Водный режим у растений (стр. 1 из 4). Водный режим растений

Водный режим растений - «Энциклопедия»

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ (водный обмен растений), совокупность тесно связанных между собой процессов поглощения, передвижения и выделения воды. Благодаря водному режиму растений клетки и ткани содержат количество воды, необходимое для поддержания всех процессов жизнедеятельности (фотосинтеза, дыхания, роста, развития и др.). Насыщенность клеток водой придаёт тканям упругость (тургор) и помогает ориентации органов в пространстве. Вода составляет 80-95% массы растения, но лишь незначительное её количество образуется в самих клетках, например, при дыхании. Основная масса воды поступает из почвы в корень через покрывающую его однослойную ткань - эпиблему. В клетки растения вода поступает под действием осмотических сил, в результате набухания биополимеров и через специальные водные каналы (смотри Аквапорины). Попав в клетки эпиблемы, вода далее движется по корню, переходит в ткани стебля и листья. Достигнув последних, меньшая часть воды используется на рост и метаболизм клеток листьев, а большая (до 90%) выделяется в виде пара (транспирация) или жидкости (гуттация). В тканях органа (ближний транспорт) вода передвигается по симпласту (совокупность протопластов, соединённых цитоплазматическими каналами - плазмодесмами) и апопласту (совокупность клеточных стенок, межклетников и сосудов), а между органами (дальний транспорт) - по проводящим тканям. При водном дефиците она передвигается преимущественно по симпласту.

Реклама

Поступление, направление транспорта и выделение воды зависят от градиента водного потенциала в системах «почва - растение», «растение - атмосфера» и др. Водный потенциал, выражаемый в тех же единицах, что и давление, зависит от концентрации веществ в клетках; в верхней части растений он ниже, чем у основания. Вода всегда движется в сторону более низкого водного потенциала. Возникновение градиента водного потенциала в растении связано с активным поглощением солей клетками эпиблемы, их передвижением в радиальном направлении по корню и поступлением в сосуды; важная роль в его поддержании принадлежит транспирации. Увеличение концентрации солей понижает водный потенциал в сосудах. Продолжающееся выделение воды из клеток корня в сосуды ещё больше понижает водный потенциал, создавая тем самым условия для поступления в корень следующей её порции. Активное поглощение и транспорт веществ связаны с работой мембранных транспортных белков. В процессах выделения и передвижения воды могут участвовать сократительные белки клеток. Сила, возникающая благодаря активному поглощению солей клетками корня и поднимающая вверх воду вместе с растворёнными веществами, называется корневым давлением.

Интенсивное испарение воды в листьях также приводит к понижению водного потенциала в их клетках и поступлению в них воды из стебля и корня. Движение воды по растению, вызванное транспирацией, называется транспирационным током. Благодаря совокупности сил корневого давления, сцепления (когезии) между молекулами воды и транспирации вода может подниматься вверх по растению на десятки метров (у древесных пород большую роль в этом процессе играют живые клетки ствола). Скорость транспорта воды особенно велика днём. У хвойных пород она обычно равняется 0,5-1,2 м/ч, а у лиственных (например, у дуба) - 27-40 м/ч. Из-за транспирации растения расходуют огромные количества воды. За вегетационный период одно растение кукурузы испаряет 200-250 л воды, а 35-летняя яблоня - до 26 т. Соотношение между поступлением и расходованием воды называют водным балансом. В умеренно влажные и не слишком жаркие дни транспирация хорошо согласована с поступлением воды, оводнённость тканей довольно постоянна. В жаркие летние дни расход воды на транспирацию превышает её поступление, возникает водный дефицит, который может привести к увяданию растения. Водный режим растений зависит от температуры и влажности воздуха, водно-воздушного режима и засолённости почвы, освещённости, наличия ветра, внесения удобрений, а также от площади и строения листьев, размера корневой системы. Самая частая причина нарушения водного режима рек - засуха.

По способности регулировать водный режим растения делят на пойкилогидрические (почвенные водоросли, лишайники, мхи, папоротники и некоторые покрытосеменные), которые сами не могут регулировать свой водообмен, и гомойогидрические (большинство покрытосеменных), способные его регулировать. По адаптационным способностям, связанным с регуляцией водного режима в конкретных условиях обитания, растения относят к разным экологическим группам. Наиболее многочисленны среди них мезофиты, произрастающие в условиях умеренной влажности (большинство культурных растений).

Смотри также Гигрофиты, Гидрофиты, Ксерофиты.

Лит.: Kramer Р. J., Boyer J. S. Water relations of plants and soils. San Diego, 1995; Жолкевич В. Н. Транспорт воды в растении и его эндогенная регуляция. М., 2001; Кузнецов В. В., Дмитриева Г. А. Физиология растений. М., 2005.

Г. А. Дмитриева.

knowledge.su

Водный режим растений - это... Что такое Водный режим растений?

        водообмен, поступление воды в растение и отдача её растением, необходимые для его жизнедеятельности (обмена веществ, роста, развития, размножения), В. р. р. складывается из трёх последовательно протекающих и тесно связанных между собой процессов: поступления воды в корни растений из почвы; поднятия воды по корням и стеблям в листья и в расположенные на стеблях растущие эмбриональные ткани, точки роста; испарения избыточной воды из листьев в окружающую атмосферу. Общее количество воды, проходящей через растение, чрезвычайно велико. В умеренно влажном климате за вегетационный период одно растение кукурузы или подсолнечника расходует до 100 л воды, а один гектар посева пшеницы испаряет за лето 2—3 тыс. м3 воды. В среднем на создание каждого килограмма урожая сухой массы растение расходует около 250—300 кг воды, а в засушливом климате — до 500—600 кг.

         Избыток влаги в почве может, однако, оказаться вредным для растений, поскольку при затоплении почвы в её капиллярах не остаётся воздуха, необходимого для дыхания корней и их нормальной жизнедеятельности. Кроме того, в затопленной почве усиливаются анаэробные бактериальные процессы, приводящие к накоплению веществ, отравляющих корни. Излишнее количество влаги можно удалить осушением почвы. Оптимальным является увлажнение почвы, при котором в почве будет содержаться достаточное количество доступной для растения воды, а также и воздуха.

         Н. А. Максимов.

dic.academic.ru

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ

● Водный режим растений в связи с обменом веществ и продуктивностью, М., 1963; Гусев Н, А., Физиология водообмена растений, Казань, 1966; Слейчер Р., Водный режим растений, пер. с англ., М., 1970; Люттге У., Xиггинботам Н., Передвижение веществ в растениях пер с англ М.. 1984.

slovar.wikireading.ru

Водный режим и продуктивность растений

Водный режим и продуктивность растений

Умелое регулирование водного режима растений в различные фазы вегетации в конечном итоге определяет их продуктивность и качество урожая.

