Передвижение воды по проводящей системе растений до листьев. Скорость передвижения. Условия поддержания непрерывного водного тока

Транспорт веществ в тканях одного органа называется ближним, а между органами – дальним. Ближний транспорт идет по неспециализированным тканям, для дальнего – имеются специальные ткани – проводящие.

Основная масса воды двигается вверх по растению: из корней в листья (восходящий ток); небольшая часть — вниз (нисходящий ток). Восходящий ток идет по сосудам (90 %) и ситовидным трубкам, а нисходящий — только по ситовидным трубкам.

Вода, поступившая в клетки корня под влиянием разности водных потенциалов, которые возникают благодаря транспирации и корневого давления, передвигаются до проводящих элементов ксилемы. Вода в корневой системе может передвигаться 3 путями: апопластическим, симпластическим, трансмембранным. В 1932г. Э. Мюнх высказал мнение о существовании 2х независимых друг от друга объемов, по которым передвигается вода – апопласта и симпласта. При транспорте по апопласту вода передвигается по клеточным стенкам, не проходя через мембраны. При симпластном транспорте вода проникает в клетку через полупроницаемые мембраны и далее перемещается по протопластам клеток, которые соединены между собой многочисленными плазмадесмами. При трансмембранном транспорте вода перетекает через клетки и при этом проходит,2 плазматические мембраны.

Проводящие элементы ксилемы состоят из сосудов и трахеид. 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 считается одним из важнейших признаков ксероморфных 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. Вода передвигается от клетки к клетке благодаря градиенту водного потенциала. Следовательно, в листовой пластинке транспорт воды идет в основном по апопласту.

Для поступления воды нужна энергия, поэтому этот процесс зависит от скорости дыхания корней. Условия, подавляющие дыхание, резко уменьшают поступление воды. Следовательно, од ним из главных внешних факторов, обусловливающих поступление воды, является кислород. Если после сильного дождя в пониженном месте собирается много воды, то растения, произрастающие на открытом месте при сильной транспирации увядают, так как избыток воды вытесняет воздух из почвы и дыхание корней при этом подавляется.

На холодных почвах, несмотря на достаточное количество воды, растения испытывают ее недоста ток, так как при низких температурах угнетается дыхание и нару шается снабжение клеток энергией, необходимой для поглощения солей и, следовательно, поступления воды. От градиента водного потенциала в системе «почва — растение»: чем меньше концентрация почвенного раствора, тем выше его водный потенциал и тем быстрее вода поступает в корень. Зависит от дыхания корней, поглощения ими веществ из почвы, транспирации.от фотосинтеза.от роста самого растения.в процессе роста корень движется к воде, а в результа те ветвления увеличивается количество зон интенсивного поступ ления воды в корни.В постоянных условиях корни поглощают воду ночью хуже, чем днем.

Плач, как и гуттация, связан с наличием одностороннего тока воды через корневые системы, не зависящего от транспирации.

Силу, вызывающую в растении односторонний ток воды с растворенными веществами, не зависящую от процесса транспирации, называют корневым давлением. Наличие корневого давления позволяет говорить о нижнем концевом двигателе водного тока. Сила, развиваемая нижним концевым двигателем водного тока, во много раз меньше той, которая обусловливается транспирацией.

Вся вода в растении представляет единую взаимосвязанную систему. Поскольку между молекулами воды имеются силы сцепления (когезия), вода поднимается на высоту, значительно большую 10 м. 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 120 м, без разрыва водных нитей, что примерно 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.

Таким образом, при нормальном водоснабжении создается непрерывность воды в системе почва — растение — атмосфера. Скорость передвижения воды определяется разностью водных потенциалов в начале и конце пути, а также сопротивлением, которое она встречает. Было предложено распространить на этот процесс закон Ома, тогда

V=(Ψв1-Ψв2)/(r1+r2)

Где V— скорость движения воды, Ψв1 и Ψв2 — водные потенциалы, r1,r2— сопротивления. Согласно полученным данным, скорость движения воды в течение суток изменяется и в дневные часы она значительно больше. При этом разные виды растений отличаются по скорости передвижения воды.