Тема 2: водный баланс растений план

Система почва-растительность-воздух
Как мы видели, на пути из почвы в растительный воздух вода проходит стадии различных транспортных механизмов.

• 
  В почве и ксилеме вода движется под действием градиента давления.
  
• 
  В фазе испарения вода образуется путем диффузии. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вода не достигнет внешней среды.
  

Когда вода проходит через мембраны, сила, которая позволяет воде двигаться , реализуется разницей в давлении воды между мембранами . Этот осмотический поток возникает в результате движения воды от корней к клеткам и от почвы к ксилеме.
Во всех процессах вода движется в сторону низкопотенциальной среды или свободной энергии. Эти события показаны на рис. 4.16. На этом рисунке показан репрезентативный показатель водного потенциала, состав воды в различных точках при движении воды.
Водный потенциал уменьшается от почвы к листу. Индекс водного потенциала различен в разных точках водного пути. Например, внутри клетки листа потенциалы воды в мезофиллах такие же, как и в примыкающей к ним ксилеме, но значения содержания Yw совершенно другие. Высокое содержание Yw в ксилеме обеспечивает отрицательное давление (YP). В это время давление Yp внутри листа положительное. Такие различия давлений обеспечивают движение через плазматические мембраны клеток листа. В клетках листа водный потенциал снижен из-за высокой концентрации растворенных веществ (малый Ys)
Вывод
Вода – ключевой элемент жизни. Поверхностные растения подвергаются серьезным опасным потерям воды в атмосферу. Этот процесс протекает быстрее по размеру листовой поверхности. На этот процесс также влияет активность солнечного света и процессы с открытым исходным кодом для удовлетворения их потребностей в углекислом газе. Таким образом, возникает конкуренция в процессе потребления воды и усвоения углекислого газа.
Эти процессы находятся на отличном уровне: растения нашли отличное решение для поддержания баланса:
1. Обширная структура корней для поглощения воды из почвы.
2. Создание пути с малым сопротивлением движению воды в ксилемных трубках и трахеидах.
3. Наружные слои растений покрыты кутикулой, чтобы уменьшить испарение воды.
5. Наличие соединительных ячеек, контролирующих диаметры аппарата (а также диффузионное сопротивление).
Под влиянием вышеперечисленного движение воды происходит в результате действия физических сил. В растениях косвенная энергия не затрачивается на поддержание структуры, обеспечивающей движение воды.
Путь переноса воды из почвы в воздух через растения включает процессы диффузии, объемного потока и осмоса. Все это напрямую связано с силами, обеспечивающими движение воды.
Вода в растениях образует их целостную гидросистему. Процессы испарения контролируются соединительными клетками. Соединительные клетки отвечают за поглощение углекислого газа и идеальное испарение воды. Испарение воды в мезофиллах клеток листа создает большое отрицательное давление (напряжение) воды в апопластах . Это отрицательное давление также передается на ксилему и обеспечивает движение воды в водотоках.
Эти теории широко обсуждаются, и считается, что движение воды в ксилеме происходит за счет действия градиентных давлений. Высокий уровень транспирации и отрицательное давление воды в ксилеме могут привести к кавитации (эмболии). Такие эмболы могут блокировать водные пути и вызывать дефицит воды в листьях. Недостаток воды — нормальный процесс для растений, и у растений вырабатываются реакции на это состояние, обеспечивающие их физиологию и развитие.
Книги

1. 
   Линкольн Тайз, Эдуардо Зейгер. Физиология растений. США, Калифорнийский университет , Лос-Анджелес. 2002. Стр. 46 - 67 .
   

1.