Физиологическая роль воды в растении: 1.Роль воды в растении.

Содержание

10 Содержание и состояние воды в раст. Физиологическая роль воды.

Для
нормальной физиологической деят-ти
клетка растения должна быть полностью
насыщена водой (или близка к насыщению).
В жизни клетки вода имеет значение для
поддержания
структуры цитоплазмы
путем гидратации ее коллоидов и тургорного
состояния. Кроме этого, вода необходима
как среда
для протекания обмена веществ,
так как биохимические реакции возможны
только между веществами, находящимися
в растворенном состоянии. Вода является
средой
для переноса веществ,
т.к. он происходит также только в
растворенном состоянии. Вода служит
регулятором t°
тела
раст., т. е. защищает его от быстрого
охлаждения или перегревания. Растения
относятся к пойкилотермным организмам,
не имеющим постоянной t° тела, которая
значительно зависит от t° среды, но в
некоторой степени она может регулироваться
водой. Этому способствуют такие, свойства
воды, как теплоемкость и теплота
парообразования. Теплоемкость воды, в
сравнении со многими веществами, особенно
металлами, очень высока. При нагревании
она поглощает много тепла, а при охлаждении
выделяет большое его количество. Это
приводит к смягчению колебания t° тела
растения при изменении t° среды. Также
очень высока у воды теплота парообразования.
Это приводит к тому, что при ее испарении
затрачивается много тепла, которое
выделяется органами растения, что
вызывает значительное понижение их t°.

Содержание
и состояние воды в растении

Содержание
воды в растении подвержено постоянным
и значительным колебаниям, которые
обусловлены как внутренними, так и
внешними причинами. Cодержания
воды в разных растениях и их отдельных
органах: водоросли — 96 — 98%, листья
травянистых растений — 83 — 86, листья
древесных растений — 79 — 82, стволы
деревьев — 40 — 55, зерновки злаков 12 —14.
Уровень воды значительно выше там, где
активно идут процессы ж/д (листья), и
ниже в органах со слабым обменом веществ
(стволы деревьев, покоящиеся семена).

По
состоянию в растении принято различать
следующие формы воды:

Свободная
вода
легко передвигается по растению и
испаряется. Она находится в основном в
межклетниках, т. е. в свободном пространстве.
Связанная
вода
испаряется и передвигается с трудом.
Она находится преимущественно внутри
клетки — в цитоплазме и вакуоли.
Разделяется на осмотически
и коллоидно связанную.
Первая соединена с растворенными в ней
веществами и находится в вакуоли. Эта
связь не очень прочная, и осмотически
связанная вода может выходить из клетки,
например, при плазмолизе. Свойства
коллоидно связанной воды обусловлены
наличием белков — коллоидов цитоплазмы,
где она и находится. Такая связь большей
частью очень прочная, и коллоидно
связанная вода выходит из клетки только
при очень сильном обезвоживании (продол.
засухе).

Растение
поглощает воду в основном из почвы,
причем здесь действуют водоудерживающие
силы, которые препятствуют этому
процессу. Среди них можно назвать
следующие: Силы
осмотического характера.
Вода в почве находится в виде раствора,
который имеет осмотическое давление.
Для того чтобы растения могли поглотить
ее, они должны развивать сосущие силы,
превышающие это давление.

Силы
адсорбционного характера.
Почва состоит из твердых частиц различных
размеров — от коллоидных до крупных.
Между частицами почвы находятся
промежутки, заполненные водой или
воздухом, которые также имеют различную
величину. Сочетание величины почвенных
частиц и промежутков между ними
обуславливает характер адсорбционных
сил, т. е. сил молекулярного притяжения
воды к частицам почвы. В свою очередь
это определяет разнообразие форм воды.

