Как вода поступает в растение
Формирование корневой системы и поступление воды в растение
На формирование корневой системы и поступление воды в растение влияют многие экологические факторы (влажность почвы, температура, обеспечение корней кислородом, минеральное питание растений). 
1. Распределение корней в почве в значительной степени зависит от характера увлажнения почвенных горизонтов. Кончики корней постоянно растут в направлении влажных слоев, активно отыскивая воду. В аридных районах есть растения с разными корневыми системами (рис. 8.4). У одних она глубокая, достигающая зеркала грунтовых вод (солодка — Glycyrrhiza, верблюжья колючка — Alhagi camelorum). Другие, наоборот, развивают поверхностную корневую систему, которая быстро перехватывает атмосферные осадки (кактусы, осока илак — Carexphysodes, злак Aristida). Часто растения с такими корневыми системами растут в одном фитоценозе, формируя подземную ярусность. В заболоченных местообитаниях недостаток кислорода приводит к плохому развитию корневых систем. У болотных растений, приспособившихся к недостатку кислорода, система межклетников составляет единую вентиляционную систему растения от листьев до корней (см. разд. 9.1).
2. Рост корней, формирование корневых систем и корневое питание зависят от температуры. Оптимальная температура для роста и деятельности корней несколько ниже по сравнению с оптимальной температурой роста надземных органов, но сильное понижение температуры почвы тормозит рост корней.
3. Рост корней, как и других органов, зависит от обеспеченности растения минеральным питанием. Показано, что внесение фосфорных удобрений способствует росту и углублению корневых систем, а добавка азотных удобрений — их усиленному ветвлению (Н.И.Якушкина, 1993).
Корневые системы отличаются большой пластичностью, изменяясь в зависимости от условий местообитания (рис. 8.5).
Транспирация. Траты воды, поступившей в растение через корневую систему, прошедшей через тело растения и, наконец, отданной в атмосферу в процессе транспирации, очень велики. 97 — 99 % воды, поступившей в растение, идет на транспирацию. В основном испарение воды происходит активно — через устьица и некоторая ее часть уходит путем внеустьичной (кутикулярной) транспирации. На это расходуется большая часть энергии, получаемой растением. Транспирация тесно связана с анатомо-мор- фологическими и физиологическими особенностями растений. Огромные количества воды, которые растения пропускают через себя при транспирации, обеспечивают непрерывный ток ее от корней к листьям, связывающий органы и ткани в единое целое. С транспирационным током передвигаются минеральные и отчасти органические питательные вещества. Чем интенсивнее транспирация, тем быстрее идет этот процесс.
Транспирация снимает опасность перегрева, который может грозить растению на прямом солнечном свету (см. разд. 7.2). Температура интенсивно транспирирующего листа бывает на несколько градусов ниже температуры нетранспирирующего завядающего органа. Такая регуляция способствует созданию оптимальных условий для фотосинтеза. Благодаря интенсивной транспирации растения переносят не только повышенную температуру, но и атмосферную засуху.
eco-rasteniya.ru
Поступление воды в растение и передвижение её по растению.
Количество просмотров публикации Поступление воды в растение и передвижение её по растению. - 180
Вода, поступившая в клетки корня под влиянием разности водных потенциалов, которые возникают благодаря транспирации и корневого давления, передвигается до проводящих элементов ксилемы. Согласно современным представлениям, вода в корневой системе может перемещаться в радиальном направлении тремя путями: апопластическим, симпластическим, трансмембранным.
При транспорте по апопласту вода передвигается по клеточным стенкам, не проходя через мембраны.
При симпластном транспорте вода проникает в клетку через полупроницаемую мембрану и далее перемещается по протопластам клеток, которые соединены между собой многочисленными плазмодесмами.
При трансмембранном транспорте вода перетекает через клетки и при этом проходит, по крайней мере, две плазматические мембраны.
Передвижение воды по коре корня идет главным образом по апопласту, где она встречает меньшее сопротивление, и лишь частично по симпласту.
