плазмолиза. Плазмолиз происходит в результате того, что под влиянием более концентрированного внешнего раствора вода выходит из клетки (от своего большего химического потенциала к меньшему), тогда как растворенные вещества остаются в клетке . При помещении клеток в чистую воду или в слабо концентрированный раствор вода поступает в клетку . Количество воды в клетке увеличивается, объем вакуоли возрастает, клеточный сок давит на цитоплазму и прижимает ее к клеточной оболочке. Под влиянием внутреннего давления клеточная оболочка растягивается, в результате клетка переходит в напряженное состояние — тургор.