Гравитационная
вода,
находящаяся в крупных порах почвы,
подчиняется силам гравитации (земного
притяжения) и легко стекает вниз, поэтому
в почве она появляется только во время
и после сильных дождей или полива. Такая
вода хорошо доступна растениям, но не
имеет большого значения в их водоснабжении,
так как в почве бывает сравнительно
редко. Капиллярная
вода,
располагающаяся в узких капиллярных
порах, движется по капиллярам во всех
направлениях и хорошо удерживается в
них. Эта вода легко усваивается растением
и занимает значительное место в его
водоснабжении. Пленочная
вода,
обволакивающая частицы почвы в несколько
слоев. Подвижность ее ограничена, она
передвигается только от одной частицы
к другой, обводненной меньше. Пленочная
вода ограниченно усваивается растением
— тем труднее, чем ближе располагаются
ее молекулы к частице почвы.

Коллоидно
— связанная
вода гидратирует мин. и орг-ие коллоиды
и усваивается раст. с большим трудом.
След-но, в почве всегда есть часть воды,
которую растения не могут использовать.
Эта вода носит название мертвого
запаса,
а влажность почвы, содержащей неусвояемую
воду, называется коэффициентом
завядания.
Легкие, бедные гумусом почвы имеют
низкий коэффициент завядания, а тяжелые,
богатые гумусом — высокий. В состоянии
полного насыщения различные почвы
поглощают и удерживают неодинаковое
кол-во воды. Влажность почвы в состоянии
ее полного насыщения носит название
наименьшей
влагоемкости.
Для нормальной жизни раст. в почве должно
быть опред. соотношение между водой и
воздухом, поэтому она не должна быть
полностью насыщена влагой. Оптимальной
считается влажность в пределах 60 — 80 %
от полной влагоемкости. При этом 20 — 40
% почвенных пор занято в-ом. Влажность
почвы в пределах 30 — 60 % от полной
влагоемкости уже недостаточна, а ниже
30 % означает сильную засуху и вредна для
растений.

Роль воды в жизни человека

Общеизвестно, что вода — источник жизни.

Для жизни человека, вода, наряду с воздухом, занимает одно из важнейших мест в поддержании жизни и здоровья. Человек (как и любой живой организм) состоящий из воды более, чем на 70%, прожить без неё может очень короткое время. Вода нужна всему живому- животным, птицам, растениям и даже микроорганизмам. Не будет воды- не будет жизни на Земле; в том числе и по причине отсутствия продуктов питания, т. к. растения без воды не вырастут и не выживут, сельскохозяйственным животным, птице вода также жизненно необходима, не говоря уже о том, что рыба живет только в воде. Таким образом, человеку вода нужна не только сама по себе, но ещё и как средства для производства продуктов питания.

На поверхности нашей Земли, как и в атмосфере, содержится огромное количество воды; и большую часть занимает не суша, а вода. Но, к сожалению, пригодной для питьевых целей воды не так уж и много (вода в океанах и морях содержит большое количество соли и без опреснения её пить практически невозможно, а опреснение очень затратно), да и распределена она на земном шаре неравномерно. К счастью, территория Российской Федерации имеет достаточные запасы пресной воды (пригодной для питья) воды.

Вода необходима для нормального функционирования организма, так как доставляет к клеткам кислород и питательные вещества; позволяет перерабатывать пищу в энергию, выводит шлаки и отходы из нашего организма; участвует в регулировании температуры тела.

Вода способствует тому, чтобы пища, которую мы едим, быстро переваривалась и усваивалась организмом. Вода служит в качестве смазки для наших суставов, а также регулирует и поддерживает температуру нашего тела.

Несмотря на то, что вода не имеет энергетической ценности (в ней отсутствуют белки, жиры и углеводы), она необходима для растворения витаминов, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека, в том числе:

C- участвует в окислительно-восстановительных реакциях, функционировании иммунной системы, способствует усвоению железа. Дефицит приводит к рыхлости и кровоточивости десен, носовым кровотечениям вследствие повышенной проницаемости и ломкости кровеносных капилляров.

B1 (тиамин)- в форме образующегося из него тиаминдифосфата входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, обеспечивающих организм энергией и пластическими веществами, а также метаболизма разветвленных аминокислот. Недостаток этого витамина ведет к серьезным нарушениям со стороны нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.

