Общая характеристика водного баланса растений

Учебные материалы по биологии / Процесс транспирации у разных сортов рода Cucurbita / Общая характеристика водного баланса растений

Страница 1

Вода играет огромную роль в жизни растения. Прямо или косвенно она участвует во всех жизненных процессах, протекающих в клетке. Вода является элементом структуры мембран и цитоплазмы. Для поддержания ультраструктуры органелл необходима гидратация белковых коллоидов. Основа мембран - липидный бислой - образуется в результате взаимодействий гидрофобных хвостов молекул липидов и воды. Вода растворяет вещества лучше, чем другие жидкости. Хорошо растворяются в воде органические соединения, с карбоксильными, гидроксильными, карбонильными и другими группами, в которых вода образует водородные связи. Вода является основной средой, в которой происходят все реакции обмена веществ. Активность ферментов зависит от ее количества в клетке. Она участвует в фотосинтезе, дыхании, гидролитических процессах. При низком содержании воды, например, в семенах, обмен веществ в клетках почти прекращается, хотя в биохимических превращениях участвует не более 1 % воды. Поднимаясь по растению, вода помогает транспорту органических и минеральных веществ, связывает друг с другом клетки, ткани и органы. Пронизывая все тело растения, вода создает в нем непрерывную фазу и координирует работу органов. Насыщенность клеток водой определяет положение органов растения в пространстве, состояние устьиц. Испарение воды регулирует температуру растительных тканей (Касьянова,1994).

Для нормального функционирования клетка должна быть насыщена водой. Хорошо известно, что зеленые части растения содержат 80-95 % воды. Содержание воды сильно варьирует у разных видов, зависит от типа ткани, возраста растения и его физиологического состояния, изменяется в течение суток и в течение сезона. Так, в клетках корня моркови 85 % воды, в молодых листьях салата - 95 %, а в семенах 10-20 %. Даже небольшие изменения в содержании воды вызывают нарушение физиологических функций. То минимальное количество воды, при котором растение способно поддерживать постоянство своей внутренней среды, получило название гомеопатической воды. Для большинства растений - это 45-60 %.

Кажущееся постоянным состояние насыщения поддерживается с помощью двух процессов: поступления и выделения воды. Поступление, транспорт и выделение воды составляют водный обмен растения (Кузнецов, Дмитриева, 2005).

Корень представляет собой специализированный орган поступления воды. Однако не только корень, но и клетка любого органа, не насыщенная водой, тоже может ее поглощать. Листья, особенно подвядшие, будучи погружены в воду, довольно энергично поглощают ее, несмотря на кутикулу. Только сухая кутикула почти непроницаема для воды. При смачивании она набухает и становится проницаемой. Поэтому смоченные дождем или росой листья могут поглощать до 25 % падающей на них воды, что необходимо учитывать при орошении растений с помощью дождевания.

Вода может поступать в клетки листьев и непосредственно из окружающего их воздуха, относительная влажность которого 100 %. Эта способность характерна для эпифитов. Эпифитами называются растения, поселяющиеся на других растениях, но не являющиеся паразитами, а использующие их только для прикрепления. Из сельскохозяйственных растений много воды может поглощать листьями сахарный тростник, так как в верхней эпидерме находятся клетки с очень тонкой кутикулой, легко теряющие и поглощающие воду.

Растения выделяют воду в виде жидкости или пара. Физиологический процесс испарения воды надземными органами растения получил название транспирации, а выделение воды в виде жидкости на поверхности листьев, когда воздух насыщен водяными парами, - гуттации. Гуттация происходит через гидатоды. Гидатоды - это специальные водяные устьица, которые не могут открываться и закрываться. Они располагаются по краю и на верхушке листовой пластинки. Полость гидатоды выстлана эпитемой - мелкоклеточной бесхлорофилльной паренхимой (Касьянова,1994).