Вода в растении. Количество содержащейся в растениях воды зависит от их вида, возраста и физиологической активности. Оно неодинаково и в разных органах, тканях, клетках. Вода играет существенную роль в сохранении формы и структуры травянистых растений, поддерживая их клетки в тургесцентном состоянии. Тургорное давление обеспечивает не только механическую прочность тканей растений, но и регуляцию транспирации и газообмена через устьица. Тургорное давление определяет процесс роста, способствуя растяжению молодых клеток.

Будучи основным растворителем, вода служит средой для всех превращений веществ в растении. С водой в него поступают растворенные элементы питания, переносятся продукты обмена в клетках и тканях. Вода не только среда, но и участник всех ферментативных процессов клетки, прежде всего фотосинтеза, в ходе которого на образование углеводов расходуется 0,2—0,3 % ее общего потребления.

Велика роль влаги и как терморегулятора растений. Ее наивысшие среди жидкостей теплоемкость, теплота парообразования, значительная теплопроводность обеспечивают высокую стабилизацию теплового режима растения, защищают его от колебаний температуры воздуха и почвы, предохраняя от перегрева на солнце и переохлаждения при легких заморозках. Даже у растений пустынь температура листьев, находящихся на прямом солнечном свету, лишь на 6—7°С выше температуры листьев, расположенных в тени.

Очень высокое поверхностное натяжение воды имеет большое значение для адсорбции и растворения метаболитов, передвижения растворов по тканям растения. Полная прозрачность воды для лучей видимой части спектра позволяет фотосинтетически активной радиации солнца достигать хлоропластов, находящихся в клетках листьев.

Важны не только содержание, но и состояние воды, ее тонкая молекулярная структура, которая чутко реагирует на изменение внутренних и внешних условий.

Содержащуюся в растении воду условно разделяют на свободную и связанную, однако слишком маловероятно наличие совершенно свободных молекул идеального растворителя в такой сложнейшей биологической среде, как растительный организм. Точнее делить воду на капиллярновсосанную, осмотическисвя-занную, или осмотическипоглощенную, и коллоидносвязанную.

Первые два состояния воды обычно относят к категории свободной, наиболее активно участвующей во всех физиологических процессах. Коллоидносвязанная вода, гидратирующая частицы белков и других высокополимерных соединений протоплазмы, наименее подвижна и обеспечивает стабильность части водных запасов в растении, выступая важнейшим фактором устойчивости его в неблагоприятных условиях. Состояние воды — один из факторов, регулирующих ход физиологических процессов, и это необходимо учитывать при разработке биологических основ орошаемого земледелия.

Транспирация. Испарение воды с листовой поверхности — не простой физический процесс, а сложное биологическое явление, важное для жизнедеятельности растения. Транспирация наряду с корневым давлением является главным двигателем воды по растению (оно испаряет до 97—98 % всей поглощенной воды).

Благодаря транспирации растительный организм регулирует водный и температурный режимы тканей, обеспечивает передвижение солей из корней к листьям и воздушное питание своих органов.

Величина транспирации зависит от площади листовой поверхности, опушенности листа, толщины кутикулы, погоды и других факторов. А. А. Ничипорович рассчитал расход влаги растением в зонах с различной интенсивностью инсоляции, увлажненностью почвы и площадью листовой поверхности. Расчетные величины соответствуют фактическому расходу воды по зонам, полученному А. М. Алпатьевым. Используя установленные закономерности, можно определять количество поглощаемой солнечной энергии, строить график необходимого увлажнения растений и роста листовой поверхности.

При искусственном регулировании водного и питательного режимов и усилении в связи с этим продуктивной деятельности растений транспирация повышается. Важнейшая особенность транспирации растений при орошении — ее устойчивость, тогда как на неорошаемых полях транспирация сильно изменяется не только по периодам вегетации, но и в течение дня. Амплитуда этих колебаний возрастает по мере увеличения напряженности в обеспечении растений почвенной влагой. На примере хлопчатника и перца доказана прямая пропорциональная зависимость интенсивности транспирации от наличия доступной воды в почве. При понижении влажности почвы до влажности устойчивого за-вядания транспирация резко снижается.

Для расчета оросительных норм и оценки засухоустойчивости растений приобретает значение транспирационный коэффициент — количество воды, расходуемое растением на образование единицы сухого вещества. Так как при орошении транспирация и накопление сухого вещества имеют более устойчивый характер, то и коэффициенты в целом за период вегетации и в отдельные фазы роста растений сохраняют известное постоянство. На основании этого можно точнее разделить суммарное водопотребление растений на транспирацию и испарение воды с поверхности почвы.

Засухоустойчивость и влаголюбивость растений. Одни растения и сорта быстро теряют влагу посредством транспирации и нуждаются в высокой влажности почвы, другие экономно расходуют воду, нормально растут и формируют урожай при ограниченных запасах влаги. Засухоустойчивыми называют растения, способные переносить с меньшим для себя ущербом временное обезвоживание тканей. Засуха влияет на растения двояко: вызывает большую потерю воды и повышает температуру их органов. Следовательно, вторая очень важная особенность засухоустойчивых растений — их способность переносить перегрев. Это последнее свойство сближает засухоустойчивые растения с жароустойчивыми.

Засухоустойчивые растения отличаются от незасухоустойчивых строением и особенностями физиологической деятельности. Они имеют мелкоклеточное строение, более высокую способность накапливать в листьях сахара и крахмал, защищающие их от обезвоживания; густую сеть проводящих пучков; малые размеры устьиц и большее число их на единицу поверхности листьев; мощную и глубокопроникающую корневую систему.

Излишняя потеря воды растением во время засухи приводит к нарушению водного режима и ослаблению физиологических процессов; у засухоустойчивых растений это происходит при потере значительного количества воды, у незасухоустойчивых — сравнительно небольшого.

Транспирационный коэффициент издавна пытались положить в основу оценки засухоустойчивости растений. Однако было доказано, что прямой зависимости между этими показателями нет. Транспирационный коэффициент у одних и тех же видов и сортов растений изменяется как в разные годы, так и в один год, но в разных местах. Транспирационные коэффициенты указывают лишь на соотношение между транспирацией и накоплением сухого вещества за вегетационный период.

Критический период и период максимального потребления воды. Растения способны в той или иной мере переносить недостаток воды на всех этапах индивидуального развития. Но в отдельные фазы ее нехватка особенно сильно сказывается на величине урожая и его качестве.

Еще в конце XIX — начале XX в. русские метеорологи И. А. Пульман (1898) и П. И. Броунов (1912) установили повышенную чувствительность хлебных злаков к водному дефициту с момента выхода в трубку до конца цветения. Периоды, в течение которых растение или особенно нуждается в каком-либо метеорологическом факторе, или особенно боится его, были названы критическими. Такими факторами могут быть недостаток воды в почве, высокая температура, сухость воздуха и др.

