Общая характеристика водного режима растений
Водный режим (водообмен) растений представляет собой совокупность ряда процессов:
—поглощение воды растением;
—проведение воды по растению;
—усвоение воды клетками;
—потеря воды в процессе транспирации.
Процесс подъема воды от корней к листьям носит название восходящего тока, а отток воды с растворенными в ней органическими веществами от листьев к ниже лежащим частям и органам – нисходящего тока.
Для своего нормального существования растение должно содержать определенное количество воды. Однако это легко осуществимо лишь для растений, произрастающих в воде. Для сухопутных растений эта задача осложняется тем, что вода в растительном организме непрерывно теряется в процессе испарения. Два процесса – поступление и испарение воды – называют водным балансом.
Для нормального роста и развития растений необходимо, чтобы расход воды примерно соответствовал приходу, или, иначе говоря, чтобы растение сводило свой водный баланс без большого дефицита. Для этого в растении в процессе естественного отбора выработались приспособления к поглощению воды (колоссально развитая корневая система), к передвижению воды (специальная проводящая система), к сокращению испарения (система покровных тканей и система автоматически закрывающихся устьичных отверстий).
Однако очень часто расход воды у растений превышает ее поступление – возникает водный дефицит. Водный дефицит может привести к завяданию – потере растением тургесцентности клеток. Водный дефицит рассчитывают по формуле:
|
|
|
d = (с — а) / (с — b) 100%
d — водный дефицит, %;
с — масса исследуемой ткани при полном насыщении;
а — сырая масса;
b — абсолютно сухая масса.
Различают дневной и остаточный водный дефицит. Дневной водный дефицит наблюдается в полуденные часы летнего дня. Как правило, он не вызывает существенных нарушений жизнедеятельности растений. Остаточный водный дефицит наблюдается на рассвете и свидетельствует о том, что водные запасы листа за ночь восстановились только частично вследствие низкой влажности почвы. При этом растения сначала сильно завядают, а затем при длительной засухе могут погибнуть.
В зависимости от количества потерянной влаги и продолжительности водного дефицита выделяют временное и глубокое завядание.
Причиной временного завядания чаще всего бывает атмосферная засуха, когда доступная вода в почве есть, однако низкая влажность воздуха, высокая температура настолько увеличивают транспирацию, что поступление воды не поспевает за ее расходованием. При временном завядании в основном теряют тургор листья. При этом устьица закрываются, фотосинтез резко замедляется, растение не накапливает сухого вещества, а только тратит его. Временное завядание сравнительно легко переносится растением.
|
|
|
Глубокое завядание наступает тогда, когда в почве почти не остается доступной для растения воды. В этих условиях даже небольшая транспирация вызывает все возрастающий водный дефицит и глубокое завядание, при котором происходит общее иссушение всего растительного организма. Растущие молодые листья оттягивают воду от стебля и корневой системы. Последствия такого завядания могут быть необратимыми и губительными.
Вместе с тем непродолжительное завядание может рассматриваться как один из способов защиты растения от гибельного обезвоживания. Так, при завядании благодаря устьичным и внеустьичным регулирующим механизмам транспирация резко сокращается, что позволяет растительному организму в течение определенного промежутка времени сохранить воду и не погибнуть от полного высыхания. Завядание может происходить при разной потере воды. У растений тенистых местообитаний с малоэластичными клеточными оболочками потеря воды, равная 3—5%, уже вызывает завядание. Однако есть и такие растения, у которых завядание наступает только при 20—30%-ном водном дефиците. Водный дефицит и завядание вызывают сдвиги в физиологической деятельности растения. Эти изменения могут быть более или менее сильными, обратимыми и необратимыми, в зависимости от длительности обезвоживания и от вида растения.
|
|
|
Формы почвенной влаги
По степени доступности для растения различают следующие формы почвенной влаги.
Гравитационная вода заполняет промежутки между частицами почвы и хорошо доступна растениям. Однако она быстро испаряется и легко стекает в нижние горизонты почвы под влиянием силы тяжести, вследствие чего бывает в почве лишь после дождей.
Капиллярная вода заполняет капилляры в почвенных частицах. Эта вода хорошо доступна для растений, она удерживается в капиллярах силами поверхностного натяжения и поэтому не только не стекает вниз, но и поднимается вверх от грунтовых вод.
Пленочная вода окружает коллоидные частицы почвы. Вода из периферических слоев гидратных оболочек может поглощаться корнями.
Гигроскопическая вода адсорбируется сухой почвой при помещении ее в атмосферу с 95%-ной относительной влажностью. Этот тонкий слой молекул воды удерживается с такой силой, что их водный потенциал достигает -1000 атмосфер и она недоступна для растений.
|
|
|
Содержание почвенной влаги в процентах, при котором растение впадает в устойчивое завядание, называют коэффициентом или влажностью завядания. Завядание растений разных видов может начинаться при одной и той же влажности, но промежуток времени от завядания растения до его гибели (интервал завядания) у растений может быть различным. Так, для растений бобов он составляет несколько суток, а для растений проса - несколько недель. Завядание начинается позже у растений с более высоким осмотическим давлением и меньшей скоростью транспирации.
Считается, что растения завядают в тот момент, когда вода в почве перестает передвигаться. Влажность завядания не дает представления о количестве воды, полностью недоступной растению, поскольку при завядании какое-то количество воды продолжает поступать в растительный организм. В связи с этим было введено понятие «мертвый запас» влаги в почве — это количество воды, полностью недоступное растению.Мертвый запас зависит исключительно от типа почвы, ее механического состава. Вычисляется по формуле:
q = % песка + % пыли + % глины
где q — мертвый запас.
Количество доступной для растительного организма воды представляет разность между полевой влагоемкостью (максимальное количество воды, удерживаемое почвой в капиллярах) и мертвым запасом. Так, если полевая влагоемкость черноземных почв составляет 50%, мертвый запас—25%, то количество доступной воды равно 25%, тогда как у песка полевая влагоемкость — 15%, мертвый запас—5%, количество доступной воды всего 10%.
Наибольшим мертвым запасом и запасом доступной влаги обладают перегнойные суглинистые почвы.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2779; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!