Витамин B2 (рибофлавин)- в форме коферментов участвует в окислительно-восстановительных реакциях, способствует повышению восприимчивости цвета зрительным анализатором и темновой адаптации. Недостаточное потребление витамина B2 сопровождается нарушением состояния кожных покровов, слизистых оболочек, нарушением светового и сумеречного зрения.

Витамин B6 (пиридоксин)- в форме своих коферментов участвует в превращениях аминокислот, метаболизме триптофана, липидов и нуклеиновых кислот, участвует в поддержании иммунного ответа, участвует в процессах торможения и возбуждения в центральной нервной системе, способствует нормальному формированию эритроцитов, поддержанию нормального уровня гомоцистеина в крови. Недостаточное потребление витамина B6 сопровождается снижением аппетита, нарушением состояния кожных покровов, развитием гомоцистеинемии, анемии.

Ниацин в качестве кофермента участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Недостаточное потребление витамина сопровождается нарушением нормального состояния кожных покровов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы.

B12 играет важную роль в метаболизме и превращениях аминокислот. Фолат и витамин B12 являются взаимосвязанными витаминами, участвуют в кроветворении. Недостаток витамина B12 приводит к развитию частичной или вторичной недостаточности фолатов, а также анемии, лейкопении, тромбоцитопении.

Фолаты- в качестве кофермента участвуют в метаболизме нуклеиновых и аминокислот. Дефицит фолатов ведет к нарушению синтеза нуклеиновых кислот и белка, следствием чего является торможение роста и деления клеток, особенно в быстро пролифелирующих тканях: костный мозг, эпителий кишечника и др. Недостаточное потребление фолата во время беременности является одной из причин недоношенности, гипотрофии, врожденных уродств и нарушений развития ребенка. Показана выраженная связь между уровнем фолата, гомоцистеина и риском возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

Пантотеновая кислота- участвует в белковом, жировом, углеводном обмене, обмене холестерина, синтезе ряда гормонов, гемоглобина, способствует всасыванию аминокислот и сахаров в кишечнике, поддерживает функцию коры надпочечников. Недостаток пантотеновой кислоты может вести к поражению кожи и слизистых.

Биотин- участвует в синтезе жиров, гликогена, метаболизме аминокислот. Недостаточное потребление этого витамина может вести к нарушению нормального состояния кожных покровов.

Ежедневно из нашего организма выводится около 2 литров жидкости. Влага выделяется через кожу, мочевыделительную систему, кишечник и лёгкие; поэтому запасы воды необходимо своевременно пополнять, в том числе и чтобы не наступило обезвоживание (проявляется усталостью, мышечными и головными болями, жаждой, в тяжелых случаях потерей сознания).

Воду необходимо пить равномерно в течение дня. Не стоит компенсировать потерю воды чаем или кофе, т.к. они обладают мочегонными свойствами. Пить необходимо не дожидаясь сухости во рту, жажды (в это время уже произошло обезвоживание), не стоит пить «залпом» сразу стакан или кружку воды- лучше через равные промежутки времени(в т.ч.во время перерывов в работе) выпивать по нескольку глотков. Во время тяжелой физической нагрузки, в жарком климате и др. условиях может появиться необходимость в повышенном употреблении питьевой воды, поэтому если нет свободного доступа к питьевой воде, то во время занятий спортом, в условиях походов, при пребывании в условиях повышенной температуры воздуха и др. необходимо иметь с собой достаточное количество питьевой воды (не использовать в этих целях сладкие газированные напитки, снабжающие организм ненужным дополнительным количеством сахара и способствующие обезвоживанию организма).

В природе вода играет важнейшую роль. Вода океанов, морей, озёр, рек и других (в том числе искусственно созданных водоемов) играет очень важную роль в создании мирового климата, а также климата той или иной местности. Вода играет одну из ключевых ролей в процессе фотосинтеза. Не будь воды, растения не могли бы перерабатывать углекислый газ в кислород, а значит — воздух был бы непригоден для дыхания.

