Водний режим рослин

ВОДНИЙ РЕЖИМ РОСЛИН (водний обмін рослин), сукупність тісно пов'язаних між собою процесів поглинання, пересування і виділення води. Завдяки водного режиму рослин клітини і тканини містять кількість води, необхідне для підтримки всіх процесів життєдіяльності (фотосинтезу, дихання, росту, розвитку та ін.). Насиченість клітин водою надає тканинам пружність (тургор) і допомагає орієнтації органів в просторі. Вода становить 80-95% маси рослини, але лише незначна її кількість утворюється в самих клітинах, наприклад, при диханні. Основна маса води надходить з грунту в корінь через покриває його одношарову тканину - епіблему. В клітини рослини вода надходить під дією осмотичних сил, в результаті набухання біополімерів і через спеціальні водні канали (дивись аквапорінов). Потрапивши в клітини епіблеми, вода далі рухається по кореню, переходить в тканини стебла і листя. Досягнувши останніх, менша частина води використовується на зростання і метаболізм клітин листя, а велика (до 90%) виділяється у вигляді пари (транспірація) або рідини (гутація). У тканинах органу (ближній транспорт) вода пересувається по симпласти (сукупність протопластів, з'єднаних цитоплазматическими каналами - плазмодесмамі) і апопласту (сукупність клітинних стінок, межклетников і судин), а між органами (дальній транспорт) - по проводять тканинам. При водному дефіциті вона пересувається переважно по симпласти.

Надходження, напрямок транспорту і виділення води залежать від градієнта водного потенціалу в системах «грунт - рослина», «рослина - атмосфера» і ін. Водний потенціал, який виражається в тих же одиницях, що і тиск, залежить від концентрації речовин в клітинах; у верхній частині рослин він нижчий, ніж в основі. Вода завжди рухається в бік більш низького водного потенціалу. Виникнення градієнта водного потенціалу в рослині пов'язано з активним поглинанням солей клітинами епіблеми, їх пересуванням у радіальному напрямку по кореню і надходженням в судини; важлива роль у його підтримці належить транспірації. Збільшення концентрації солей знижує водний потенціал в судинах. Триваюче виділення води з клітин кореня в судини ще більше знижує водний потенціал, створюючи тим самим умови для надходження в корінь наступної її порції. Активне поглинання і транспорт речовин пов'язані з роботою мембранних транспортних білків. У процесах виділення і пересування води можуть брати участь скоротливі білки клітин. Сила, що виникає завдяки активному поглинанню солей клітинами кореня і піднімає вгору воду разом з розчиненими речовинами, називається кореневим тиском.

Інтенсивне випаровування води в листі також призводить до зниження водного потенціалу в їх клітинах і надходженню в них води з стебла і кореня. Рух води по рослині, викликане транспирацией, називається Транспіраціонний струмом. Завдяки сукупності сил кореневого тиску, зчеплення (когезії) між молекулами води і транспірації вода може підніматися вгору по рослині на десятки метрів (у деревних порід велику роль в цьому процесі відіграють живі клітини стовбура). Швидкість транспорту води особливо велика днем. У хвойних порід вона зазвичай дорівнює 0,5-1,2 м / ч, а у листяних (наприклад, у дуба) - 27-40 м / ч. Через транспірації рослини витрачають велику кількість води. За вегетаційний період одна рослина кукурудзи випаровує 200-250 л води, а 35-річна яблуня - до 26 т. Співвідношення між надходженням і витрачанням води називають водним балансом. У помірно вологі і не дуже спекотні дні транспирация добре узгоджена з надходженням води, оводнённость тканин досить постійна. У спекотні літні дні витрата води на транспірацію перевищує її надходження, виникає водний дефіцит, який може привести до в'янення рослини. Водний режим рослин залежить від температури і вологості повітря, водно-повітряного режиму та засоленості ґрунту, освітленості, наявності вітру, внесення добрив, а також від площі та будівлі листя, розміру кореневої системи. Найчастіша причина порушення водного режиму річок - посуха.

За здатністю регулювати водний режим рослини ділять на пойкілогідріческіе (грунтові водорості, лишайники, мохи, папороті і деякі покритонасінні), які самі не можуть регулювати свій водообмін, і гомойогідріческіе (більшість покритонасінних), здатні його регулювати. За адаптаційним здібностям, пов'язаних з регулюванням водного режиму в конкретних умовах проживання, рослини відносять до різних екологічних груп. Найбільш численні серед них мезофіти, які ростуть в умовах помірної вологості (більшість культурних рослин).

Дивись також Гігрофіти, Гідрофіти, Ксерофіти.

пов'язані статті

Схожі статті