Корневое давление

Водный обмен растений

Вода поступает в растение из почвы. Различают свободную воду и связанную. Свободная вода доступна растениям. Связанная вода очень прочно соединена с почвенными частицами и не может быть использована растениями.

Поступление воды в растение происходит в основном через корневые волоски по закону осмоса. Осмос — проникновение частиц жидкости или газа через растительную или животную перепонку.

Растительные клетки обладают осмотическим давлением. Оно-заключается в давлении молекул веществ, растворенных в клеточном соке, на цитоплазму и эластичную оболочку. Этому давлению противостоит давление клеточной оболочки на цитоплазму и клеточный сок — тургорное давление. Такое напряженное состояние клеточной оболочки называется тургором.

Когда осмотическое давление превышает тургорное, возникает сосущая сила клетки, благодаря которой происходит поглощение клеткой воды. Если осмотическое давление станет равным тургорному, вода перестает поступать в клетку. Но стоит клетке сократить содержание воды, как оболочка теряет прежнее напряжение, находящийся в клетке клеточный сок становится более концентрированным и начинает всасывать воду в клетку, пока оболочка снова не растянется и не уравновесится осмотическое давление.

Следовательно, сосущая сила, т. е. сила, с которой клетки всасывают воду, представляет собой разность между осмотическим и тургорным давлением.

Если поместить клетку в концентрированный раствор поваренной соли.или сахара, то находящаяся в пей вода перейдет в раствор. Цитоплазма при этом отстанет от оболочки, и наступит состояние плазмолиза. Если эту клетку снова поместить в чистую воду, то тургор ее восстановится, произойдет деплазмолиз.

Транспира́ция (от лат. trans и лат. spiro — дышу, выдыхаю) — это испарение воды растением. Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои (кутикулярная транспирация) и через устьица (устьичная транспирация).

В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из сосудов ксилемы и передвижению воды по ксилеме из корней в листья. Таким образом, верхний концевой двигатель, участвующий в транспорте воды вверх по растению, обусловлен транспирацией листьев.

Корнево́е давле́ние — давление в проводящих сосудах корней растений, в основе которого лежит явление осмоса: клетки корня выделяют минеральные и органические вещества в сосуды, что создаёт более высокое давление, чем в почвенном растворе. Вместе с транспирацией корневое давление вызывает поднятие пасоки (воды и растворённых в ней питательных веществ) вверх по стеблю растения. Достигает 1-3, до 10, ат; сила зависит от наличия кислорода и температуры, вследствие чего максимум давления наблюдается днём и минимум — ночью.

Оно составляет 1–2 атм (в исключительных случаях – до 8 атм). Этой величины, конечно, недостаточно, чтобы в одиночку обеспечить движение жидкости, но её вклад у многих растений несомненен.

Попадая по ксилеме в листья, вода и минеральные вещества распределяются через разветвлённую сеть проводящих пучков по клеткам. Движение по клеткам листа осуществляется, как и в корне, тремя способами: по апопласту, симпласту и вакуолям. На свои нужды растение использует менее 1 % поглощаемой им воды, остальное в конце концов испаряется через восковый слой на поверхности листьев и стеблей – кутикулу (около 10 % воды) – и особые поры – устьица (90 % воды). Травянистые растения теряют в день около литра воды, а у больших деревьев эта цифра может доходить до сотен литров. Испарение воды (транспирация) осуществляется за счёт энергии солнца. Проще всего транспирацию наблюдать, если накрыть растение в горшке колпаком; на внутренней поверхности колпака будут собираться капельки жидкости.

На скорость испарения влияют многие факторы; как внешние условия (свет, температура, влажность, наличие ветра, доступность воды в почве), так и особенности строения листьев (площадь поверхности листа, толщина кутикулы, количество устьиц). Ряд внешних факторов приводит к уменьшению диффузии воды из листьев, другие (например, отсутствие света или сильный ветер) вызывают замыкание устьиц (благодаря работе особых замыкающих клеток). Растения засушливых регионов имеют специальные приспособления для уменьшения транспирации: погруженные глубоко в листья устьица, густое опушение из волосков или чешуек, толстый восковой налёт, превращение листьев в колючки или иглы и другие. Осенний листопад в умеренных широтах также призван уменьшить испарение воды, когда наступят холода.

Из почвы растение получает не только воду, но и минеральные соли. Эти вещества движутся в корнях под действием диффузии. За счёт энергии дыхания возможен также их активный транспорт против градиента концентрации. Попадая в ксилему, минеральные вещества разносятся по всему организму с массовым током воды. Основным потребителем этих веществ являются растущие части растения.

Некоторые минеральные вещества, выполнив свою полезную функцию, могут перемещаться дальше вверх или вниз по флоэме. Это происходит, например, перед сбрасыванием листьев, когда накопленные листьями полезные вещества сохраняются, откладываясь в других частях растения.

Дата добавления: 2015-04-23