Необходима вода для обеспечения человека продуктами питания (выращивания сельскохозяйственных культур и животных, птиц), для бытовых нужд, для соблюдения личной гигиены, для производства электрической энергии, для теплоснабжения (центрального отопления) жилых, общественных зданий и промышленных предприятий, для борьбы с вредителями с/х культур, возбудителями инфекционных заболеваний (для дезинфекции), вредными насекомыми (дезинсекции), для повышения плодородия почвы при внесения минеральных удобрений и др.

Доступ к водным ресурсам является важным фактором жизнеобеспечения любого государства, и иногда приводит к конфликтам (племенным, межгосударственным — особенно в условиях пустынь).

Человечеству важно не только иметь доступ к питьевой воде, водам мирового океана, но и сохранять это бесценное богатство!

ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области». 2019г.

По материалам сайта: korotoyak.ru

Какова роль воды в растениях?

Ответить

Проверено

158,1 тыс.+ просмотров

Подсказка: Все мы знаем, что растения являются автотрофами, то есть они могут производить себе пищу. Для этого им требуется всего два основных ингредиента — воздух и вода, а также некоторые питательные вещества из почвы. Вода играет очень важную физиологическую роль в растениях.

Полный ответ:
Основная физиологическая роль воды в растениях:
Поддержание твердости клетки для правильного строения и роста.
Без воды растения не могут осуществлять фотосинтез, и самое главное, что без воды не будет производиться кислород, поскольку расщепления воды не происходит. Именно благодаря воде при фотосинтезе в растениях образуется кислород.
Он помогает транспортировать необходимые питательные вещества от корней растений к «пищевой фабрике» или к листьям для эффективного производства органических веществ, а затем он также работает как основной путь распределения органических веществ от листьев к различным части тела растения.
Он составляет большую часть протоплазмы клетки и служит основой для протекания многих метаболических реакций.
Вода действует как растворитель, в котором минералы и пищевые материалы растворяются и распределяются по телу растения с помощью ксилемы и флоэмы.

Примечание:
Важно отметить вклад воды в процесс фотосинтеза, который в конечном итоге высвобождает кислород. Расщепление воды следует уравнению:

Кислород здесь действует как акцептор электронов.
У некоторых микробов некоторые неорганические металлические или неметаллические соединения действуют как акцепторы электронов, поэтому кислород не выделяется. Этот тип микробного фотосинтеза называется аноксигенным фотосинтезом.

Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получено из биологии ризобий класса 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологии класса 12 А0003

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть непосредственно очищены от микробов класса 12 по биологии NEET_UG

Очистка сточных вод осуществляется микробами A. B Удобрения класса 12 по биологии NEET_UG

Иммобилизация ферментов – это преобразование активного фермента класса 12 по биологии NEET_UG

Большинство антибиотиков относятся к эубактериям. получен из биологии ризобий класса 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологии класса А 12 NEET_UG

Какое из следующих утверждений относительно бакуловирусов класса 12 биологии NEET_UG

Sewage or municipal sewer pipes should not be directly class 12 biology NEET_UG

Sewage purification is performed by A Microbes B Fertilisers class 12 biology NEET_UG

Enzyme immobilisation is Aconversion of an active enzyme class 12 biology NEET_UG

Актуальные сомнения

Роль воды в растениях

Forestrypedia Отношения между почвой и растениями

28 января 2020 г.

Наим Джавид Мухаммад Хассани

4 комментария
Значение воды для растений, водный дефицит, водный потенциал, водный стресс

Распространяйте любовь

Содержание

Вода является наиболее важным компонентом живых организмов. В растениях вода играет семь важнейших ролей.

Учредительный:

Вода составляет 80-90% сырого веса травянистых растений и более 59% сырого веса древесных растений.

