Рух води по судинній системі

Методи вимірювання та показники транспірації.

Інтенсивність транспірації звичайно виражають у грамах випаруваної води за одну годину на одиницю S або на 1 грам сухої маси (удень – 15-250 г/м² за год.; вночі – 1-20 г/м² за год.).

Продуктивність транспірації – кількість грам сухої речовини, яка утворюється при втраті 1000 грам води (1-8 г на 1000 г води).

Транспіраційний коефіцієнт – число грамів води, яка витрачається на утворення одного грама сухої речовини (120-150 г на 1 г сухої речовини).

Висхідний тік води йде основним чином по ксилемі – розподільній системі, яка постачає всі тканини й органи рослини водою. Як згадувалося, ксилема формується з прокамбіальних клітин кореня та стебла, спочатку містить цитоплазму, а в зрілому стані – лише здерев’янілі клітинні стінки. 1-10% води висхідного току йде по клітинних стінках живих клітин і також підтримується градієнтом водного потенціалу, створеного транспірацією. Одночасно з рухом води вверх відбувається обмін молекулами води із усіма клітинами стебла. Існує декілька теорій, які пояснюють механізм висхідного потоку води.

Рушійною силою висхідного току води в провідних елементах ксилеми являється градієнт водного потенціалу через рослину від ґрунту до атмосфери. Він підтримується:

1) градієнтом осмотичного потенціалу в клітинах кореня (від ґрунту до судин ксилеми) в результаті активного транспорту іонів у живих клітинах, включаючи молоді живі елементи ксилеми і

2) транспірацією.

Підтримання першого градієнту потребує затрати метаболічної енергії, на транспірацію використовується енергія сонячної радіації.

Перше забезпечує поглинання води коренем; друге – головна рушійна сила висхідного потоку води. Ця сила створює великий від’ємний градієнт гідростатичного тиску в ксилемі, який реалізується у виникаючому натягу води в судинах ксилеми.

Згідно теорії зчеплення (когезійній теорії, ХІХ ст.) вода в капілярних трубках судин ксилеми піднімається вверх у відповідь на присмоктуючу дію транспірації в результаті дії сил зчеплення (когезії) молекул води одна з одною і дії сил прилипання (адгезії) стовпа води до гідрофільних стінок судин. Ці сили також перешкоджають утворенню порожнин із повітрям, здатних закупорити судини. При закупорці (емболії) завжди є достатня кількість інтактних ниток води в інших судинах. Крім того, існує механізм відновлення безперервності водних ниток. Показано, що опір води розриву становить 30 МПа. Цього достатньо, щоб забезпечити підйом води на 120-130 метрів.

Абсолютна швидкість руху води по ксилемі невелика: для листяних порід – 20 см³/год на 1см²; для хвойних – 5см³/год на 1см² (швидкість руху крові по артеріях – 40-50 см³/с). Однак така швидкість зменшує опір рухові води.

Значення висхідного потоку для рослини:

1. Висхідний потік від кореневої системи до надземних частин служить засобом транспортування і накопичення в надземних органах мінеральних речовин і хімічних сполук кореня.

2. Транспірація пов’язана із засвоєнням СО₂. Щоб отримати СО₂, рослина мусить віддавати воду, а зменшення втрат Н₂О (закривання продихів) зменшує і притік СО₂. В сільському й лісовому господарствах для отримання максимальних врожаїв важливо знати співвідношення між продукцією фотосинтезу і втратами води у рослині з метою їх регулювання.

3. Висхідний потік необхідний для нормального водопостачання всіх клітин і підтримання тургору. При нестачі води у клітинах відбуваються різноманітні порушення. Тому для отримання високих врожаїв у посушливих районах необхідно розвивати зрошувальне землеробство.

4. Транспірація може бути способом захисту від перегріву.

Дата добавления: 2014-01-07