Повышенная чувствительность к недостатку влаги возникает в период интенсивного морфогенеза, дифференциации и максимального роста репродуктивных органов растений, когда высокий уровень физиолого-биохимических процессов в меристемных клетках, их бурное деление и сильное растяжение требуют оптимального количества воды, а всякое отклонение от оптимума значительно нарушает синтетические и формообразовательные процессы.

Критические периоды у большинства сельскохозяйственных культур приходятся на фазы формирования генеративных и репродуктивных органов. По Ф. Д. Сказкину они наступают в следующие фазы.

Так, падение уровня влажности почвы ниже 65—70 % НВ в период дифференциации зачатков колоса и колосков хлебных злаков ведет к уменьшению числа колосков в колосе, а в фазе цветения — к повреждению пыльцы в пыльниках, неполному оплодотворению, череззернице и даже пустоколосице.

У кукурузы недостаток влаги в течение 1—2 дней в начале фазы выметывания снижает урожай на 22 %, а завядание в течение 6—8 дней — на 50 %. Последующие поливы не восполняют эти потери. То же самое наблюдается и у других культур (плодовые, томаты и т. д.), урожай которых определяется репродуктивными органами.

Для культур, урожай которых составляют вегетативные органы (клубни картофеля, кочаны капусты, луковицы и т. д.), критическими являются фазы образования и активного роста этих органов. При выращивании таких культур на семена необходимо учитывать их водопотребление в фазы формирования генеративных и репродуктивных органов.

Критические периоды у растений имеют видовые отличия: у монокарпических растений с единственным соцветием — колос, метелка — они короче, а у поликарпических со многими — бутоны — длительнее. Недостаточная влагообеспеченность в критические периоды снижает урожай у различных культур на 50 % и более, причем потери эти невосполнимы.

При орошении знание особенностей критических периодов культур по водному дефициту особенно необходимо.

Понятие критического периода распространяется также на потребность растений в питательных веществах. Так, при недостатке азота дифференциация зачатков репродуктивных органов замедляется, а величина их ограничивается; усиленное питание азотом увеличивает размеры этих органов, а фосфором ускоряет дифференциацию. Такие периоды более или менее выяснены в отношении различных видов минерального питания и микроэлементов.

Еще один показатель водного режима растений — период максимального потребления воды. В начале вегетации растения потребляют относительно мало влаги. Затем, с увеличением вегетативной массы и площади листовой поверхности, потребление воды возрастает, достигая максимума в период оплодотворения, завязывания и активного роста плодов или в сроки, близкие к этим фазам. К концу вегетации водопотребление вновь снижается. Периоды максимального потребления воды могут не совпадать с критическими периодами» но для нормального развития и плодоношения потребности растения в воде и питании должны быть полностью. удовлетворены в тот и другой периоды.

Вода и водные свойства почвы. Влага, содержащаяся в корнеобитаемом слое почвы, различается по степени связанности, подвижности и доступности для растений. В агрономической практике важно различать в почве свободную, связанную и парообразную воду.

Свободная вода подразделяется на гравитационную и капиллярную. Гравитационная вода не связана с почвой и быстро стекает вниз под действием силы тяжести. Она наиболее доступна растениям. Ее можно обнаружить лишь в процессе полива, а на глинистых почвах — и в первые 1—2 дня после полива или большого ливня. Капиллярная вода удерживается в мелких порах почвы капиллярными силами сцепления. Она тоже доступна растениям, но не стекает вниз, а удерживается почвой. Вода, удерживаемая в мелких почвенных капиллярах после стекания вниз гравитационной воды и гидравлически не связанная с водоносным горизонтом, называется капиллярно-подвешенной. При близком уровне грунтовых вод вследствие их подпора вода может заполнять и крупные капилляры. Такая вода получила название — капиллярно-подпертой.

Связанная вода представляет собой водную пленку на поверхности почвенных частиц, поэтому ее иногда называют пленочной. Образуется она в результате сорбции жидкой или парообразной влаги почвенными частицами. Непосредственно к поверхности частиц слоем около двух диаметров молекул воды примыкает прочносвязанная вода. Передвигается она только в форме пара и по своим свойствам близка к твердому телу. Остальная часть пленки, удерживаемая силой притяжения ориентированных диполей воды, состоит из рыхлосвязанной, периферийные слои которой могут частично использоваться растениями.

Парообразная вода — неотъемлемая часть всякой почвы, занимающая все свободные от жидкой воды (или льда) почвенные поры. Она легко образуется из всех других форм воды и также легко переходит в них. За счет конденсации водяного пара влажность верхних слоев почвы может повышаться зимой или в ночные часы летом. В жаркий летний день наблюдается противоположная картина: испаряясь в верхних слоях почвы, вода частично проникает в глубокие, более холодные горизонты, где конденсируется.

Все категории воды составляют запас, который соответствует влагоемкости почвы. Влагоемкость — это способность почвы вмещать и удерживать при определенных условиях некоторое количество воды. Когда все почвенные поры заполнены водой, влажность почвы соответствует ее полной влагоемкости (ПВ). При этом в почве присутствуют и гравитационная, и капиллярная, и связанная вода. Величина ПВ зависит от механического состава почвы, ее скважности и т. д.

После полного свободного стекания гравитационной воды в почве остается капиллярно-подвешенная и связанная вода, которая составляет запас, прочно удерживаемый почвой и соответствующий ее наименьшей влагоемкости (НВ). При близком залегании грунтовых вод в почве может быть не только капиллярно-подвешенная, но и капиллярно-подпертая вода, поднимающаяся по крупным капиллярам. Влажность почвы при наличии капиллярно-подпертой воды соответствует ее капиллярной влагоемкости (KB). Чем ближе грунтовые воды к поверхности, тем выше значение КВ.

Полная и наименьшая влагоемкости почвы имеют большое агрономическое значение: по ним проводят многие расчеты, связанные с назначением поливов. В частности, по отношению к НВ устанавливаются верхние и нижние пороги влажности, рассчитывают поливные нормы и т. д.

Способность почвы впитывать и пропускать через себя воду — водопроницаемость — измеряется в мм/мин, или мм/ч. В зависимости от механического состава, структурного состояния и уплотненности почвы ее водопроницаемость различна: высокая, если она способна впитать более 150 мм за первый час увлажнения, средняя — от 50 до 150 мм и слабая — менее 50 мм. Из степных почв наиболее высокая водопроницаемость у черноземов — от 100 до 320 мм/ч. Каштановым почвам свойственна средняя водопроницаемость — от 50 до 200 мм/ч. Слабой водопроницаемостью — 40—49 мм/ч обладают солонцы вследствие быстрого набухания их коллоидов. Чем легче почвы и чем больше в них органического вещества, тем они более водопроницаемы. Водопроницаемость распыленных почв меньше, чем структурных. Улучшают водопроницаемость почвы посев многолетних трав, глубокая вспашка, органические удобрения, особенно сидераты. Например, водопроницаемость темно-каштановых почв после запашки сидератов повысилась со 165 до 260-мм/ч.