Растворитель:

Вода универсальный растворитель ; в воде растворяется больше веществ, чем в любом другом веществе.
Благодаря этому вода является средой, в которой в клетке растворяются биохимические реагенты и происходят химические реакции.
Клеточные мембраны и клеточные стенки очень проницаемы для воды, поэтому вода может перемещаться с места на место в растении.
Вода образует непрерывную жидкость по всему растению, она заполняет центральную часть вакуолей зрелых клеток, стенки и большую часть межклеточных пространств. Исключение составляют межклеточные пространства листьев, поскольку они заполнены газом из-за необходимости обмена углекислым газом с воздухом.

Реагент

Вода является реагентом в биохимических реакциях клетки.
Среди них фотосинтез, когда вода вносит электроны, которые в конечном итоге используются при восстановлении углерода до углеводов, и протоны водорода, которые играют роль в производстве АТФ [аденозинтрифосфата]. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, возникает в воде.
Вода также является реагентом при гидролизе пищевых запасов растений, таких как крахмал. При гидролизе крахмала элементы воды вводятся ч/б в глюкозные звенья крахмального полимера, превращая крахмал в сахар.

Транспортировка:

Минералы, поглощаемые из почвы, транспортируются через корень вверх по стеблю и по всему растению за счет движения воды.
Углеводы, образующиеся при фотосинтезе, также распределяются по растению с водой.

Рост:

В момент клеточного деления вакуоли новообразованных клеток рассеяны и малы. Минералы всасываются и откладываются в этих маленьких вакуолях. Это заставляет воду диффундировать в маленькие вакуоли, и они увеличиваются, создавая давление внутри клетки. Это давление расширяет пластические стенки молодых клеток, и это расширение есть рост клеток. В конце концов вакуоли сливаются (сливаются и объединяются) в центральную вакуоль, а стенки становятся настолько толстыми, что теряют пластичность, так что при созревании клетка больше не расширяется, но поддерживает давление воды внутри клетки.

Тургидность:

Зрелые клетки сохраняют свою форму благодаря силе давления воды на внутреннюю часть клеточных стенок. Это давление поддерживает тургор клеток, и если давление снижается (например, из-за избыточного испарения, смерти или помещения в солевые растворы), они могут потерять тургор и стать дряблыми.
Именно набухание клеток придает форму многим тканям, например, листьям и однолетним растениям, не имеющим деревянистых или других укрепляющих тканей.

Термическая стабильность:

Для повышения температуры воды требуется больше калорий тепла, чем для любого другого обычного вещества.
По этой причине растения, состоящие в основном из воды, могут поглощать значительное количество тепла (например, от солнечного света) и лишь медленно нагреваться.
Аналогично, такое же количество калорий должно быть потеряно, чтобы температура воды (для растения) понизилась; таким образом, температура растения может оставаться на уровне температуры воздуха в течение коротких холодных периодов.
Высокое содержание воды в растениях позволяет им поддерживать более постоянную температуру, чем температура воздуха.

Рост корней:

Рост корней захватывает новую почву, накапливает воду и минералы, прорастая в них. Любой фактор, который влияет на рост корней, впитывает воду и минералы.

Путь воды и питательных веществ через корень:

Почти все минеральные питательные вещества, поглощаемые растениями, представляют собой ионы, растворенные в почвенном растворе. Почвенная вода проходит через корень в ответ на осмотическое или транспирационное градиенты давления и; уносит с собой ионы. Поскольку большая часть почвенной воды перемещается по апопласт (клеточные стенки и межклеточные пространства), каждая клетка по существу купается в расширении почвенного растворенного вещества. Это заметно увеличивает площадь поверхности корня, доступную для всасывания.
Когда вода достигает энтодермы, она проталкивается через мембраны. Хотя мембрана обеспечивает сопротивление прохождению воды, она достаточно водопроницаема. Обычно в энтодерме имеется некоторое количество неопробковевших клеток, и при быстрой транспирации вода вместе с растворенными в ней растворенными веществами проникает в стелу через эти открытые неопробковевшие отверстия, не проталкиваясь через мембрану.

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ: Движение воды внутри суши

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОГЛОЩЕНИЯ МИНЕРАЛОВ:

Мембраны непроницаемы для ионов. Требуется метаболическая энергия, чтобы втянуть ионы через мембрану в цитоплазму клетки, но, оказавшись внутри клетки, ионы не могут легко просачиваться обратно из-за непроницаемости мембраны.
Клетки используют метаболическую энергию для поглощения ионов. Большая часть энергии используется переносчиками ионов, которые тянут ионы через барьер. Переносчики ионов – это особые молекулы, специфичные, то есть один носитель рассчитан на К ⁺ , другой для Ca и т. д. Это позволяет корню быть избирательным, поглощая одни ионы больше, чем другие, и даже исключая некоторые ионы, в зависимости от присутствия и количества конкретных переносчиков. Например, большинство растений поглощают гораздо больше K*, чем Na ⁺, даже если в почвенном растворе может быть больше Na.
Клетки накапливают ионы в концентрациях, значительно превышающих концентрацию в почвенном растворе.
Все метаболически активные клетки коры участвуют в абсорбции ионов, и как только ионы абсорбированы, они попадают в ( Напомним, что цитоплазматические тяжи проходят от клетки к клетке через поры в клеточных стенках (плазмодесмы), и что эта многоклеточная система цитоплазмы называется симпластом).
Поглощенные ионы перемещаются в симпласте от клетки к клетке, в конечном итоге пересекая эндодерму, также в симпласте. Оказавшись внутри стелы, ионы секретируются обратно через мембрану в апопласт. В апопласте (внутри стелы) ионы переносятся в ксилему и транспортируются к листу.
Если транспирация медленная, ионы могут накапливаться в корне, увеличивая осмотическую концентрацию корня. почва влажная, это может привести к осмотическому поглощению воды, что, в свою очередь, может вызвать экссудацию, корневое давление и другие явления, связанные с осмотическим поглощением.
При быстрой транспирации поглощенные ионы уносятся потоком ксилемы к листу, где лист поглощает ионы обратно в симпласт посредством того же процесса, который происходил в клетках коры корня.

ПОГЛОЩЕНИЕ ИОНОВ И КЛЕТОЧНЫЙ РОСТ:

Вакуоли недавно разделенных клеток маленькие и рассеянные. Вскоре после деления новая клетка начинает поглощать ионы, концентрируя их в рассеянных мелких вакуолях. Это понижает ячейку ψ _{за счет увеличения л, и почвенная вода поступает в ячейку в ответ на градиент.}
При этом повышается тургорное давление P, и в молодых клетках с тонкими эластичными клеточными стенками вакуоль расширяется и клетка растет.
В процессе развития клетки в клеточную стенку откладывается дополнительная целлюлоза, и стенка становится все менее эластичной, пока не накопится достаточное количество стеночного материала, то есть она не станет жесткой. В этот момент рост клеток завершается, и компонент водного потенциала становится более значительным, поскольку Р не может быть рассеян при расширении клеток.

ПОГЛОЩЕНИЕ МИНЕРАЛОВ ПУТЕМ МИКОТРОФИИ:

Большинство лесных растений поглощают минералы не непосредственно из почвенного раствора, а из микоризы. Нити эктотрофной микоризы (гифы) образуют мантию вокруг молодого корня и проникают во внешние слои, разрастаясь, образуя сеть через оставшиеся клетки корня. Гифы также проникают в почву.
Поскольку гифы меньше в диаметре и намного шире корней, они более интенсивно занимают почву, открывая гораздо большую поглощающую поверхность, чем корни. Микоризы также более метаболически активны, чем корни, и они высвобождают органические кислоты, которые растворяют минералы почвы для поглощения. По этим причинам микориза поглощает ионы, а также воду более эффективно, чем корни.
Минералы, поглощенные микоризой, переносятся к корню ее гифами, а затем становятся доступными для поглощения корнями летучих мышей в более высокой концентрации, чем в почвенном растворе.
Эффективная система поглощения минералов и воды, обеспечиваемая микоризой, обеспечивает рост деревьев, особенно на почвах с низким плодородием. Сегодня большинство лесов ограничено неплодородными почвами, потому что леса, которые росли на плодородных почвах в прошлом, были вырублены, а почва превращена в сельскохозяйственные угодья. По этой причине микориза имеет особое значение.

