Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Сосущая сила растений
Передвижение воды по растению
Вода поступает в растение из почвы через корневые волоски и по сосудам разносится по всей его надземной части. В вакуолях растительных клеток растворены различные вещества. Частицы этих веществ давят на протоплазму, которая хорошо пропускает воду, но препятствует прохождению через нее растворенных в воде частиц. Давление растворенных веществ на протоплазму называется осмотическим давлением. Вода, поглощенная растворенными веществами, растягивает до известного предела эластичную оболочку клетки. Как только растворенных веществ становится меньше в растворе, содержание воды уменьшается, оболочка сокращается и принимает минимальный размер. Осмотическое давление постоянно поддерживает растительную ткань в напряженном состоянии, и лишь при большой потере воды, при завядании, это напряжение — тургор — в растении прекращается.
Когда осмотическое давление уравновешено растянувшейся оболочкой, вода не может поступать в клетку. Но стоит клетке потерять часть воды, как оболочка сокращается, находящийся в клетке клеточный сок становится более концентрированным, а вода начинает поступать в клетку, пока оболочка снова не растянется и не уравновесит осмотическое давление. Чем больше воды потеряло растение, тем с большей силой вода поступает в клетки. Осмотическое давление в растительных клетках довольно велико, и его измеряют, подобно давлению в паровых котлах, атмосферами. Силу, с которой растение всасывает воду, — сосущую силу — также выражают в атмосферах. Сосущая сила у растений часто достигает 15 атмосфер и выше.
Растение непрерывно испаряет воду через находящиеся в листьях устьица. Устьица могут раскрываться и закрываться, образовывать то широкую, то узкую щель. На свету устьица раскрываются, а в темноте и при слишком большой потере воды закрываются. В зависимости от этого испарение воды идет то — интенсивно, то почти совсем прекращается. Если срезать растение под корень, из пенька начинает сочиться сок. Это показывает, что корень и сам нагнетает воду в стебель. Следовательно, поступление воды в растение зависит не только от испарения воды через листья, но и от корневого давления. Оно перегоняет воду из живых клеток корня в полые трубки омертвевших сосудов. Так как в клетках этих сосудов нет живой протоплазмы, вода беспрепятственно движется по ним к листьям, где испаряется через устьица.
Испарение очень важно для растения. С передвигающейся водой разносятся по всему растению поглощенные корнем минеральные вещества. Испарение снижает температуру тела растения и тем самым предохраняет его от перегрева. Растение усваивает лишь 2—3 части поглощенной им из почвы воды, остальные 997 — 998 частей испаряются в атмосферу. Чтобы образовать один грамм сухого вещества, растение в нашем климате испаряет от 300 г до килограмма воды.
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 передвигается не только по живым клеткам. Еще в 1932г. немецкий физиолог Мюнх развил представление о существовании в корневой системе двух относительно независимых друг от друга объемов, по которым передвигается вода, — апопласта и симпласта.
Апопласт — это свободное пространство корня, в которое входят межклетные промежутки, оболочки клеток, а также сосуды ксилемы. Симпласт — это совокупность протопластов всех клеток, отграниченных полупроницаемой мембраной. Благодаря многочисленным плазмодесмам, соединяющим между собой протопласт отдельных клеток, симпласт представляет единую систему. Апопласт не непрерывен, а разделен на два объема. Первая часть апопласта расположена в коре корня до клеток эндодермы, вторая — по другую сторону клеток эндодермы и включает в себя сосуды ксилемы. Клетки эндодермы благодаря пояскам. Каспари представляют как бы барьер для передвижения воды по свободному пространству (межклетникам и клеточным оболочкам). Передвижение воды по коре корня идет главным образом по апопласту, где она встречает меньшее сопротивление, и лишь частично по симпласту.
Однако, для того, чтобы попасть в сосуды ксилемы, вода должна пройти через полупроницаемую мембрану клеток эндодермы. Таким образом, 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. Как уже упоминалось, по вопросу о причинах, вызывающих секрецию воды в сосуды ксилемы, имеются различные суждения. Согласно гипотезе Крафтса, это следствие выброса солей в сосуды ксилемы, в результате чего там создается повышенная их концентрация, и водный потенциал становится более отрицательным. Предполагается, что в результате активного (с затратой энергии) поступления соли накапливаются в клетках корня. Однако интенсивность дыхания в клетках, окружающих сосуды ксилемы (перицикла), очень низкая, и они не удерживают соли, которые благодаря этому десорбируются в сосуды. 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, некоторое количество воды передвигается и вне сосудистой системы. Однако по сравнению с ксилемой сопротивление движению воды других тканей значительно больше (не менее чем на три порядка). 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 поэтому густота жилкования листа считается одним из важнейших признаков ксероморфной структуры — отличительной чертой растений, устойчивых к засухе.
Иногда мелких ответвлений жилок листа так много, что они подводят воду почти к каждой клетке. Вся вода в клетке находится в равновесном состоянии. Иначе говоря, в смысле насыщенности водой имеется равновесие между вакуолью, цитоплазмой и клеточной оболочкой, их водные потенциалы равны. В связи с этим, как только в силу процесса транспирации возникает ненасыщенность водой клеточных стенок паренхимных клеток, она сейчас же передается внутрь клетки, водный потенциал которой падает. Вода передвигается от клетки к клетке благодаря градиенту водного потенциала. По-видимому, 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). Можно привести примерное распределение водных потенциалов, которое и вызывает передвижение воды: водный потенциал почвы (0,5 бара), корня (2 бара), стебля (5 бар), листьев (15 бар), воздуха при относительной влажности 50% (1000 бар).
Однако ни один всасывающий насос не может поднять воду на высоту больше 10м. Между тем есть деревья, у которых вода поднимается на высоту более 100м. Объяснение этому дает теория сцепления, выдвинутая русским ученым Е. Ф. Вотчалом и английским физиологом Е. Диксоном. Для лучшего понимания рассмотрим следующий опыт. В чашку с ртутью помещают заполненную водой трубку, которая заканчивается воронкой из пористого фарфора. Вся система лишена пузырьков воздуха. По мере испарения воды ртуть поднимается по трубке. При этом высота подъема ртути превышает 760мм. Это объясняется наличием сил сцепления между молекулами воды и ртути, которые в полной мере проявляются при отсутствии воздуха. Сходное положение, только еще более ярко выраженное, имеется в сосудах у растений.