Водопроницаемость почвенного слоя принимают во внимание при установлении длины поливных борозд и полос, интенсивности искусственного дождя и т. п.

Важнейшее свойство почвы — ее водоподъемная способность, то есть способность вызывать капиллярный подъем влаги. Чем мельче и однороднее почвенные поры, тем выше поднимается по ним влага. Благодаря этой способности. над водоносным пластом образуется увлажненный слой — капиллярная зона. На суглинистых почвах капиллярная зона достигает 3—6 м, на песчаных не превышает 50—70 см. Большая водоподъемная способность при сравнительно близком уровне грунтовых вод обеспечивает подпитывание корнеобитаемого слоя грунтовыми водами, что улучшает водоснабжение растений. Но она может явиться и причиной засоления или заболачивания почв.

Устанавливая поливные нормы, и особенно нормы промывных поливов, учитывают водоотдачу — способность почвы отдавать часть воды при стекании ее в нижние слои под действием силы тяжести. Максимальной водоотдачей обладает почва при отсутствии капиллярного подпитывания грунтовых вод. Этот показатель рассчитывается как разность между величинами ПВ и НВ и соответствует количеству свободной гравитационной ВОДЫ.

Способность почвы поглощать парообразную воду называют ее гигроскопичностью, а поглощенную воду — гигроскопической. Максимальная гигроскопичность — наибольшее количество воды, которое поглощает почва из воздуха при максимальном его насыщении водяными парами. При влажности, соответствующей максимальной гигроскопичности, почва содержит только связанную воду, причем 60—80 % ее — прочносвязанная, наибольшее количество которой соответствует максимальной адсорбционной влагоемкости. Максимальную гигроскопичность используют для расчета запасов продуктивной влаги в почве.

Все перечисленные водные свойства почвы зависят от ее механического состава, содержания гумуса, состава поглощенных оснований, структурности и в определенной степени — от агротехники (приемов обработки, применения удобрений и т. д.). Водные свойства почвы определяют условия обеспечения растений водой, количество и соотношение различных категорий воды.

При влажности, соответствующей ПВ, растение испытывает угнетение от избытка воды и недостатка воздуха в почве. Хорошие условия снабжения растений водой складываются при влажности почвы в пределах от НВ до 65—75 % НВ, превышающей влажность разрыва капилляров. При влажности, разрывающей капилляры, начинается замедление роста. С. И. Долгов предложил называть ее влажностью торможения роста. В зависимости от свойств почвы она соответствует примерно 60—70 % НВ и является нижним пределом влажности, при достижении которого назначают очередной полив.

Дальнейшее понижение влажности вызывает полное завядание растений. Влажность устойчивого завядания зависит от механического состава, засоленности почвы, температуры, вида растений, фаз их вегетации и соответствует примерно 1,4 максимальной гигроскопичности.

Располагая данными о наименьшей влагоемкости и влажности завядания, нетрудно рассчитать общий объем продуктивной влаги в слое почвы и контролировать ее расход.

Влияние поливных режимов и уровня агротехники на водный режим растений. В засушливых районах орошение сильно изменяет водный, питательный, воздушный и тепловой режимы растений. Улучшается фракционный состав воды в растениях: повышается содержание общей и свободной влаги и снижается отношение связанной к свободной. Чем выше предполивная влажность почвы, тем выше содержание общей и свободной воды в листьях. Например, в условиях засушливого Заволжья содержание общей и свободной воды в листьях яровой пшеницы в фазе колошения составило соответственно: без полива (контроль) — 75,0 и 32,1 %, с поливом при влажности почвы 60— 65 % НВ — 78,3 и 34,6 и при влажности 70—75 % НВ — 79,9 и 41 % к сырой массе.

На водный режим растений существенно влияют различные элементы минерального питания. Обогащение листьев растворами азотнокислого калия или натрия увеличивает гидрофильность коллоидов. Фосфор повышает количество коллоидно-связанной воды в молодых растениях, азот — в стареющих. Особенно сильно различается действие элементов питания у растений, подвергавшихся некоторому обезвоживанию.

Повышение температуры до 34—39 °С значительно снижает оводненность клеток вследствие уменьшения содержания свободной воды и возрастания осмотического давления клеточного сока. Это не всегда благоприятно для растений, так как при большом количестве связанной и отсутствии свободной воды их жизнедеятельность резко подавляется.

С улучшением водного режима почвы увеличиваются количество и размер листьев, ускоряются биохимические процессы, рост плодовых и других органов. В результате интенсивность фотосинтеза возрастает (табл. Зг! причем не только вследствие большего содержания воды в листьях и усиления воздушного питания, но и в связи с улучшен» \ условий работы фотосинтетического аппарата. При недостаточном водоснабжении изменяется состав первичных продуктов фотосинтеза, в частности задерживается образование фосфорных эмиров.

Наступление одних фаз (появление всходов, кущение) при оптимальном водном режиме ускоряется, других (развитие репродуктивных органов) — нередко задерживается. Это следует учитывать при назначении норм сроков поливов.

Продуктивность фотосинтеза гибридов кукурузы, г/м2 в сутки

Орошение и качество урожая. Отдача орошаемых земель не может быть признана эффективной без высокого качества продукции. Регулярные и строго нормированные поливы, полное обеспечение потребности в питательных веществах, посев чистосортными семенами, оптимальная густота стояния растений, защита от сорняков, вредителей и полезней — все это важнейшие условия получения высокого и вместе с тем высококачественного урожая.

Долгое время считали, что орошение снижает качество зерна — содержание в нем белка, клейковины, его стекловидность, хлебопекарные свойства. В обоснование приводили результаты опытов в различных пунктах Советского Союза по выращиванию пшеницы при различной влажности почвы (от 30 до 80 % ПВ). Опыты дали идентичное снижение содержания азота в зерне по мере увеличения влажности почвы. Но Д. Н. Прянишников указал, что это не доказывает прямого влияния влажности почвы на содержание белка в зерне. Урожай был тем выше, чем выше влажность почвы. Следовательно на единицу урожая, сформированного при лучшей водообеспеченности растений, азота приходится меньше. Это обусловлено тем, что ассимиляция растений при повышенной влажности протекает интенсивнее и на каждый грамм вынесенного из почвы азота приходится больше углеводов, чем у растений, выращенных при ограниченных запасах влаги и отличающихся сниженным уровнем ассимиляции и меньшим урожаем.

Наблюдаемое в ряде случаев при поливе снижение содержания протеина в зерне происходит, следовательно, чаще всего не из-за орошения, а в результате недостаточной обеспеченности растений минеральным питанием, в первую очередь азотом. Самое же высокое содержание белка и клейковины в зерне/обеспечивалось совместным воздействием орошения и .удобрений с участием азотных подкормок в фазе формирования и' налива зерна.