Развитие дефицита воды похоже на сберегательный счет в банке. Растения теряют воду в результате транспирации (изъятия), а вода становится доступной для растений в виде осадков (депозитов).
Глубина и структура почвы определяют способность почвы сохранять влагу. Количество доступной почвенной воды аналогично балансу текущего счета.
Такие факты, как рост корней и засоленность, определяют, насколько легко производить изъятие, а гидравлическая проводимость корней, стебля и листьев определяет, насколько быстро может быть осуществлен перенос с одного объекта (например, почвы) на другой (например, лист). .
Вода Дефицит возникает всякий раз, когда изъятие (транспирация) превышает норму, с которой могут быть сделаны переводы, чтобы поддерживать листовой счет с текущим положительным балансом.

Транспирация:

Транспирация часто превышает поглощение воды в течение дня.

В 36-летнем сосновом лесу поглощение воды в светлое время суток отставало от транспирации на треть». Однако за 24-часовой период поглощение уравновешивало транспирацию в пределах 7%. Данные получены в результате исследования, в котором поглощение оценивалось с помощью радиоизотопных индикаторов, введенных в деревья, а транспирация рассчитывалась на основе данных о площади листового полога, проводимости устьиц и метеорологических условиях. (После войны a al., 1980.)

Рис иллюстрирует, что Транспирация началась с восходом солнца и вскоре превысила поглощение воды. К 9:00 накопился водный дефицит, достаточный для увеличения водопоглощения за счет увеличения градиента ψ на границе раздела корней и почвенной воды. В 10:00 накопленный дефицит воды был достаточным, чтобы вызвать частичное закрытие устьиц, о чем свидетельствовало снижение транспирации. Транспирация больше уменьшалась к закату, но поглощение воды продолжалось и ночью, пока дефицит не был устранен. Дефицит воды, развившийся утром, устранялся ночью.

Проводимость:

Проводимость движения воды через стебель регулируется несколькими факторами, включая анатомию ксилемы и возраст.
Как обсуждалось ранее, транспортировка воды встречает меньше сопротивления в ксилеме, состоящей из сосудов, чем из трахеид. На рисунке ниже показано снижение водопроводности древесины сосны обыкновенной с возрастом.

Дефицит воды может быть вызван в листьях даже при достаточной влажности почвы, если проводимость стебля или корня недостаточна для удовлетворения потребности в транспирации.

Водопоглощение:

Способность корней поглощать воду также зависит от нескольких факторов, включая температуру почвы, соленость, содержание воды и любые другие факторы, влияющие на рост корней.
Плохая аэрация почвы вызывает повышение сопротивления корня прохождению воды, и растения часто из-за этого увядают, даже если залиты водой.
На более поздних стадиях плохой аэрации почвы (например, из-за затопления) корни могут погибнуть и стать достаточно устойчивыми к потоку воды, или корни могут перестать расти, что приведет к уменьшению основной области поглощения воды корнем из-за созревания тканей. Все это может вызвать дефицит воды
Засоление влияет как на проницаемость корня для воды, так и на увеличение л _почвы, таким образом, снижая потенциал поглощения воды. Ограниченное всасывание может вызвать дефицит воды.

Цикл сушки почвы:

Изменение водного потенциала во время цикла сушки почвы.
Дефицит воды накапливается со временем.
Предрассветные измерения влажности растений (с использованием пневматической бомбы) используются для измерения влажности почвы на основе этого соотношения.