Апопластный путь прерывается в эндодерме в связи с наличием поясков Каспари. Вместе с тем в апикальной части суберинизация отсутствует, в связи с этим вода легко проникает через эндодерму. Вместе с тем, в суберинизированных частях корня вода может проходить через пропускные клетки.
Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, мы имеем дело как бы с осмометром, у которого полупроницаемая мембрана расположена в клетках эндодермы. Вода устремляется через эту мембрану в сторону меньшего (более отрицательного) водного потенциала. Далее вода поступает в сосуды ксилемы. Согласно гипотезе Крафтса, это следствие выброса солей в сосуды ксилемы, благодаря чему там создается повышенная их концентрация, и водный потенциал становится более отрицательным. Предполагается, что в результате активного поступления соли накапливаются в клетках корня. При этом интенсивность дыхания в клетках, окружающих сосуды ксилемы (перицикл), очень низкая, и они не удерживают соли, которые благодаря этому десорбируются в сосуды. Транспорт воды в корне зависит от интенсивности процесса дыхания.
При помещении растений в условия, тормозящие дыхание корней (низкая температура, анаэробиоз или наличие дыхательных ядов), они транспортируют меньше воды. Предполагают, что это должна быть связано с инактивированием аквапоринов. Торможение транспорта воды в корнях в аэробных условиях, возможно, объясняет факт завядания растений в переувлажненной почве. Дальнейшее передвижение воды идет по сосудистой системе корня, стебля и листа. Проводящие элементы ксилемы состоят из сосудов и трахеид. Опыты с кольцеванием показали, что восходящий ток воды по растению движется в основном по ксилеме. В проводящих элементах ксилемы вода встречает незначительное сопротивление, что, естественно, облегчает передвижение воды на большие расстояния. Правда, неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ количество воды передвигается и вне сосудистой системы. При этом по сравнению с ксилемой сопротивление движению воды других тканей значительно больше. Это приводит к тому, что вне ксилемы движется всего от 1 до 10% общего потока воды.
Из сосудов стебля вода попадает в сосуды листа. Вода движется из стебля через черешок или листовое влагалище в лист. В листовой пластинке водопроводящие сосуды расположены в жилках. Жилки, постепенно разветвляясь, становятся все более мелкими. Чем гуще сеть жилок, тем меньшее сопротивление встречает вода при передвижении к клеткам мезофилла листа. Именно в связи с этим густота жилкования листа считается одним из важнейших признаков ксероморфной структуры — отличительной чертой растений, устойчивых к засухе.
Вода передвигается от клетки к клетке благодаря градиенту водного потенциала. Передвижение воды от клетки к клетке в листовой паренхиме идет не по симпласту, а в основном по клеточным стенкам, где сопротивление значительно меньше.
По сосудам вода движется благодаря создающемуся в силу транспирации градиенту водного потенциала, градиенту свободной энергии (от системы с большей свободой энергии к системе с меньшей).
При этом получены экспериментальные данные, которые не позволяют рассматривать силу транспирации как единственную, обуславливающую восходящий ток воды по растению. Так, показано, что восходящий ток воды может осуществляться и при отсутствии транспирации. К этому же выводу приводят опыты, показывающие ритмическое секретирование устьичными клетками жидкой воды, а также зависимость передвижения воды от эндогенной энергии, поставляемых процессом дыхания. Это позволяет считать, что движущая сила транспорта воды в растении является суммой двух весьма различных по своей природе составляющих, условно названных метаболической и осмотической
Осмотическая составляющая представлена в корнях сугубо осмотическими явлениями, в стебле и листьях — гидростатической тягой, создаваемой градиентом водного потенциала в системе почва — растение — атмосфера.
Выделение воды вызывает падение тургора и водного потенциала в целом, создавая предпосылку для поглощения следующей порции воды, вновь приводящего к возрастанию водного потенциала вплоть до того, что он из отрицательного становится положительным. После этого происходит новое сокращение. Именно фаза сокращения происходит с участием контрактильных систем и требует затраты энергии. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, вода поглощается и выделяется по градиенту водного потенциала, а не против него, ᴛ.ᴇ. согласно данной схеме, транспорт воды в термодинамическом понимании является пассивным.