Без удобрений содержание протеина и клейковины было выше в зерне яровой пшеницы на неполивном участке, с удобрениями — на орошаемом. Причем разница в содержании протеина и сырой клейковины, в стекловидности и массе 1000 зерен возрастала в пользу более интенсивного орошения — при 80 % НВ.

Следует учитывать, что без орошения в менее полновесном, щуплом зерне пшеницы за счет более высокого удельного веса оболочки, богатой азотистыми веществами, может быть больше белка, хотя его пищевая ценность невелика.

Качество зерна пшеницы при орошении сильно снижается под воздействием неблагоприятных условий: плохого предшественника, засоренности, полегания, пораженности зерна вредителями, несвоевременной уборки, запоздалых поливов и т. д.

Качество урожая повышается при орошении сточными водами, богатыми питательными веществами. При орошении пастбищных трав сточными водами содержание протеина повысилось: у костреца безостого с 6,4 (без орошения) до 9,5 %, у тимофеевки луговой — с 4,7 до 7,5, у овсяницы луговой — с 5,3 до 7,4, у ежи сборной — с 3,8 до 8,1,'у мятлика лугового — с 5,7 до 9,3, у клевера ползучего — с 20,1 до 23,9 % и только у клевера лугового не изменилось.

Увлажнение почвы до оптимальных размеров способствует повышению содержания, сахара в корнях сахарной свеклы на 2,6—3,1 %, переувлажнение вызывает снижение сахаристости. Умеренное орошение винограда, яблонь, вишен, персиков, клубники также способствует увеличению сахаристости плодов. У многих масличных культур — подсолнечника, льна, сои, кунжута, клещевины — при поливах заметно возрастает содержание жира. Например, масличность ядра семян подсолнечника составила без орошения 58,1 %, с двумя поливами — 60,0, с тремя —

62,9 и с четырьмя — 61,1 % при значительном росте урожайности. Содержание жира в семенах льна-долгунца повышалось на\1,8 %, в семенах кунжута — на 5,3 %.

Для повышения качества семенной продукции культур важно поддерживать пониженный уровень влажности почвы в конце созревания семян, когда необходимо ограничить ростовые процессы и усилить отток ассимилятов в семена.

Регулирование водного режима

Суммарный расход воды полем. Расход воды на испарение с поверхности почвы и на транспирацию растений называется суммарным испарением (водопотреблением) и выражается в м3/га или мм слоя. Суммарное испарение, приходящееся на единицу основной продукции, называется коэффициентом водопотребления (Кв)

Е = УКв,

где Е — суммарное испарение одним гектаром поля; У — урожай.

Суммарное испарение служит исходной величиной в расчетах режима орошения — системы поливов, в которой для каждой культуры и района ее возделывания определены виды, нормы, сроки и число поливов.

Существует несколько методов определения суммарного водопотребления. Широко применяется расчет методом водного баланса активного слоя почвы. При глубоком залегании грунтовых вод суммарное водопотребление представляет сумму трех слагаемых: использования запасов влаги из корнеобитаемого слоя за период вегетации; суммы эффективных осадков; количества поливной воды, подаваемой на 1 га за этот период. Расчеты ведут по формуле А. Н. Костякова:

Е = Wн – Wк + 10Аα + М,

где Wн и Wк — запас влаги в начале и конце вегетации, м3/га; А — сумма продуктивных осадков, мм. Осадки менее 5 мм непродуктивны и в расчет не принимаются; α—коэффициент использования осадков, равный 0,6—0,7; 10 — множитель для перевода мм в мэ/га; М — оросительная норма, м3/га.

При близком залегании грунтовых вод водопотребление происходит и за их счет. Тогда формула дополняется слагаемым lгр и принимает вид

Е = Wн – Wк + 10Аα + М + lгр,

Водопотребление из грунтовых вод зависит от глубины залегания, степени их минерализации, механического состава почвогрунтов, биологических особенностей культур и других условий.

po-teme.com.ua

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ • Большая российская энциклопедия

• 
• 
• 

  В книжной версии

  Том 5. Москва, 2006, стр. 490

• 

  Скопировать библиографическую ссылку:

Авторы: Г. А. Дмитриева

ВО́ДНЫЙ РЕЖИ́М РАСТЕ́НИЙ (вод­ный об­мен рас­те­ний), со­во­куп­ность тес­но свя­зан­ных ме­ж­ду со­бой про­цес­сов по­гло­ще­ния, пе­ре­дви­же­ния и вы­де­ле­ния во­ды. Бла­го­да­ря В. р. р. клет­ки и тка­ни со­дер­жат ко­ли­че­ст­во во­ды, не­об­хо­ди­мое для под­дер­жа­ния всех про­цес­сов жиз­недея­тель­но­сти (фо­то­син­те­за, ды­ха­ния, рос­та, раз­ви­тия и др.). На­сы­щен­ность кле­ток во­дой при­да­ёт тка­ням уп­ру­гость (тур­гор) и по­мо­га­ет ори­ен­та­ции ор­га­нов в про­стран­ст­ве. Во­да со­став­ля­ет 80–95% мас­сы рас­те­ния, но лишь не­зна­чит. её ко­ли­че­ст­во об­ра­зу­ет­ся в са­мих клет­ках, напр. при ды­ха­нии. Осн. мас­са во­ды по­сту­па­ет из поч­вы в ко­рень че­рез по­кры­ваю­щую его од­но­слой­ную ткань – эпи­бле­му. В клет­ки рас­те­ния во­да по­сту­па­ет под дей­ст­ви­ем ос­мо­тич. сил, в ре­зуль­та­те на­бу­ха­ния био­по­ли­ме­ров и че­рез спец. вод­ные ка­на­лы (см. Ак­ва­по­рины). По­пав в клет­ки эпи­бле­мы, во­да да­лее дви­жет­ся по кор­ню, пе­ре­хо­дит в тка­ни стеб­ля и ли­стья. Дос­тиг­нув по­след­них, мень­шая часть во­ды ис­поль­зу­ет­ся на рост и ме­та­бо­лизм кле­ток ли­сть­ев, а бо́льшая (до 90%) вы­де­ля­ет­ся в ви­де па­ра (транс­пи­ра­ция) или жид­ко­сти (гут­та­ция). В тка­нях ор­га­на (ближ­ний транс­порт) во­да пе­ре­дви­га­ет­ся по сим­пла­сту (со­во­куп­ность про­то­пла­стов, со­еди­нён­ных ци­то­плаз­ма­тич. ка­на­ла­ми – плаз­мо­дес­ма­ми) и апо­пла­сту (со­во­куп­ность кле­точ­ных сте­нок, меж­клет­ни­ков и со­су­дов), а ме­ж­ду ор­га­на­ми (даль­ний транс­порт) – по про­во­дя­щим тка­ням. При вод­ном де­фи­ци­те она пе­ре­дви­га­ет­ся пре­им. по сим­пла­сту.