Вся вода в растении представляет единую взаимосвязанную систему. Поскольку между молекулами воды имеются силы сцепления (когезия), вода поднимается на высоту, значительно большую 10м. Расчеты показали, что благодаря наличию сродства между молекулами воды силы сцепления достигают величины — 30 бар. Это такая сила, которая позволяет поднять воду на высоту, равную 120м, без разрыва водных нитей, что примерно и составляет максимальную высоту деревьев. 120м, без разрыва водных нитей, что примерно и составляет максимальную высоту деревьев. Силы сцепления существуют и между водой и стенками сосудов (адгезия). Стенки проводящих элементов ксилемы эластичны. В силу этих двух обстоятельств даже при недостатке воды связь между молекулами воды и стенками сосудов не нарушается. Это подтверждается исследованиями по изменению толщины стебля травянистых растений. Определения показали, что в полуденные часы толщина стебля растений уменьшается. Если перерезать стебель, то сосуды сразу расширяются и воздух врывается в них. Из этого опыта видно, что при сильном испарении сосуды сужаются и это приводит к появлению отрицательного давления. Благодаря этому
Ψ в.сосуда = Ψ осм.+ Ψ давл.
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. Таким образом, при нормальном водоснабжении создается непрерывность воды в почве, растении и атмосфере. В том случае, если в отдельные членики сосудов попадает воздух, они, по-видимому, выключаются из общего тока проведения воды. Таков путь воды по растению и его основные движущие силы. Современные методы исследования позволяют определить скорость передвижения воды по растению. Скорость передвижения воды определяется разностью водных потенциалов в начале и конце пути, а также сопротивлением, которое она встречает. Согласно полученным данным, скорость движения воды в течение суток изменяется. В дневные часы она значительно больше. При этом разные виды растений отличаются по скорости передвижения воды. Если скорость передвижения у хвойных пород обычно 0,5-1,2 м/ч, то у лиственных она значительно выше. У дуба, например, скорость передвижения составляет 27 - 40 м/ч. Скорость передвижения воды мало зависит от напряженности обмена веществ. Изменение температуры, введение метаболических ингибиторов не влияют на передвижение воды. Вместе с тем этот процесс, как и следовало ожидать, очень сильно зависит от скорости транспирации и от диаметра водопроводящих сосудов. В более широких сосудах вода встречает меньшее сопротивление. Однако надо учитывать, что в более широкие сосуды скорее могут попасть пузырьки воздуха или произойти какие-либо иные нарушения тока воды.
biofile.ru
Сосущая сила - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Сосущая сила
Cтраница 1
Сосущая сила выражает способность растительной ткани поглощать воду в каждый конкретный момент. Величина ее быстро меняется и зависит от осмотического и тургорного давления клеточного сока. [1]
Определяют сосущую силу для того, чтобы знать, в каких условиях водоснабжения находится растение. С помощью этого показателя правильно выбирают время полива. [2]
Для сосны сосущая сила должна быть около 40 - 50 атм. [3]
Вот эта сосущая сила, по мнению Ф. Т. Солодкого, и оказывает решающее влияние на механизм истечения живицы. [4]
Для сосны сосущая сила должна быть около 40 - 50 атм. [5]
Вот эта сосущая сила, по мнению Ф. Т. Солодкого, и оказывает решающее влияние на механизм истечения живицы. [6]
При достижении высокой оводненности сосущая сила снижается. [8]
На основании теории о сосущей силе транспирационного тока легко объяснить и прекращение выделения живицы из смоляных каналов. [9]
Одной из таких величин является сосущая сила F ( см. § 1 - 1), широко используемая при исследовании всех процессов переноса почвенной влаги и контроля влаго-обеспеченности растений; ее можно использовать и для других капиллярно-пористых материалов. Важным требованием к ним является возможность работы в условиях полевых или естественного произрастания без отбора пробы исследуемого материала. Эта задача решается с помощью электрических гигрометров различных типов. В соответствии с формулой ( 1 - 2) измерение величины F ( или pF - gF) сводится к измерению относительной влажности воздуха, находящегося в гигротермическом равновесии с объектом измерения. Некоторые исследователи применяли описанные в § 7 - 1 микропсихрометрические датчики с использованием эффекта Пельтье, устанавливаемые в миниатюрной измерительной камере. [10]
Если осмотическое давление наружного раствора больше сосущей силы ткани, то раствор отнимает воду от клеток, объем их и длина полоски уменьшаются. Если осмотическое давление раствора меньше сосущей силы ткани, то клетка насасывает воду из раствора, увеличивается в объеме и длина полоски становится больше. В растворе, где осмотическое давление равно сосущей силе ткани, длина полоски не изменяется. [11]
Осмотическое давление раствора будет равно величине сосущей силы ткани. [12]
Важное приспособление склерофитов заключается в свойственной им большой сосущей силе корней, что определяется высоким, до 60 атм, осмотическим давлением клеточного сока. Это позволяет извлекать влагу даже при малом ее количестве в почве. Вопреки ожиданию, а также и прежним представлениям, склерофиты отличаются высокой интенсивностью транспирации, но это свойственно им только в благоприятных условиях водоснабжения. Показано, что при этом транс-пирация у склерофитов может быть в 2 - 3 раза выше, чем у мезофитов. При возрастании дефицита влаги транспирация активно тормозится. У так называемых стипаксерофитов ( от Stipa - ковыль) листья свернуты в трубочку, внутри которой образуется влажная камера. Все это снижает расход воды в засушливых условиях. [13]
В связи с повышенным и осмотическим давлением и сосущей силой, пыльца тетраплоидов имеет иную норму реакции на внешние условия. [14]
Возможно предполагать также, что, вследствие неравномерного действия сосущей силы и силы осмотического давления на разные выстилающие клетки вдоль смоляного канала, в нем имеют место волнообразные изменения формы канала, что способствует проталкиванию содержимого смоляного канала к выходу. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Сосущая сила клетки - Справочник химика 21
Однако в отдельных случаях сосущая сила клетки может быть выше осмотического давления. Так, при увядании растений плазмолиза в клетках не наблюдается. Протопласт таких клеток уменьшается в объеме, но не отделяется от оболочки, а тянет ее за собой. Внешне это проявляется в образовании на поверхности клеток волнообразных изгибов. Такое явление называется [c.114]