Возникающие за счёт ритмической деятельности внутриклеточного сократительного аппарата микроколебания гидростатического давления паренхимных клеток являются механизмом, создающим локальные градиенты водного потенциала на пути водного тока и тем самым регулирующим скорость этого тока. Именно благодаря этому формируется метаболическая составляющая движущей силы транспорта воды в растении, играющая решающую роль в общей системе эндогенной регуляции. Под влиянием ингибиторов контрактильных систем или окислительного фосфорилирования (т. е. при нарушении энергоснабжения) противофазность исчезает, автоколебания затухают и транспорт воды тормозится.
Степень натяжения водных нитей в сосудах зависит от соотношения процессов поглощения и испарения воды. Все это позволяет растительному организму поддерживать единую водную систему и не обязательно восполнять каждую каплю испаряемой воды. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, при нормальном водоснабжении создается непрерывность воды в системе почва — растение — атмосфера. В том случае, в случае если в отдельные членики сосудов попадает воздух (эмболия), они выключаются из общего тока проведения воды.
referatwork.ru
1.Как вода и минеральные соли поступают в корень? 2.По каким клеткам вода передвигается в корне? 3.Куда они поступают?
Загрузите свое задание на сайт: <a rel="nofollow" href="http://umal.me/0pn" target="_blank" >Помощь в решении задания</a> . . Или пришлите мне на мейл: [email protected] А то здесь писать не очень удобно. Ваше задание будет 2130 по счету.
Вода с минеральными веществами поступает в растение из почвы через корневые волоски. Затем по клеткам коры этот раствор поступает в сосуды проводящей ткани, которые находятся в центральном цилиндре корня. Сосуды — это длинные трубки, которые образуются из многих клеток, поперечные стенки между которыми разрушаются, а внутреннее содержимое отмирает. Таким образом, сосуды — мертвые проводящие элементы. По сосудам, благодаря действию ряда факторов, вода и растворённые в ней вещества передвигаются по стеблю к листьям. Это направление движения растворов получило название восходящий поток веществ. Органические вещества транспортируются от листьев по стеблю в направлении корневой системы. Передвижение этих веществ происходит сначала по ситовидным трубкам листа, а потом стебля. Ситовидные трубки — это живые клетки, поперечные стенки которых имеют много отверстий и похожи на сито. Отсюда и название этих проводящих элементов. Поток органических веществ по ситовидным трубкам от листа ко всем органам называют нисходящим. Таким образом, восходящий поток обеспечивает транспорт неорганических веществ по сосудам, а нисходящий поток — транспорт органических веществ по ситовидным трубкам. 2. Где и для чего запасаются вещества в растении? Растения запасают как неорганические, так и органические вещества. Например, растения засушливых местообитаний, такие, как очитки, молодило, кактусы, алоэ, молочаи, — имеют мясистые сочные стебли или листья, в которых накапливается много воды; благодаря этому растения могут переносить продолжительные периоды засухи. Органические вещества растение запасает также в специальных тканях стебля, корня или листа. Чаще всего растения запасают углеводы, белки и жиры. Так, углевод крахмал обычно откладывается в сердцевине стебля деревьев, видоизменённых корнях — корнеплодах (например, морковь, свёкла) и корневых клубнях (георгин и т. п.), видоизменённых побегах — клубнях (картофель), корневищах (касатик, или ирис) и луковицах (тюльпан) и т. п. Запасные белки и жиры запасаются в основном в семенах (например, кукуруза, горох, фасоль, орех), реже в плодах (например, облепиха, маслины).
touch.otvet.mail.ru
Вода
Жизнь на Земле не мыслима без воды. Значение ее для растений крайне велико. Вода связывает растение с почвой и атмосферой, обусловливая единство организма и среды. Живые растительные клетки на 80—90% и более состоят из воды. Огурцы, томаты содержат 94—95% воды, клубни картофеля — 74—80, зерно хлебных злаков—12—14%. 99,8% потребляемой воды растения испаряют и лишь около 0,2% идет на синтез органического вещества.