Хранение ствола:

Деревья обладают огромной емкостью запасания воды стволом, до 300 т га ^-1 , или количество, которое может испариться за 5-10 дней.
В некоторых случаях вода в стволах может быстро восполняться после ливневых дождей, но в других случаях вода, потерянная в течение лета, может не восполняться до осени или зимы.
Способность накапливать и использовать воду для возмещения транспирационных потерь может значительно отсрочить начало дефицита воды у больших деревьев.
Запас воды в стволе фактически дополняет запас воды в почве у больших деревьев.
Вода, хранящаяся в стволе, также может использоваться деревьями в течение дня. Использование накопленной воды отражается на изменении диаметра ствола.
Суточные колебания диаметра ствола обычны для деревьев.

Водный стресс:

Как видно из приведенного выше обсуждения, развитие водного дефицита является почти ежедневным явлением у растений. Водный стресс развивается всякий раз, когда: «. . . потеря воды превышает абсорбцию достаточно долго, чтобы вызвать уменьшение увеличения клеток и нарушение различных основных физиологических процессов» (Козловски и др. , 1991).
Обычной причиной водного стресса является засуха, но любая ситуация избыточной транспирации, неадекватного поглощения и недостаточного хранения воды в стебле и/или почве или недостаточной скорости переноса, если она достаточно серьезная и продолжительная, может вызвать водный стресс.

Изображение: TNAU Agritech Portal

Водный потенциал выражает свободную энергию воды в единицах давления, обычно в мегапаскалях [МПа]. Эталонное или стандартное состояние воды принимается за чистую воду при атмосферном давлении и той же температуре, что и образец Ψ в стандартном состоянии, которому присваивается значение 0, что упрощает расчет образца по разнице.

ИЗМЕРЕНИЕ ВОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА:

Водный потенциал тканей {напр. листья, картофельные диски } можно измерить Чардаков метод, при котором ткань погружают в градуированный ряд сахарных растворов возрастающей степени. Если Ψ _ткани меньше, чем Ψ _{раствора}, вода будет уходить из ткани и разбавлять раствор. Затем обработанный раствор сравнивают с парным необработанным раствором путем переноса капли. При этом в контрольном растворе капля должна подняться, так как обработанный раствор стал менее плотным. Когда каплю из обработанного помещают в его парный контроль, и он не поднимается и не опускается; Ψ _ткань равна Ψ _{раствору} , что равно π _{раствору} .
Водный потенциал также можно определить, поместив образец почвы или растительной ткани в небольшую камеру со строгим контролем температуры и определив давление паров в камере путем измерения точки росы с помощью изопиестической психрометрии .
Водный потенциал почв также можно определить, поместив почву в аппарат с мембраной под давлением, применяя давление для извлечения почвенной воды и измеряя количество воды, оставшейся после извлечения при различных давлениях.

Уравнение водного потенциала:

ψ * = P — π — ψ _{Матрикс} — ψ _{температура} — ψ _{Гравитация}

Водный потенциал * {Тот к разности температур – WP из-за силы тяжести

Приведенное выше уравнение включает все общие факторы, влияющие на ψ.
Замечено, что увеличение P увеличивает ψ*, а увеличение концентрации растворенного вещества, из-за которого π становится более отрицательным, уменьшает ψ*.
Вода также может притягиваться к поверхностям и к самой себе через такие пространства, как капилляры. Это притяжение выражается как ψ _{матрицы} и также уменьшает ψ*.
Различия в температуре также могут влиять на ψ*; холодная вода имеет меньше свободной энергии, чем горячая вода. По этой причине водяной пар в воздухе конденсируется на стакане чая со льдом, а пар выделяется из чашки горячего чая.
Наконец, ψ _{гравитация} — это особая форма P, учитывающая гидростатический напор, создаваемый стоячим столбом воды, например, в ксилеме у основания высокого дерева.
Не все эти факторы используются в большинстве расчетов водного потенциала.

Для исправления и улучшения используйте раздел комментариев ниже.

Наим Джавид Мухаммад Хассани

Наим Джавид Мухаммад Хассани работает охранником лесов в Департаменте лесов и дикой природы Белуджистана (BFWD).