По­сту­п­ле­ние, на­прав­ле­ние транс­пор­та и вы­де­ле­ние во­ды за­ви­сят от гра­диен­та вод­но­го по­тен­циа­ла в сис­те­мах «поч­ва – рас­те­ние», «рас­те­ние – ат­мо­сфе­ра» и др. Вод­ный по­тен­ци­ал, вы­ра­жае­мый в тех же еди­ни­цах, что и дав­ление, за­ви­сит от кон­цен­тра­ции ве­ществ в клет­ках; в верх­ней час­ти рас­те­ний он ни­же, чем у ос­но­ва­ния. Во­да все­гда дви­жет­ся в сто­ро­ну бо­лее низ­ко­го вод­но­го по­тен­циа­ла. Воз­ник­но­ве­ние гра­ди­ен­та вод­но­го по­тен­циа­ла в рас­те­нии свя­за­но с ак­тив­ным по­гло­ще­ни­ем со­лей клет­ка­ми эпи­бле­мы, их пе­ре­дви­же­ни­ем в ра­ди­аль­ном на­прав­ле­нии по кор­ню и по­сту­п­ле­ни­ем в со­су­ды; важ­ная роль в его под­дер­жа­нии при­над­ле­жит транс­пи­ра­ции. Уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции со­лей по­ни­жа­ет вод­ный по­тен­ци­ал в со­су­дах. Про­дол­жаю­щее­ся вы­де­ле­ние во­ды из кле­ток кор­ня в со­су­ды ещё боль­ше по­ни­жа­ет вод­ный по­тен­ци­ал, соз­да­вая тем са­мым ус­ло­вия для по­сту­п­ле­ния в ко­рень сле­дую­щей её пор­ции. Ак­тив­ное по­гло­ще­ние и транс­порт ве­ществ свя­за­ны с ра­бо­той мем­бран­ных транс­порт­ных бел­ков. В про­цес­сах вы­де­ле­ния и пе­ре­дви­же­ния во­ды мо­гут уча­ст­во­вать со­кра­ти­тель­ные бел­ки кле­ток. Си­ла, воз­ни­ка­ю­щая бла­го­да­ря ак­тив­но­му по­гло­ще­нию со­лей клет­ка­ми кор­ня и под­ни­маю­щая вверх во­ду вме­сте с рас­тво­рён­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми, на­зы­ва­ет­ся кор­не­вым дав­ле­ни­ем.

Ин­тен­сив­ное ис­па­ре­ние во­ды в ли­сть­ях так­же при­во­дит к по­ни­же­нию вод­но­го по­тен­циа­ла в их клет­ках и по­сту­п­ле­нию в них во­ды из стеб­ля и кор­ня. Дви­же­ние во­ды по рас­те­нию, вы­зван­ное транс­пи­ра­ци­ей, на­зы­ва­ет­ся транс­пи­ра­ци­он­ным то­ком. Бла­го­да­ря со­во­куп­но­сти сил кор­не­во­го дав­ле­ния, сце­п­ле­ния (ко­ге­зии) ме­ж­ду мо­ле­ку­ла­ми во­ды и транс­пи­ра­ции во­да мо­жет под­ни­мать­ся вверх по рас­те­нию на де­сят­ки мет­ров (у дре­вес­ных по­род боль­шую роль в этом про­цес­се иг­ра­ют жи­вые клет­ки ство­ла). Ско­рость транс­пор­та во­ды осо­бен­но ве­ли­ка днём. У хвой­ных по­род она обыч­но рав­ня­ет­ся 0,5–1,2 м/ч, а у ли­ст­вен­ных (напр., у ду­ба) – 27–40 м/ч. Из-за транс­пи­ра­ции рас­те­ния рас­хо­ду­ют ог­ром­ные ко­ли­че­ст­ва во­ды. За ве­ге­та­ци­он­ный пе­ри­од од­но рас­те­ние ку­ку­ру­зы ис­па­ря­ет 200–250 л во­ды, а 35-лет­няя яб­ло­ня – до 26 т. Со­от­но­ше­ние ме­ж­ду по­сту­п­ле­ни­ем и рас­хо­до­ва­ни­ем во­ды на­зы­ва­ют вод­ным ба­лан­сом. В уме­рен­но влаж­ные и не слиш­ком жар­кие дни транс­пи­ра­ция хо­ро­шо со­гла­со­ва­на с по­сту­п­ле­ни­ем во­ды, овод­нён­ность тка­ней до­воль­но по­сто­ян­на. В жар­кие лет­ние дни рас­ход во­ды на транс­пи­ра­цию пре­вы­ша­ет её по­сту­п­ле­ние, воз­ни­ка­ет вод­ный де­фи­цит, ко­то­рый мо­жет при­вес­ти к увя­да­нию рас­те­ния. В. р. р. за­ви­сит от темп-ры и влаж­но­сти воз­ду­ха, вод­но-воз­душ­но­го ре­жи­ма и за­со­лён­но­сти поч­вы, ос­ве­щён­но­сти, на­ли­чия вет­ра, вне­се­ния удоб­ре­ний, а так­же от пло­ща­ди и строе­ния ли­сть­ев, раз­ме­ра кор­не­вой сис­те­мы. Са­мая час­тая при­чи­на на­ру­ше­ния В. р. р. – за­су­ха.

По спо­соб­но­сти ре­гу­ли­ро­вать вод­ный ре­жим рас­те­ния де­лят на пой­ки­ло­гид­ри­че­ские (поч­вен­ные во­до­рос­ли, ли­шай­ни­ки, мхи, па­по­рот­ни­ки и не­ко­то­рые по­кры­то­се­мен­ные), ко­то­рые са­ми не мо­гут ре­гу­ли­ро­вать свой во­до­об­мен, и го­мой­о­гид­ри­че­ские (боль­шин­ст­во по­кры­то­се­мен­ных), спо­соб­ные его ре­гу­ли­ро­вать. По адап­та­ци­он­ным спо­соб­но­стям, свя­зан­ным с ре­гу­ля­ци­ей вод­но­го ре­жи­ма в кон­крет­ных ус­ло­ви­ях оби­та­ния, рас­те­ния от­но­сят к раз­ным эко­ло­гич. груп­пам. Наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны сре­ди них ме­зо­фи­ты, про­из­ра­стаю­щие в ус­ло­ви­ях уме­рен­ной влаж­но­сти (боль­шин­ст­во куль­тур­ных рас­те­ний). См. так­же Гиг­ро­фи­ты, Гид­ро­фи­ты, Ксе­ро­фи­ты.

bigenc.ru

Водный режим у растений

Содержание

Введение

1.Морфоанотомические основы поглощения и движения воды

1.1 Корневая система как орган поглощения воды

1.2 Основные двигатели водного тока

1.3 Передвижение воды по растению

2.Транспирация: физиологические механизмы

2.1 Назначение транспирации

2.2 Лист как орган транспирации

3.Адаптация к дефициту воды

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Вода является основной составной частью растительных организмов. Её содержание доходит до 90 % от массы организмов, и она участвует прямо или косвенно во всех жизненных проявлениях. Вода- это та среда, в которой протекает все процессы обмена веществ. Она составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, устойчивость входящих в состав цитоплазмы коллоидов, обеспечивает определенную конфирмацию молекул белка. Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный характер. Вода – непосредственный участник многих химических реакций. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстановительные реакции идут с участием воды.[1]

Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами растений. Питательные вещества передвигаются по растению в растворенном виде. Насыщенность водой (тургор) обеспечивает прочность тканей, сохранение структуры травянистых растений, определенную ориентировку организмов растений в пространстве. Рост клеток в фазе растяжения идет главным образом за счет накопления воды в вакуоли.