Из этого уравнения следует, что осмотический потенциал потерявших упругость клеток (например, при увядании растений) определяется исключительно сосущей силой, а вполне тургесцентных (насыщенных водой) — тургорным давлением или соответственно равным ему давлением клеточной оболочки на протопласт. На промежуточных стадиях (при неполном насыщении клетки водой) осмотический потенциал проявляется и в сосущей силе, и в тургорном давлении (рис. 14). Давление клеточной оболочки на протопласт клетки (А ) может быть усилено внешним давлением (А) клеток прилегающих тканей. Один из несомненно известных вам примеров проявления существующего в растительных [c.61]
В заключение следует отметить, что термодинамический подход к изучению состояния воды в клетке— понятия о химическом потенциале воды и водном потенциале растений — раскрывает физическую (энергетическую) сущность таких явлений, как осмотический потенциал, сосущая сила (водный потенциал) н влияние на состояние молекул воды в клетке присутствия ионов разных элементов и связанных с этим физико-химических реакций. [c.112]
Химический потенциал чистой воды всегда выше химического потенциала воды в клетке, поэтому значение водного потенциала всегда отрицательно. По величине водного потенциала определяют сосущую силу клетки, т. е. ее способность поглощать воду в каждый конкретный момент времени. Сосущая сила клетки меняется в зависимости от степени насыщения клетки водой — ее тургора. [c.5]
На основании изложенных выше литературных и экспериментальных данных можно предложить следующую гипотетическую схему биохимических процессов, возникающих в простейшем случае лод действием ауксина в растительной клетке, находящейся в фазе растяжения. Молекула ИУК, являющаяся донором электрона, образует лабильный комплекс с гипотетическим рибонуклеопротеидом-переносчиком поверхностной мембраны. Образование такого комплекса приводит к увеличению количества фосфатных групп, освобождающихся от связи с белком. Активированный таким образом переносчик связывает кальций пектатов клеточных стенок свободными фосфатными группами и транспортирует его на внутреннюю сторону мембран. Эта реакция идет с использованием энергии АТФ, в результате чего усиливается окислительное фосфорилирование и дыхание. В реакции переноса кальция принимают участие сократительные белки, содержащие сульфгидрильные группы. Перемещение кальция сопровождается изменением мембранного потенциала и активности ферментов, локализованных в мембранах и клеточных стенках (аскорбатоксидазы, метилпектинэстеразы). Изменяется также поглощение и выделение ряда катионов и анионов, в частности, увеличивается поглощение калия. В результате удаления части кальция клеточная стенка становится более пластичной, вследствие чего возрастают сосущая сила и поступление воды в вакуоль. Начинается растяжение клеточной оболочки. Переносчик под действием РНК-азы распадается на внутренней стороне мембраны и затем ресинтезируется для переноса новых ионов кальция. Растяжение клеточной стенки индуцирует системы синтеза пектинов, целлюлозы и других компонентов оболочки. Эти процессы также сопровождаются затратой энергии и усилением интенсивности дыхания. Растяжение и увеличение гидратации цитоплазмы приводит к уменьшению ее вязкости и активизации гидролитических ферментов. Вслед за поглощением воды в вакуоль поступают осмотически активные вещества, поддерживающие сосущую силу клетки. [c.42]
Т — тургорное давление О — осмотическое давление клеточного сока 5 — сосущая сила (цифры внизу чертежа обозначают относительный объем клетки, определяющий собой степень растянутости оболочки) [c.69]
Для более точного определения сосущей силы необходимо учитывать, что ее величина определяется степенью ненасыщеннос-ти клетки водой, которая, в свою очередь, пропорциональна разности между осмотическим и тургорным давлением или так называемому дефициту тургорного давления. Следовательно, сосущая сила эквивалентна разнице между существующим в клетке тургорным давлением и максимальной величиной давления, которое может быть достигнуто в данной клетке при ее полном насыщении водой. [c.70]
От соотношения между величинами осмотического и тургор-ного давления внутри клетки и осмотическим давлением окружающей клетку водной среды в значительной степени зависит способность клетки поглощать воду извне, или так называемая сосущая сила. [c.70]
Начинается растяжение с разрыхления оболочки и уменьшения ее давления на протопласт, что в соответствии с уравнением осмотического состояния клетки приводит к увеличению сосущей силы. Поступление в вакуоль воды вызывает некоторое снижение концентрации осмотически активных веществ. Однако с помощью осморегуляции клетке удается поддерживать осмотический потенциал почти на одном и том же уровне. Растяжение вызывается прежде [c.64]
Абсолютная величина осмотического давления в клетках живых растений достаточно высокая и колеблется чаще всего от 506 до 1010 кПа у наземных растений и от 101 до 304 кПа у водных. В плодах фруктовых деревьев, ягодах винограда, корнеплодах сахарной свеклы осмотическое давление бывает в пределах 2026—4052 кПа, у растений, которые выращивают на засоленных почвах, оно может достигать 6078—10 130 кПа, Величина сосущей силы в разных органах и тканях имеет важное. значение для поступления и движения воды по растению,, [c.115]
Раснад крахмала на сахара вызывает увеличение осмотического показателя и сосущей силы. В замыкающие клетки начинает интенсивно поступать вода из окружающих паренхимных клеток. Устьица открываются. Противоположные измеиеиия происходят, когда процессы сдвигаются в сторону синтеза крахмала. [c.70]
Таким образом, уровень сосущей силы клетки определяет поступление воды в нее. Растительную клетку можно рассматривать как саморегулирующийся осмотический механизм, который всасывает воду тем сильнее, чем больше ее требуется. При значительной потере воды осмотическое давление и сосущая сила возрастают и поступление воды становится более интенсивным. Соотношения между тургором, осмотическим давлением и сосущей силой можно изобразить графически (рис. 12). Для этого на оси абсцисс откладывают степень растяжения клетки, а на оси ординат — осмотическое давление. Если растение находится в увядшем состоянии, то степень растяжения оболочки клетки будет наименьшей и равна единице. При насыщении клетки водой оболочка может растягиваться лишь в 1,5 раза. При наименьшем растяжении клеточной оболочки сосущая сила клетки достигает максимального значения и равна осмотическому давлению, т, е, при потере тургора осмотическое давление наивысщее (оно отвечает величине сосущей силы). Далее при увеличении тургора сосущая сила будет уменьщаться. Итак, с увеличением тургорного давления сосущая сила уменьн ается, и при максимальном тургоре, т. е. при полном насыщении клетки водой, она будет равна 0. [c.114]