Без воды невозможен ни один физиологический процесс, протекающий в растениях. Многие биохимические процессы, например гидролиз и синтез полисахаридов и пептидов, сопровождаются присоединением или отщеплением молекул воды. Только в водной среде растворяются, передвигаются и поступают в растения необходимые им вещества из почвы, СО2 из воздуха, перемещаются вещества по растению из корней в листья, из листьев в корни. Вода защищает растения от перегрева путем понижения температуры во время транспирации.
Вода в растения поступает в основном из почвы через корневую систему. Однако частично она может поступать и через листья во время туманов, при выпадении осадков, при образовании росы. Роса, образующаяся при ночных понижениях температуры, помогает растениям лучше переносить почвенную засуху (при недостатке в почве доступной влаги) и формировать при этом относительно более высокий урожай. Большинство культурных растений относятся к мезофитам, которые могут приспосабливаться к условиям как недостаточного, так и избыточного увлажнения.
Для набухания и нормального прорастания семена различных сельскохозяйственных культур требуют неодинаковое количество воды, что необходимо учитывать при посеве. С началом роста и в последующие периоды жизни потребность растений в воде увеличивается и изменяется для одного и того же растения по фазам его развития. Периоды наибольшей потребности в воде называют критическими. Для озимой ржи, озимой и яровой пшеницы ячменя и овса это период между выходом в трубку и колошением, для проса и сорго — от колошения до налива, для кукурузы — от цветения до молочной спелости зерна, для картофеля — от времени цветения до клубнеобразования, для хлопчатника — от цветения до заложения коробочек. Особенно сильно отражается на всех растениях недостаток воды в период образования у них репродуктивных органов.
Для определения потребностей культурных растений в воде пользуются Транспирационным коэффициентом, который приближенно характеризует общее количество воды, потребляемое растением в расчете на единицу массы сухого органического вещества. Для озимой пшеницы, например, он составляет 450—600, кукурузы— 250—400 и т. д. Транспирационный коэффициент зависит от изменения погодных условий, обеспеченности растений питательными веществами и др. При низкой влажности воздуха, сильном нагреве листьев и сильном ветре он возрастает.
Наряду со знанием общего расхода воды исключительно большое значение имеет учет требований растений к режиму влажности почвы, к содержанию доступных для растений форм влаги. Оптимальная влажность в корнеобитаемом слое почвы в разные периоды вегетации для большинства растений находится в пределах 60—80% предельной полевой влагоемкости почв, т. е. того количества влаги, которое удерживается в почве после стекания гравитационной, избыточной влаги; а в период наибольшего развития ассимиляционного процесса и интенсивного роста — в пределах 70—80%. Однако даже при наличии в почве иногда большого количества влаги она не может использоваться растениями из-за того, что имеет низкую температуру. В этом случае растения испытывают недостаток воды из-за физиологической сухости. Вода поступает в растения и передвигается в них при наличии градиента свободной энергии воды в единой системе Почва — растение — окружающая растение атмосфера, который возникает в результате транспирации, осмотических сил и, как предполагается, за счет энергии, освобождающейся в процессе обмена веществ.
Влагообеспеченность вместе с теплообеспеченностью территории позволяет выделить основную единицу природно-сельскохозяйственного районирования — природно-сельскохозяйственную зону. Она характеризуется определенным балансом тепла и влаги и тесно связана с главными особенностями процессов почвообразования. Для каждой зоны характерны определенные типы и подтипы почв и растительности и применяются отвечающие им системы агротехнических, агрохимических и мелиоративных мероприятий. Каждой зоне соответствуют свои особенности сельскохозяйственного производства, определенное соотношение между пашней, кормовыми и лесными земельными угодьями.
Для выделения зон используются карты почвенного и растительного покрова. Для разделения зон на территориях достаточного увлажнения принимаются изолинии с суммой активных температур выше 10 °С, описывающие южные границы зон. На территориях недостаточного увлажнения границы между зонами проводятся по изолиниям показателя среднегодового атмосферного увлажнения как отношения осадков к испаряемости на северных границах зон. Например, для лесостепной зоны — 1,00, для степей на обыкновенных черноземах — 0,77 и т. д.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