Таким образом, вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нормальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщенна водой.

Основным источником влаги является вода, находящаяся в почве, и основным органном поглощения воды является корневая система. Роль этого органа прежде всего заключается в том, что благодаря огромной поверхности обеспечивается поступление воды в растения из возможно большого объема почвы. Сформировавшаяся корневая система представляет собой сложный орган с хорошо дифференцированной внешней и внутренней структурой.[1]

1.Морфоанотомические основы поглощения и движения воды

1.1 Корневая система как орган поглощения воды

Рост корня, его ветвление продолжается в течение всей жизни растительного организма, то есть практически он не ограничен. Меристемы- образовательные ткани- расположены на верхушке каждого корня. Доля меристематических клеток сравнительно велика (10% по массе против 1% у стебля).

Определение размеров корневых систем требует специальных методов. Очень много в этом отношении достигнуто благодаря работам русских физиологов В.Г. Ротмистрова, А.П. Модестова, И.В. Красовской. Оказалось, что общая поверхность корней обычно превышает поверхность надземных органов в 104-150 раз. При выращивании одиночного растения ржи было устоновленно , что общая длинна его корней достигает 600 км., при этом на них образуется 15 млрд. корневых волосков. Эти данные говорят об огромной потенциальной способности к росту корневых систем. Однако эта способность не всегда проявляется. При росте растений в фитоценозах, с достаточно большой густотой их строение, размеры корневых систем заметно уменьшаются.[2]

С физиологической точки зрения корневая система не однородна. Довольно не вся поверхность корня участвует в поглощении волы. В каждом корне различают несколько зон(рис.1). Правда, не всегда все зоны выражены одинаково четко.

Окончание корня с наружи защищено корневым чехликом, напоминающим округлый колпачок, таящий из живых тонкостенных продолговатых клеток. Корневой чехлик служит защитой для точки роста. Клетки корневого чехлика слущиваются, что уменьшает трение и способствует проникновению корня в глубь почвы. Под корневым чехликом расположена меристематическая зона. Меристема состоит из многочисленных мелких, усилено делящихся, плотно упакованных клеток, почти целиком заполненных протоплазмой. Следующая зона-зона растяжения. Здесь клетки увеличиваются в объеме (растягиваются). Одновременно в этой зоне появляются дифференцированные ситовидные трубки, затем следует зона корневых волосков. При дальнейшем увеличении возраста клеток, а так же расстояния от кончика корня корневые волоски исчезают, начинается кутинизация и опробковение клеточных оболочек. Поглощение воды происходит главным образом клетками зоны растяжения и зоны корневых волосков.[1]

Рис.1.Схема строения корня:

А - продольный разрез: 1-корневой чехлик; 2- меристема; 3-зона растяжения; 4- зона корневых волосков; 5- зона ветвления;

Б-поперечный разрез (по М.Ф. Даниловой): 1-ризодерма; 2- корневой волосок;3-паренхима; 4- эндодерма; 5- пояски Каспари; 6- перицикл; 7- флоэма; 8-ксилема. Пунктирные стрелки- пути передвижения веществ, поглощаемых из наружного раствора. Сплошные стрелки путь растворов по симпласту ; прерывистые- путь по апопласту.

Поверхность корня в зоне корневых волосков покрыта ризодермой. Это однослойная ткань с двумя видами клеток, формирующими и не формирующими корневые волоски. В настоящее время показано, что клетки, формирующие корневые волоски, отличаются особым типом обмена веществ. У большинства растений клетки ризодермы обладают тонкими стенками. Вслед за ризодермой до перицикла идут клетки коры кора состоит из нескольких слоев паренхимных клеток. Важной особенностью коры является развитие системных крупных межклетников. На границе коры и центрального цилиндра развивается один слой плотно прилегающих друг к другу клеток- эндодерма, для которой характерно наличие поясков Каспари. Цитоплазма в клетках эндодермы плотно прилегает к клеточным оболочкам. По мере старения вся внутренняя поверхность клеток эндодермы, за исключением пропускных клеток, покрывается суберином. При дальнейшем старении сверху могут накладываться еще слои. По-видимому, именно клетки эндодермы служат основным физиологическим барьером для передвижения, как воды, так и питательных веществ. В центральном цилиндре расположены проводящие ткани корня. . При рассмотрении структуры корня в продольном направлении важно отметить, что начало роста корневых волосков, появление волосков Каспари в стенках эндодермы и дифференциация сосудов ксилемы происходят на одном и том же расстоянии от апикальной меристемы. Именно эта зона является основной зоной снабжения растений питательными веществами. Обычно поглощающая зона составляет 5-10 см в длину. Величина ее зависит от скорости роста корня в целом. Чем медленнее растет корень, тем зона поглощения короче.[1]

Надо отметить, что в целом корневые системы значительно менее разнообразны по сравнению с надземными организмами, в связи с тем что среда их обитания более однородна. Это не исключает того, что корневые системы изменяются под влиянием тех или иных условий. Хорошо показано влияние температуры на формирование корневых систем. Как правило, оптимальная температура для роста корневых систем несколько ниже по сравнению с ростом надземных органов того же растения. Все же сильное понижение температуры заметно тормозит рост корней и способствует образованию толстых, мясистых, мало ветвящихся корневых систем.

Большое значение для формирования корневых систем играет влажность почвы. Распределение корней по горизонтам почвы часто определяется распределением воды в почве. Обычно в первый период жизни растительного организма корневая система растет чрезвычайно интенсивно и, как следствие, скорее достигает более влажных слоев почвы. Некоторые растения развивают поверхностную корневую систему. Располагаясь близко к поверхности, сильно ветвящиеся корни перехватываются атмосферные осадки. В засушливых районах часто глубоко и мелко укореняющиеся виды растений растут рядом. Первые обеспечивают себя влагой за счет глубоких слоев почвы, вторые за счет усвоения выпадающих осадков.[3]

Важное значение для развития корневых систем имеет аэрация . Именно недостаток кислорода является причиной плохого развития корневых систем на заболоченных почвах. Растения, приспособленные к росту на плохо аэрируемых почвах, имеют в корнях систему межклетников, которые вместе с межклетниками в стеблях и листьях составляют единую вентиляционную систему.