Наибольшей сосущей силой клетка обладает при полном отсутствии тургора. В этот момент способность клетки насасывать воду определяется ее потенциальным осмотическим давлением. Тургориое давление — это сила, с которой насыщенное водой содержимое клетки давит на ее стенки. В состоянии полного насыщения клст-[си водой тургориое давление полностью уравновешивает осмотическое, и клетка перестает поглощать воду. Водный потенциал в этот момент равен иулю. [c.5]
ИИЯ, Иптепсивпость трапспирации зависит от эластичности (способ-пос-.ти к обратимому растяжению) клеточных стеиок. Если клеточные стопки малоэластичны, то уже небольшая потеря воды приводит к сокращению объема клетки до минимума. В этот период клеточные оболочки пе растянуты н не оказывают сопротивления, сосущая сила резко возрастает и стаыовптся равной всей величине осмотического давления. Возрастапие сосущей силы клетки приводит к уменьшению транспирации. [c.73]
Живица представляет собой вязкую и липкую жидкость, перемещение которой по каналам смоляных ходов сопряжено с большими силовыми затратами. Механизм выделения живицы на срезе объясняется действием осмотического и секреторного давления, а также сосущей силой транспирационных токов. Образуемая в клетках эпителия живица выделяется в канал смоляного хода под действием секреторного давления этих клеток, которое при закрытом смолоходе преодолевает осмотическое давление протопласта и сдавливает выстилающее клетки, вытесняя воду из них в слой мертвых клеток. При открытом смолоходе секреторное давление на выстилающие клетки снижается, они набухают за счет влаги, отсасываемой из окружающих клеток, и находятся в тур горсцирующем состоянии, под которым понимается упругое растяжение их оболочки. [c.196]
Судя по быстроте реакции растения на опрыскивание (рис. 1), можно полагать, что яды вызывали биоэлектрическое возбуждение, под влиянием которого мог измениться ток воды к листьям, аналогично тому, что обнаружили И. И. Гунар и Л. А. Паничкин (1967). В свою очередь изменение водоснабжения клеток листьев могло быть причиной изменения интенсивности транспирации. Однако то, что эти изменения сохранялись довольно длительный период после опрыскивания, могло быть указанием на изменение водоудерлактивности воды в клетках. Интегральным показателем последней является сосущая сила. [c.151]
Представления о соотношениях между сосущей силой (5), осмотическим давлением (Р) и тургорным давлением (Г) в течение ряда десятилетий строились исходя из схемы, предложенной А. Уршпрунгом (рис. 25). Согласно этой схеме в клетке, насыщенной водой, давление клеточного сока на протоплазму полностью уравновешено противодавлением на последнюю со стороны оболочки. [c.70]
Что МЫ знаем о процессах, проходящих в сочленениях Как уже было упомянуто при обсуждении основных положений физиологии раздражений, возбуждение характеризуется проявлением потенциала действия. yMimosa pudi a он достигает примерно 140 мВ в это время потенциал покоя, как правило, равен —160 мВ, но после раздражения он увеличивается на —20 мВ. Согласно нащим современным представлениям электрофизиологические явления зависят прежде всего от ионов соединений хлора и калия, концентрация которых внутри клетки регулируется с помощью ионных насосов. Возбуждение моторных клеток приводит к временному нарушению структуры плазмалеммы. С этим связаны увеличение проницаемости мембраны, временная приостановка деятельности ионных насосов, выход ионов хлора и калия, а также резкое падение тургора. Кроме того, клеточный сок выходит из вакуоли в клеточную оболочку и в межклетники. Невооруженным глазом можно видеть, что нижняя сторона первичного сочленения становится явно более темной. Одновременно с потерей тургора моторными клетками, находящимися на нижней стороне, клетки верхней стороны частично теряют свою сопротивляемость. В уравнении сосущей силы это величина А. Следовательно, на верхней стороне увеличивается сосущая сила и соответственно поглощение воды, и лист опускается. Теперь можно также понять, почему при проявлении закона все или ничего подпороговые раздражения не суммируются, а ответная реакция наступает лишь после того, как будет превышен порог раздражения. Очевидно, это зависит от состояния мембраны. Возможно, что в выведении (выдавливании) воды участвуют и сократительные белки. На это указывает, в частности, высокое содержание АТФ в моторных клетках, сильно падающее во время движения. [c.128]
Указанное соотношение, однако, еще не означает, что численное значение сосущей силы, установленное компенсационным методом [43], всегда в точности соответствует водному потенциалу того же самого объекта. Дело в том, что экспериментально показана важная роль пограничных мембран (в частности, плазмалеммы) в регуляции водообмена клеток [44]. Установлено таклвыхода воды [45]. Следовательно, наступление стационарного состояния при определении сосущей силы клеток компенсационным методом (т. е. момента, когда вход воды из раствора в клетки и выход ее из клеток в раствор происходят с одинаковой интенсивностью) зависит от двух факторов 1) соотношения активности воды (или водного потенциала) внутри клеток и в растворе, 2) проницаемости плазмалеммы, или, точнее, соотношения проницаемости ее для входа и выхода воды. Но если определяемая в эксперименте величина 5 зависит от двух факторов, то по ней нельзя с уверенностью судить об изменениях одного из них (т. е. активности воды), если неизвестно поведение второго (проницаемости плазмалеммы). Исключение влияния проницаемости плазмалеммы возмол но лишь в том случае, если водообмен между клетками и раствором полностью прекращен (осталось лишь тепловое движение молекул). В течение принятой в экспериментах 1—2-часовой экспозиции этого не достигается. Кроме того, состояние равновесия вряд ли возможно при лТаким образом, суждение об измене- [c.24]
По схеме Д. Пристли (рис. 14), А — живые клеткн, С — клетки сосудистой системы, в которых нет тургорного давления, следовательно, S = P. При полном насыщении водой группы клеток /1, которые погружены в сосуд В, сосущая сила вскоре будет равна 0. Пока Р>Т, вода поступает в клетку, но когда осмотическое давление уравновесится тургорным давлением, сосущая сила равна О, воду будут всасывать клетки сосудистой системы с си, 10й, равной величине их осмотического давления. Таким образом, клетк1г С будут всасывать воду из сосуда В, фильтруя се через живые клетки А. [c.118]
