10 Содержание и состояние воды в раст. Физиологическая роль воды.
Для нормальной физиологической деят-ти клетка растения должна быть полностью насыщена водой (или близка к насыщению). В жизни клетки вода имеет значение для поддержания структуры цитоплазмы путем гидратации ее коллоидов и тургорного состояния. Кроме этого, вода необходима как среда для протекания обмена веществ, так как биохимические реакции возможны только между веществами, находящимися в растворенном состоянии. Вода является средой для переноса веществ, т.к. он происходит также только в растворенном состоянии. Вода служит регулятором t° тела раст., т. е. защищает его от быстрого охлаждения или перегревания. Растения относятся к пойкилотермным организмам, не имеющим постоянной t° тела, которая значительно зависит от t° среды, но в некоторой степени она может регулироваться водой. Этому способствуют такие, свойства воды, как теплоемкость и теплота парообразования. Теплоемкость воды, в сравнении со многими веществами, особенно металлами, очень высока. При нагревании она поглощает много тепла, а при охлаждении выделяет большое его количество. Это приводит к смягчению колебания t° тела растения при изменении t° среды. Также очень высока у воды теплота парообразования. Это приводит к тому, что при ее испарении затрачивается много тепла, которое выделяется органами растения, что вызывает значительное понижение их t°.
Содержание и состояние воды в растении
Содержание воды в растении подвержено постоянным и значительным колебаниям, которые обусловлены как внутренними, так и внешними причинами. Cодержания воды в разных растениях и их отдельных органах: водоросли — 96 — 98%, листья травянистых растений — 83 — 86, листья древесных растений — 79 — 82, стволы деревьев — 40 — 55, зерновки злаков 12 —14. Уровень воды значительно выше там, где активно идут процессы ж/д (листья), и ниже в органах со слабым обменом веществ (стволы деревьев, покоящиеся семена).
По состоянию в растении принято различать следующие формы воды:
Свободная вода легко передвигается по растению и испаряется. Она находится в основном в межклетниках, т. е. в свободном пространстве. Связанная вода испаряется и передвигается с трудом. Она находится преимущественно внутри клетки — в цитоплазме и вакуоли. Разделяется на осмотически и коллоидно связанную. Первая соединена с растворенными в ней веществами и находится в вакуоли. Эта связь не очень прочная, и осмотически связанная вода может выходить из клетки, например, при плазмолизе. Свойства коллоидно связанной воды обусловлены наличием белков — коллоидов цитоплазмы, где она и находится. Такая связь большей частью очень прочная, и коллоидно связанная вода выходит из клетки только при очень сильном обезвоживании (продол. засухе).
11 Состояние воды в почве. Доступная и недоступная для раст. Вода.
Растение поглощает воду в основном из почвы, причем здесь действуют водоудерживающие силы, которые препятствуют этому процессу. Среди них можно назвать следующие: Силы осмотического характера. Вода в почве находится в виде раствора, который имеет осмотическое давление. Для того чтобы растения могли поглотить ее, они должны развивать сосущие силы, превышающие это давление.
Силы адсорбционного характера. Почва состоит из твердых частиц различных размеров — от коллоидных до крупных. Между частицами почвы находятся промежутки, заполненные водой или воздухом, которые также имеют различную величину. Сочетание величины почвенных частиц и промежутков между ними обуславливает характер адсорбционных сил, т. е. сил молекулярного притяжения воды к частицам почвы. В свою очередь это определяет разнообразие форм воды.
Гравитационная вода, находящаяся в крупных порах почвы, подчиняется силам гравитации (земного притяжения) и легко стекает вниз, поэтому в почве она появляется только во время и после сильных дождей или полива. Такая вода хорошо доступна растениям, но не имеет большого значения в их водоснабжении, так как в почве бывает сравнительно редко. Капиллярная вода, располагающаяся в узких капиллярных порах, движется по капиллярам во всех направлениях и хорошо удерживается в них. Эта вода легко усваивается растением и занимает значительное место в его водоснабжении. Пленочная вода, обволакивающая частицы почвы в несколько слоев. Подвижность ее ограничена, она передвигается только от одной частицы к другой, обводненной меньше. Пленочная вода ограниченно усваивается растением — тем труднее, чем ближе располагаются ее молекулы к частице почвы.