Большое значение имеют условия питания . Показано, что внесение фосфорных удобрений способствует углублению корневых систем, а внесение азотных удобрений – их усиленному ветвлению.

1.2 Основные двигатели водного тока

Поглощение воды корневой системой идет благодаря работе двух концевых двигателей водного тока: верхнего концевого двигателя, или присасывающей силы испарения (транспирации) , и нижнего концевого двигателя, или корневого двигателя. Основной силой, вызывающей поступление и передвижение воды в растении, является присасывающая сила транспирации, в результате которого возникает градиент водного потенциала. Водный потенциал – это мера энергии, используемой водой для передвижения. Водный потенциал и сосущая сила одинаковы по абсолютному значению, но противоположны по знаку. Чем меньше насыщенность водой данной системы, тем меньше (более отрицателен) ее водный потенциал. При потере воды растением в процессе транспирации создается ненасыщенность клеток листа водой, как следствие, возникает сосущая сила (водный потенциал падает) . поступление воды идет в сторону большей сосущей силы, или меньшего водного потенциала.[1]

Таким образом, верхний концевой двигатель водного тока в растении – это присасывающая сила транспирации листьев, и его работа мало связана с жизнедеятельностью корневой системы. Действительно, опыты показали, что вода может поступать в побеги и через мертвую корневую систему, причем в этом случае поглощение воды даже ускоряется.

Кроме верхнего концевого двигателя водного тока, в растениях существует нижний концевой двигатель. Это хорошо доказывается на примере таких явлениях, как гуттация.

mirznanii.com

Водный режим растений

        водообмен, поступление воды в растение и отдача её растением, необходимые для его жизнедеятельности (обмена веществ, роста, развития, размножения), В. р. р. складывается из трёх последовательно протекающих и тесно связанных между собой процессов: поступления воды в корни растений из почвы; поднятия воды по корням и стеблям в листья и в расположенные на стеблях растущие эмбриональные ткани, точки роста; испарения избыточной воды из листьев в окружающую атмосферу. Общее количество воды, проходящей через растение, чрезвычайно велико. В умеренно влажном климате за вегетационный период одно растение кукурузы или подсолнечника расходует до 100 л воды, а один гектар посева пшеницы испаряет за лето 2—3 тыс. м3 воды. В среднем на создание каждого килограмма урожая сухой массы растение расходует около 250—300 кг воды, а в засушливом климате — до 500—600 кг.

         Вода, получаемая растением из почвы, поглощается не всей поверхностью корней, а только молодыми их окончаниями, так называемыми корневыми мочками и корневыми волосками. Клетки всасывающей зоны корня обладают по отношению к воде своеобразной полярностью. Наружная их сторона всасывает воду, а внутренняя выталкивает её в сосуды корня. Так в растений создаётся Корневое давление, нагнетающее воду вверх по корню и стеблю с силой 2—3 и более атмосфер. С такой же примерно силой корень растения сосет воду из почвы и преодолевает сопротивление почвенных частиц, удерживающих воду на своей поверхности силами адсорбции и набухания почвенных коллоидов. По мере уменьшения толщины слоя воды, облекающей почвенные частицы, силы адсорбции, удерживающие воду, быстро возрастают и становятся равными, а затем и большими, чем всасывающая сила корневых клеток, поэтому корни растений не могут отнять от почвы всю находящуюся в ней воду и в почве всегда остаётся некоторое количество недоступной для растения воды. В таком случае дальнейшая потеря растением воды уже не может возмещаться за счёт поступления её из почвы: содержание воды в растении падает и оно увядает.

         Лист растений обладает рядом физиологических особенностей, позволяющих ему в значительной степени регулировать отдачу воды. Испарение воды с поверхности растений получило название транспирации (См. Транспирация). Понижая содержание воды в клетках листовой мякоти и создавая состояние ненасыщенности водой, транспирация способствует возникновению значительной сосущей силы, обеспечивающей ток воды из сосудов листовых жилок в клетки. Это обусловливает движение воды вверх по растению, нередко значительно превосходящее по скорости накачивание воды клетками корневых мочек. В силу свойственного молекулам воды сцепления друг с другом вода, переходящая из сосудов в живые клетки мякоти листа тянет за собой весь столб воды, заполняющей проводящую систему вплоть до самого корня. В результате во всём растений создаётся натяжение воды в сосудах, способствующее поступлению воды из почвы в корень.

         Для получения высоких и устойчивых урожаев чрезвычайно важное значение имеют мероприятия по накоплению запасов влаги в почве и уменьшению ее расходования (например, снегозадержание, вспашка под зябь, раннее боронование весной для задержания влаги, посадка полезащитных лесных полос и т.д.). В засушливых областях прибегают к ирригации или искусственному орошению земель.

         Избыток влаги в почве может, однако, оказаться вредным для растений, поскольку при затоплении почвы в её капиллярах не остаётся воздуха, необходимого для дыхания корней и их нормальной жизнедеятельности. Кроме того, в затопленной почве усиливаются анаэробные бактериальные процессы, приводящие к накоплению веществ, отравляющих корни. Излишнее количество влаги можно удалить осушением почвы. Оптимальным является увлажнение почвы, при котором в почве будет содержаться достаточное количество доступной для растения воды, а также и воздуха.

         Различные растения в неодинаковой мере нуждаются в увлажнении почвы. Например, Ксерофиты приспособлены к жизни в условиях аридного климата (в степях, пустынях, полупустынях) и в более влажном климате в условиях низкого водоснабжения. В водоёмах, на болотах растут Гидрофиты и Гигрофиты. Промежуточное положение между этими крайними группами растений занимают Мезофиты, представляющие собой наиболее многочисленную группу растений, к которой принадлежит и большая часть культурных растений.

         Лит.: Вотчал Е. Ф., О движении пасоки (воды) в растении, М.,1897; Тимирязев К. А., Борьба растения с засухой, Избр. соч., т. 2, М., 1948; Алексеев А. М., Водный режим растения и влияние на него засухи, Каз., 1948; Крафтс А., Карриер Х. и Стокинг К., Вода и ее значение в жизни растений, пер. с англ., М.,1951; Максимов Н. А., Избр. работы по засухоустойчивости и зимостойкости растений, т. 1— Водный режим и засухоустойчивость растений, М., 1952; Скакин Ф. Д., Критический период у растений к недостаточному водоснабжению, М., 1961; Гусев Н. А., Физиология водообмена растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 3, М., 1967.

         Н. А. Максимов.

slovar.wikireading.ru

Смотрите также

• 
  Взаимосвязь органов растения
• 
  Аквариумные растения криптокорина
• 
  Комнатные растения кроссворд
• 
  У растений мейоз
• 
  Японские растения комнатные
• 
  Японские комнатные растения
• 
  Размножение растений листьями
• 
  Растение с зубами
• 
  Растения курганской области
• 
  Аквариумные растения криптокорина
• 
  У растений мейоз