Вода в сосудах как бы подвешена к испаряющим клеткам в виде тонких нитей. Нижним концом они упираются в сосудах, в клетки корневых волосков. Непрерывность водных нитей обусловливается силами взаимного сцепления молекул воды и силами прилипания их к клеточным стенкам сосудов. О существовании воДных нитей в растении свидетельствуют многочисленные факты и наблюдения, например уменьшение диаметра стеблей растений и стволов деревьев в результате интенсивной транспирации. Чтобы вода передвигалась вверх, испаряющие клетки должны иметь достаточную сосущую силу, которая в клетках листовой пареихимы бывает довольно большой (достигает 2—4 тыс. кПа и более). Одним из факторов, поддерживающих сосуш1ую силу на высоком уровне, является непрерывная транспирация. Таким образом, движение воды по сосудам объясняется наличием в растении водных нитей, присасывающей силой транспирации и корневым давлением. [c.138]
Таким образом, клетка проявляет себя как саморегулирующаяся система. ВелЕсчипа сосущей силы определяется степенью насыщенности клетки чем мепьше клетка пасьпцеиа водой, тем больше ее сосущая сипа. Изменения осмотических величин клетки в зависимости от ее насыщенности водой представлены на графике (рис. 19). Здесь по горизонтали отложен объем клетки, по вертикали — величииа осмотического давления., В левой части графика клетка имеет наименьший объем (состояние плазмолиза). Осмотическое давлепие кле- [c.50]
Следовательно, водный потенциал это п есть сила, которая вызывает поступление воды в клетку при даинь условиях, по величние оп равен сосущей силе, но противоположен ей но знаку. В этой связи панравлеппе движения воды определяется нарастанием сосущей силы или увеличением отрицательного водного потенциала. [c.52]
При заболевании растений вирусные частицы находятся в клетке больного растения. В силу того, что растительные вирусы не могут проникнуть в клетку растений без предварительного ее поражения, подавляющее большинство вирусных болезней растений распространяется в природе насекомыми, обладающими колюще-сосущим ротовым аппаратом тлями, цикадками, чернецами, трип-сами, щитовками. Отмечены случаи распространения вируса клещами (например, возбудителя полосатой мозаики пшеницы). Существуют вирусы, которые передаются и без участия насекомых. Это так называемый контактный способ передачи. Встречаются вирусы, для которых насекомые-переносчики неизвестны. Например, вирус мозаики табака и Х-вирус картофеля тлями и другими насеко иыми не передаются, но легко передаются механическим путем. Х-вирус картофеля может передаваться при контакте больных листьев со здоровыми. Во время ветра листья ударяются друг о друга, вызывая незначительные повреждения кутикулы, главным образом за счет обламывания микроскопических волосков, создающих опушенность листа. Через эти повреждения и проникают частицы вируса в здоровые растения. В последнее время появились сведения о том, что Х-вирус может также передаваться грибом Syn hytrium endobioti um. [c.44]
chem21.info
Сосущая сила - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Сосущая сила
Cтраница 2
При сборе аспираторами возможно применение простого засасывания ртом или использование механической сосущей силы, обеспечиваемой комнатными пылесосами, переносными лабораторными приборами или с помощью стационарной вакуум-сети инсектария. Простые губные аспираторы должны иметь фильтры, чтобы мелкие частицы и пыль не попадали в рот и легкие. [17]
Корневая система растений, поглощая воду из почвы, развивает сосущую силу, превышающую всасывающее давление почвы. Поэтому вся влага, которая удерживается силами большими, чем сосущая сила корневых волосков, недоступна растениям. Если доступная влага использована, растения завядают. [18]
По мнению этого исследователя, отделение растения от корней может привести к понижению сосущей силы листьев и к повышению транспирации. Кроме того, требуется производить наблюдение с очень большой повторностью. Эти трудности ограничивают применение метода среза и быстрого взвешивания. [19]
Листья деревьев, опрыснутых ядами ( особенно опрыснутых четырехкратно), имели значительно более высокую сосущую силу, чем контрольные. [20]
Фильтрование проходит довольно быстро, когда в трубке воронки образуется столбик жидкости, обладающий определенной сосущей силой. Для этой же цели иногда удлиняют стеклянную трубку воронки резиновой трубкой. [21]
Мухитдинова [73], опыли-вание хлопчатника цианамидом кальция или смесью его с кремнефторидом натрия дает лучшие результаты при влажности почвы 60 - 70 % полевой влагоемкости и при сосущей силе листьев 14 - 17 атм. При влажности почвы более 70 % действие цианамида и некоторых других препаратов немного снижается. Характерно, что хлорат магния вызывает лучшее опадение листьев хлопчатника в аналогичных условиях. [22]
Как видно из таблицы 34, в диапазоне влажности Сухая почва - максимальная адсорбционная влагоемкость ( МАВ) содержится прочносвязанная вода, удерживаемая адсорбционными силами, значительно превосходящими сосущую силу корней растений. Вода передвигается диффузионно, недоступна растениям. [23]
Если осмотическое давление наружного раствора больше сосущей силы ткани, то раствор отнимает воду от клеток, объем их и длина полоски уменьшаются. Если осмотическое давление раствора меньше сосущей силы ткани, то клетка насасывает воду из раствора, увеличивается в объеме и длина полоски становится больше. В растворе, где осмотическое давление равно сосущей силе ткани, длина полоски не изменяется. [24]
Метод основан на подборе раствора, концентрация которого не меняется при погружении в него растительной ткани. Величина осмотического давления его равна сосущей силе клеток листа. [25]
При уменьшении в организме содержания воды возникает чувство жажды, утоление которой восстанавливает водно-солевое равновесие и осмотическое давление крови. От осмотического давления зависит так называемая сосущая сила клетки, достигая у семян при 6 % - ной окружающей влажности величины 4 05 107 Па ( 400 атм), что обеспечивает необходимое для прорастания поглощение воды даже из сравнительно сухой почвы. [26]
Неблагоприятное влияние легкорастворимых солей на рост и развитие растений в исключительно резкой форме проявляется в изменении их водного режима. Это вызывается в основном несоответствием осмотического давления ( и сосущей силы) клеточного сока растений и почвенного раствора. [27]