Коллоидно — связанная вода гидратирует мин. и орг-ие коллоиды и усваивается раст. с большим трудом. След-но, в почве всегда есть часть воды, которую растения не могут использовать. Эта вода носит название мертвого запаса, а влажность почвы, содержащей неусвояемую воду, называется коэффициентом завядания. Легкие, бедные гумусом почвы имеют низкий коэффициент завядания, а тяжелые, богатые гумусом — высокий. В состоянии полного насыщения различные почвы поглощают и удерживают неодинаковое кол-во воды. Влажность почвы в состоянии ее полного насыщения носит название наименьшей влагоемкости. Для нормальной жизни раст. в почве должно быть опред. соотношение между водой и воздухом, поэтому она не должна быть полностью насыщена влагой. Оптимальной считается влажность в пределах 60 — 80 % от полной влагоемкости. При этом 20 — 40 % почвенных пор занято в-ом. Влажность почвы в пределах 30 — 60 % от полной влагоемкости уже недостаточна, а ниже 30 % означает сильную засуху и вредна для растений.
Источник
Особенности водного обмена у растений различных экологических групп. Физиологические основы орошаемого земледелия
Растения, обитающие в воде — гидратофиты или гидрофиты, погружены в воду полностью или частично. Они регулируют постоянство состава внутренней среды с помощью механизмов защиты от избыточного поступления воды. Первичными гидрофитами являются водоросли. Водные цветковые растения — это вторичные гидрофиты, происходящие от наземных форм.
По способности приспосабливать водный обмен к колебаниям водоснабжения различают две группы наземных растений: пойкилогидрические и гомойгидрические.
Пойкилогидрические организмы (бактерии, синезеленые водоросли, низшие зеленые водоросли, грибы, лишайники и другие) приспособились переносить значительный недостаток воды без потери жизнеспособности. При этом у них снижается интенсивность обмена веществ, клетки равномерно сжимаются. Протопласт их клеток при сильном обезвоживании переходит в состояние геля. Увеличение количества воды в среде приводит к возобновлению активного метаболизма в клетках. По характеру изменения таких показателей водного режима, как интенсивность транспирации, осмотическое давление, содержание воды в течение суток они относятся к гидролабильным растениям, так как у них значительно изменяются содержание воды и испарение.
Гомойгидрические растения (наземные папоротникообразные, голосеменные, цветковые) составляют большинство обитателей суши. Они обладают механизмами регуляции устьичной транспирации, а также корневой системой, обеспечивающей доставку воды. Поэтому даже при значительных изменениях влажности среды у этих растений не наблюдается резких колебаний содержания воды в клетках, в которых, как правило, развита вакуолярная система. Их клетки не способны к обратимому высыханию. У этих растений гидростабильный тип водного режима. Стабилизации водного режима у многих видов растений способствуют запасы воды в корнях, стеблях и запасающих органах. Гомойгидрические растения делятся на три экологические группы:
1. Гигрофиты (тонколистные папоротники, некоторые фиалки и другие), произрастающие в условиях повышенной влажности и недостаточной освещенности. Теневыносливые гигрофиты, с почти всегда открытыми устьицами, имеют гидатоды, через которые выделяют избыток воды в капельножидком состоянии. Гигрофиты плохо переносят почвенную и воздушную засуху.
2. Мезофиты (лиственные деревья, лесные и луговые травы, большинство культурных растений) обитают в среде со средним уровнем обеспеченности водой и не имеют ясно выраженных приспособлений к избытку или недостатку воды.
3. Ксерофиты живут в местах с жарким и сухим климатом и приспособлены к перенесению атмосферной и почвенной засухи.
Если годовые осадки превышают годовое испарение, то говорят о гумидной зоне, в обратном случае об аридной. Многие с/х районы расположены в аридной зоне, где земледелие возможно только благодаря искусственному орошению. Орошение — это искусственное увлажнение почвы для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Для подачи воды на поля строят оросительные системы.
Увлажнительное орошение создает в почве нужный водный и воздушный режимы. Оно нужно везде, где растения не обеспечены требуемым количеством воды в течение всего вегетационного периода или его части. Этот вид орошения является основным в России и других странах. Удобрительное орошение применяют для внесения удобрения в почву с помощью воды, которая, являясь растворителем удобрений, транспортирует их в увлажняемый слой почвы
Разработаны методы определения сроков полива исходя из состояния растения: уровня оводненности листьев, их осмотического давления, степени отверстности устьиц и способности выделять пасоку. Наибольшее распространение получил метод определения сосущей силы листьев, коррелирующийся с тем состоянием водного режима растений, которое еще не вызывает нарушений обмена веществ, и проведенный вовремя полив обычно приводит к повышению урожая.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник