Тема 2: водный баланс растений план

Методы снижения образования кавитации в ксилеме растений
Растения сопротивляются образованию кавитации в ксилеме несколькими способами. Когда ксилемные трахеиды соединяются, один газовый пузырь может расшириться и заблокировать весь водный путь. На практике пузырьки газа не распространяются широко, так как не могут пройти через мелкие поры мембран. Хотя капилляры в ксилеме связаны друг с другом, газовый пузырек не может закрыть весь проводящий канал. В этом случае вода обходит заблокированную точку по другим капиллярным путям (рис. 4.7). Таким образом, концы трахеид и ксилемных трубок увеличивают сопротивление потоку воды и замедляют процесс кавитации.
Пузырьки газа также могут естественным образом исчезать в ксилеме. Ночью, когда процесс транспирации замедляется, значение Yp в ксилеме увеличивается, и водяной пар может снова раствориться в растворе ксилемы. Как мы видели, некоторые виды растений производят положительное давление (корневое давление) в ксилеме. Это давление сжимает пузырьки газа и заставляет их таять. Несколько наблюдений показали, что кавитация может образовываться и при высоком давлении. (Холбрук и др., 2001). Этот процесс еще полностью не изучен, и в настоящее время ведутся экспериментальные исследования. (раздел 4.4). Некоторые растения имеют вторичные характеристики роста, образуя каждый год новый слой ксилемы. Новые слои ксилемы более подвержены газовым пузырям, образуемым растениями, чем старые.
Испарение воды через листья создает отрицательное давление на ксилему.
Из-за напряжения ксилемы вода испаряется из листьев. У растений вода достигает листьев через трубчатые связки ксилемы (рис. 4.1). Эти связки также имеются на всей поверхности листьев, очень тонкие и иногда образуются в виде сложной сети (рис. 4.8). Как видно из этого рисунка, у обыкновенных листьев их клетки лежат на расстоянии 0,5 мм от трубочек. Вода в ксилеме достигает листьев вокруг клеточных стенок .
Отрицательное давление позволяет воде двигаться вверх по ксилеме на поверхности клеточных стенок листа. Этот процесс происходит так же, как и в почве. Клеточная стенка действует как увлажненный капилляр. Воду удерживает микрофибриллярная целлюлоза и гидрофильный состав стенок. Клеточные мезофилы на краях листьев находятся в прямом контакте с атмосферой, так как имеют совершенные межклеточные системы.
Вначале вода испаряется из тончайших слоев с воздушными пустотами. Вода доставляется через клеточные стенки в полости, образующиеся при испарении воды. Так как вода имеет поверхность с высокой вязкостью, поверхность соударения воздух-вода увеличивает вязкость и отрицательное давление воды, вода отталкивается от стенок, активность поверхности соударения снижается, а давление воды изменяется в отрицательную сторону (рис. 4.1). . Таким образом создается движущая сила в ксилеме, необходимая для доставки воздуха к ударной поверхности.