Неблагоприятное влияние легкорастворимых солей на рост и развитие растений исключительно резко проявляется в изменении их водного режима. Это вызывается в основном несоответствием осмотического давления ( и сосущей силы) клеточного сока растений и почвенного раствора. [28]
Корневая система растений, поглощая воду из почвы, развивает сосущую силу, превышающую всасывающее давление почвы. Поэтому вся влага, которая удерживается силами большими, чем сосущая сила корневых волосков, недоступна растениям. Если доступная влага использована, растения завядают. [29]
Живица представляет собой вязкую и липкую жидкость, перемещение которой по каналам смоляных ходов сопряжено с большими силовыми затратами. Механизм выделения живицы на срезе объясняется действием осмотического и секреторного давления, а также сосущей силой транспирационных токов. Образуемая в клетках эпителия живица выделяется в канал смоляного хода под действием секреторного давления этих клеток, которое при закрытом смолоходе преодолевает осмотическое давление протопласта и сдавливает выстилающие клетки, вытесняя воду из них в слой мертвых клеток. При открытом смолоходе секреторное давление на выстилающие клетки снижается, они набухают за счет влаги, отсасываемой из окружающих клеток, и находятся в тургорсцирующем состоянии, под которым понимается упругое растяжение их оболочки. Живица выдавливается на срезе осмотическим давлением эпителия при участии тургора клеточной стенки. Сначала живица выделяется более или менее быстро, затем медленнее и, наконец, выделение совсем прекращается. Причинами прекращения смолоистечения являются: 1) закупорка каналов смоляных ходов загустевшей кристаллической живицей; 2) закупорка смолохо-дов разбухшими выделительными клетками; 3) отставание смолообразования от смоловыделения и, как следствие этого, падение давления в смоляных ходах. Чтобы возобновить смоло-истечение, необходимо нанести на стволе новый срез ( подновку), который снимает просмол и древесину с разбухшими выделительными клетками. Третья причина регулируется временем между подновками. Чем длиннее пауза ( реже наносятся срезы), тем лучше заполняется канал смоляного хода смолистыми веществами. При частых подновках каналы смоляных ходов заполняются живицей незначительно и давление в них пониженное. При этом наблюдается медленное смолоистечение, являющееся признаками утомления деревьев. Качественно определяют живицу в древесине микрохимическими реакциями на терпены и смоляные кислоты. Краска судан - Ш, растворенная в 50 % - ном спирте, дает с терпенами желтое окрашивание, а с жирами и смоляными кислотами красное. Обработка древесины раствором уксуснокислой меди Си ( СНзС02ЬН2О показывает картину естественного распределения смолы в тканях. Эта соль со смоляными кислотами дает яркую изумрудно-зеленую окраску. Жирные кислоты, встречающиеся в древесине сосны, например олеиновая кислота, придает голубой оттенок этой окраске. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Поглощение почвенной влаги корнями деревьев
Поглощение воды и растворенных в ней питательных веществ является одной из наиболее важных и сложных функций корня.
Корни могут усваивать только жидкую воду, которая присутствует в почве в различных формах: гравитационную, капиллярную, пленочную и гигроскопическую, парообразную.
Вода удерживается в почве с различной силой. Водоудерживающая способность почвы зависит от наличия в ней коллоидных и осмотически активных веществ. Для того чтобы преодолеть водоудерживающие силы почвы, корни развивают в ней сосущую силу, которая должна превышать осмотическое давление почвенного раствора. Наиболее корнедоступной формой почвенной влаги является гравитационная и капиллярная вода. Труднодоступна для растений пленочная вода. Гигроскопическая вода удерживается почвой с силой 101 300 кПа (1000 атм), для растений она практически недоступна.
Различают пассивное и активное поглощение воды корнем. При пассивном поглощении силы, обеспечивающие поступление воды в ткани корня, формируются за счет дефицита воды в тканях растения и наличия ее в свободном состоянии в окружающей почвенной среде. В этом случае корни выполняют пассивную роль передачи воды из почвы в обезвоженные ткани растения.
Механизм пассивного поглощения воды объясняется транспирацией надземных частей растений в основном листьями и хвоей. При-этом капилляры сосудисто-волокнистых пучков ксилемы обеспечивают большую прочность на разрыв заключенных в них нитей воды. В результате транспирации в листьях и хвое создается дефицит диффузионного давления, что приводит к снижению давления воды в тканях ксилемы. Это снижение давления по законам единой гидростатической системы передается до самых тонких окончаний корней. Сила, поднимающая нити воды в ксилеме, бывает настолько велика, что в период наибольшей интенсивности транспирации, обычно приуроченной к летнему полдню, может наблюдаться уменьшение диаметра ствола до такой степени, что это свободно фиксируется более или менее точными измерительными приборами.
При относительно достаточном наличии воды в почве пассивное поглощение может осуществляться и через старые корни, причем в довольно больших количествах.
При активном поглощении воды силы, обеспечивающие этот процесс, формируются и развиваются в самом корне и проявляются в виде активной сосущей силы. Сосущая сила обеспечивает подачу воды в ткани корня не только при влажности почвы, превышающей влажность тканей растения, но даже тогда, когда степень увлажненности корня выше, чем относительная влажность почвы.
Наличие активного поглощения воды корнями подтверждается явлением корневого давления. Корневым давлением называется сила, которая поднимает воду вверх по сосудам. В результате корневого давления из живых пней или повреждений на стволе дерева может обильно выделяться пасока. Это явление широко используется при добыче сока березы, клена. Активно проявляется оно также весной у ореха, винограда, бука, граба, тополя, ели, лиственницы, сосны и других древесных пород и кустарников. В той или иной степени выделения пасоки свойственно всем древесным породам, однако величина его у различных пород различна. Например, у винограда оно несколько более, чем 1 атм, у березы 2,6 атм (соответственно 101,3 и 263,4 кПа). Эта величина изменяется на протяжении вегетационного периода, времени суток, в зависимости от температуры окружающей среды, состояния экологических и других факторов и коррелирует с интенсивностью поглощения воды корнями из почвенного субстрата.
Существенное влияние при этом имеют наличие и состояние воды в почве. При избытке увлажненности жизнедеятельность корней угнетается в результате недостатка кислорода, что вызывает снижение всасывающей активности корней. При слишком малом количестве почвенной влаги сосущей силы корней может быть недостаточно для того, чтобы преодолеть силы сцепления, удерживающие воду около почвенных частиц. Сосущая сила корней с уменьшением насыщенности почвы водой от полевой влагоемкости до влажности увядания увеличивается от 0,1 до 15 атм (соответственно 10,1 и 1519,5 кПа).
Фактором, уменьшающим интенсивность поглощения воды корнями, является высокая концентрация солей в почвенном растворе. Сильная задержка в росте растений в результате недостатка влаги проявляется, когда осмотическое давление почвенного раствора достигает уровня 2—3 атм (до 303,9 кПа). При этом даже если влажность почвы соответствует полевой влагоемкости, всасывание воды корнями может почти полностью прекратиться. Особенно отрицательно влияет наличие токсичных для молодых корней солей хлоридов и сульфатов.
При определенных условиях сосущая сила корней может стать значительно выше указанных величин. При интенсивной транспирации сосущая сила корней может увеличиться до 50 атм (5065 кПа) и более. Этот показатель имеет различные значения у различных древесных пород. У некоторых растений — аборигенов полупустынных и пустынных зон сосущая сила корней достигает 80—100 атм (8104—10 130 кПа).
Непосредственное влияние на интенсивность поглощения воды корнями имеет температура почвы. Низкие температуры значительно ее снижают. При этом на корни древесных пород — выходцев из северных широт отрицательное влияние низких температур проявляется несколько слабее.
Высокие температуры почвы также непосредственно снижают интенсивность всасывающей поверхности корней. Отрицательное влияние высоких температур почвы обычно проявляется через иссушение почвы, а также обусловленное этим повышение концентраций солей в почвенном растворе.
Для большинства растений оптимальной температурой, которой соответствуют наивысшие показатели корневого давления, является температура в пределах 15—30 °С. Снижение температуры до 12°С значительно снижает корневое давление, а повышение более 30 °С вызывает его скачкообразное увеличение с постепенным последующим снижением. При снижении температуры корневой системы до 0°С поступление воды в растения снижается настолько, что даже если надземная часть растения при этом находится при температуре 20—22 °С, то оно завядает. У древесных пород в отдельные вегетационные периоды это явление приводит к сбрасыванию осенью еще зеленых листьев, не поврежденных морозом.
Основным поставщиком воды в растительный организм являются тонкие сосущие корни, сосредоточенные в корневых мочках. В связи с этим все факторы, отрицательно влияющие на жизнедеятельность сосущих корней, вызывают нарушение влагоснабжения растений. Накопление определенного запаса воды в толстых корнях, стволе и ветвях деревьев в неблагоприятных ситуациях может служить своего рода биологическим буфером, позволяющим смягчить на некоторый период отрицательное воздействие чрезмерного дефицита влаги в почве или временную потерю части всасывающих корней.
В силу медленной миграции воды в почве отдельные участки в зоне расположения корневых мочек оказываются иссушенными в большей степени по сравнению с зонами, менее насыщенными корнями. В таких случаях продвижение осевых ростовых корней обеспечивает освоение корневой системой более увлажненных зон почвы.
При сильном иссушении почвы сосущая сила корней несколько увеличивается в результате повышения осмотического давления в клетках корня за счет накопления сахаров и аккумуляции солей.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
сосущая сила почвы
В почве, покрытой растительностью, создается еще одна сила, величина которой может достигать больших значений, — это сосущая сила корневых систем растений (десукция). Под ее влиянием влага выводится из почвы через растения обратно в атмосферу. Процесс этот известен как процесс транспирации растений.[ ...]
Большое значение имеет содержание воды в почве, а также концентрация почвенного раствора. Естественно, вода поступает в корень только тогда, когда сосущая сила корпя больше сосущей силы почвы, иначе говоря, когда йодный потенциал корпя ниже водного потенциала почвы. Всякое уменьшение влажности почвы снижает поступление воды. Чем меньше воды в почве, тем с большей силой она удерживается и тем меньше ее водный потепциал. Для того чтобы в растение поступила водаа должен существовать градиент водного потенциала в системе почва — растение — атмосфера. Надо также учитывать, что уменьшение содержания воды в корне затрудняет ее дальнейшее продвижение к сосудам ксилемы. Это объясняется тем, что при уменьшении содержания воды сопротивление ее передвижению но клеткам корня растет. Подсыхающие клеточные оболочки оказывают значительное сопротивление аередвижешпо воды. Сопротивление корневой системы передвижению воды нри ее недостатке настолько велико, что, по мпениго Н. А. Максимова, это может снижать транспирацию, т. е. служит средством для ее регуляции.[ ...]
Корневая система растений, поглощая воду из почвы, развивает сосущую силу, превышающую всасывающее давление почвы. Поэтому вся влага, которая удерживается силами большими, чем сосущая сила корневых волосков, недоступна растениям. Сосущая сила корней многих сельскохозяйственных культур составляет не более 1,5х X 103 кПа (15 атм). Если доступная влага использована, растения завядают.[ ...]
Как видно из таблицы 34, в диапазоне влажности Сухая почва — максимальная адсорбционная влагоемкость (МАВ) содержится прочносвязанная вода, удерживаемая адсорбционными силами, значительно превосходящими сосущую силу корней растений. Вода передвигается диффузионно, недоступна растениям.[ ...]
Влажность, а точнее доступная влажность для растений, зависит от сосущей силы корневой системы растений и от физического состояния самой воды. Практически недоступна часть пленочной воды, прочно связанная с поверхностью частицы. Легко доступна свободная вода, но она довольно быстро уходит в глубокие горизонты и, прежде всего, из крупных пор — быстро движущаяся вода, а затем из мелких — медленно движущаяся вода, связанная и капиллярная влага удерживается в почве длительное время.[ ...]
В отличие от галофитов растения, произрастающие не на засоленных почвах, называют гликофитами. Галофиты имеют высокое осмотическое давление, позволяющее им использовать почвенные растворы, так как сосущая сила корней превосходит сосущую силу почвенного раствора. Некоторые галофиты выделяют излишки солей через листья или накапливают их в своем организме. Поэтому иногда их используют для получения соды и поташа.[ ...]
Важное приспособление склерофитов заключается в свойственной им большой сосущей силе корней, что определяется высоким, до 60 атм, осмотическим давлением клеточного сока. Это позволяет извлекать влагу даже при малом ее количестве в почве. Вопреки ожиданию, а также и прежним представлениям, склерофиты отличаются высокой интенсивностью транспирации, но это свойственно им только в благоприятных условиях водоснабжения. Показано, что при этом транспирация у склерофитов может быть в 2—3 раза выше, чем у мезофитов. При возрастании дефицита влаги транспирация активно тормозится. У так называемых стипаксерофитов (от Бйра — ковыль) листья свернуты в трубочку, внутри которой образуется влажная камера. Все это снижает расход воды в засушливых условиях.[ ...]
Настоящие галофиты накапливают в тканях до 10 % солей (солянки). Это ведет к увеличению осмотического давления клеточного сока, что повышает возможность извлечения воды из засоленных почв, в которых осмотическое давление водного раствора также повышено. Такое свойство — важное приспособление водного обмена в условиях засоленных почв; оно встречается и у других видов, обитающих в сходных условиях. У некоторых из них повышение сосущей силы корней достигается увеличением концентрации в клетках органических веществ, в первую очередь углеводов (например, полыни). В результате они эффективно сосут воду из почвы, а избыток солей не наносит им вреда из-за того, что цитоплазма таких видов плохо проницаема для электролитов.[ ...]
Каждое растение естественным путем все время теряет воду за счет испарения. Вследствие этого количество раствора в растении становится, с одной стороны, меньшим, и поэтому оно неизбежно должно увядать, а, с другой стороны, оставшийся раствор будет иметь более высокую концентрацию. Этим создается опять-таки более высокая осмотическая сосущая сила и облегчается или ускоряется поглощение раствора из почвы.[ ...]
ru-ecology.info
Опыт Хейлза: сосущая сила корней
 |
|
Стефан Хейлз(1677–1761) |
В 1679 г. итальянский анатом и физиолог Марчелло Мальпиги установил, что у растений существуют два разнонаправленных тока веществ. От листьев к корням по флоэме движутся питательные вещества (преимущественно сахара), а от корней к листьям поднимается вода с растворенными в ней минеральными солями (т. н. ксилемный сок). Нисходящий ток веществ не вызывал возражений и вопросов. С восходящим током веществ дело обстояло иначе. Было совершенно непонятно, каким образом и за счет чего вода поднимается от корней к листьям, если учесть, что высота некоторых деревьев может достигать 80–100 м?
У некоторых растений ксилемный сок поднимается вверх под действием корневого давления. Этот феномен легко продемонстрировать, если срезать стебель или ствол растения чуть выше уровня почвы и надеть на образовавшийся пенек изогнутую стеклянную трубку, на половину заполненную водой. Под действием корневого давления ксилемный сок поднимается в трубку, повышая уровень воды в ней более чем на 30 см. Однако для этого корни должны хорошо снабжаться кислородом и не должны испытывать недостатка влаги. Да и не все растения способны развивать мощное корневое давление. К тому же их высота значительно больше той, на которую корневое давление способно поднять воду.
|
Рис. 1. Корневое давление |
В 1723 г. английский священник Стефан Хейлз провел серию экспериментов, благодаря которым стало понятно, каким образом ксилемный сок может подниматься на значительную высоту.
В одном из своих опытов Хейлз срезал с дерева груши три ветки равного диаметра с примерно одинаковым количеством листьев. С одной из них он удалил все листья, с другой – только часть, а на третьей оставил все листья. После этого, он поместил каждую ветку в отдельный сосуд с одинаковым количеством воды. Через несколько дней Хейлз измерил объем воды в каждом из трех сосудов. Оказалось, что ветки с листьями поглотили больше воды, чем ветка без листьев. На каждой ветке с листьями Хейлз посчитал их количество и определил суммарную площадь листовой поверхности. Затем он измерил объем воды, оставшейся в каждом сосуде и узнал, сколько жидкости поглотила каждая ветка с листьями. Сравнив площадь листовой поверхности с объемом поглощенной воды, Хейлз установил, что они пропорциональны друг другу.
|
Модель 1. Влияние транспирации на восходящий (ксилемный) ток веществ у растений. Опыт 1 |
13 августа 1723 г. Хейлз приступил к другому эксперименту. Рядом с одиноко стоящим деревом груши он выкопал яму глубиной 2,5 фута (76,2 см), обнажив один из ее корней диаметром 0,5 дюйма (1,25 см). Удалив кончик корня, Хейлз погрузил его в заполненную водой стеклянную трубку диаметром 1 дюйм (2,5 см) и длиной 8 дюймов (20 см). С противоположного конца к этой трубке он присоединил еще одну трубку, длиной 18 дюймов (45 см) и диаметром 0,25 дюйма (0,625 см). Ее конец Хейлз опустил в сосуд с ртутью.
|
Модель 2. Влияние транспирации на восходящий (ксилемный) ток веществ у растений. Опыт 2 |
Наблюдая за изменением объема воды в трубке Хейлз установил следующую закономерность. В солнечные и сухие дни корень поглощал больше воды, из-за чего столбик ртути поднимался на бóльшую высоту. В облачные и дождливые дни, напротив, воды поглощалось меньше, а изменения высоты ртутного столбика были незначительными.
На основании проведенных опытов Хейлз сделал вывод, что вода поднимается вверх по растению именно благодаря активной деятельности листьев – испарению, или транспирации.
Современные данные позволяют установить точную последовательность событий, в результате которых происходит восходящее движение ксилемного сока:
- Процесс начинается с испарения воды с клеточных стенок сначала в особые воздушные полости, находящиеся в тканях листа, а затем через устьица в атмосферу.
- Испарение воды с поверхности листьев создает ее дефицит в клеточных стенках. Однако он быстро ликвидируется благодаря притоку воды от стенок соседних клеток. Между целлюлозными волокнами клеточных стенок вода движется благодаря эффекту капиллярности. В лист она поступает от самого кончика листовых жилок, т. е. из клеток ксилемы.
- Между молекулами воды существует сильное взаимное притяжение, из-за чего они образуют подобие единого водяного столба, заполняющего клетки ксилемы. Испарение с его вершины тянет за собой весь столб, благодаря чему вода непрерывно подтягивается вверх.
|
Рис. 2. Схема восходящего тока веществ, инициирующегося транспирацией |
files.school-collection.edu.ru
