Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
В клетках зимующих побегов происходят изменения, которые повышают сопротивление отдаче воды: уменьшается проницаемость протопласта, а также увеличивается количества 'связанной коллоидами воды.
Определение влажности игл и побегов хвойных пород (опыты Л. А. Иванова под Ленинградом) показало, что потеря вла-:ги в зимний период составляет не более 3—5%, а у южных пород — 10—15%. Гибель от высыхания наблюдается только при потере около 50% влаги, которая содержалась в побеге. Высыхание в зимний период наблюдается главным образом ;у сеянцев. Это явление отмечается в восточной части СССР, где снежный покров небольшой и число солнечных дней значи-
тельное. Исследованиями Л. А. Иванова установлено, что в древесине пня после срезания кроны наблюдается повышение влажности. Причиной этого может быть только корневое давление. В том случае, когда были перерублены корни, увеличение влажности в тканях пня приостанавливалось. Установлено, также, что влажность древесины у основания ствола всегда минимальная и возрастает возле кроны. Причиной этого является увеличение свободного пространства (пустот) в клетках древесины, а следовательно, и ее влагоемкости.
Зимняя транспирация происходит также у озимых хлебных злаков н многолетних трав.
ПЕРЕДВИЖЕНИЕ ВОДЫ В РАСТЕНИИ
Различные органы растения выполняют разные функции.. Листья синтезируют органические вещества, поэтому в них должны постоянно поступать вода и минеральные вещества.. Корми поглощают воду и минеральные вещества и нуждаются в притоке органических веществ для дыхания и роста. Цветки, плоды и растущие верхушки растений являются потребителями органических веществ, значительная часть которых откладывается в запас. Все это вызывает необходимость передвижения в растении воды и растворенных в ней веществ.
Вода и растворенные в ней вещества передвигаются в растении в основном двумя путями: путем диффузии и в виде-
потока. Диффузия воды и веществ осуществляется по градиенту концентрации и подчиняется закону Фика. Движение в виде потока происходит по градиенту гидростатического давления,, но градиенту потока вода движется и через мембраны при наличии градиента осмотического или тургорного давления.
Такое передвижение наиболее ярко выражено у древесных растении. Исследования показали, что по стволу дерева вещества передвигаются .в двух основных направлениях: от корней к листьям вверх движутся вода и минеральные вещества — восходящий поток; второй, несущий органические вещества вниз к корню, — нисходящий поток. Но органические вещества из листьев поступают не только в корневую систему, они движутся также к морфологической верхушке,, цветкам и плодам. Поэтому нисходящий поток лучше назвать потоком пластических веществ.
В существовании двух потоков — восходящего и пластических веществ — можно убедиться на опыте, сущность которого заключается в следующем. Делают кольцевой надрез на стволе дерева или на одном из побегов первого или второго порядка.. На побеге вырезают паренхиму коры кольцом шириной в несколько сантиметров. Чтобы избежать высыхания, место выреза обматывают тканыо или замазывают садовым варом. Через
некоторое время над кольцом вследствие приостановки нисходящего потока образуется наплыв — каллус. Если кольцо не очень широкое, оно обычно срастается.
При образовании такого кольца растение некоторое время хорошо растет, тургесцентное состояние клеток остается нормальным, происходит передвижение воды и растворенных в ней веществ. Наплыв над кольцом образуется вследствие разрастания клеток коровой паренхимы и скопления в них пластических веществ — углеводов, органических кислот и др. Если кольцо достаточно широкое и не срастается, то пластические вещества не будут поступать в корневую систему, она истощится и дерево или побег погибнет.
Восходящий поток идет по сосудам и трахеидам, которые являются мертвыми полыми клетками и сами по себе не обладают сосущей или какой-либо иной силой, способной привести воду в движение. Вследствие вогнутости менисков в сосудах, представляющих собой капилляры, вода может подняться при их диаметре 0,1 мм не выше 30 см. Однако вода в древесных растениях поднимается на десятки метров, поэтому капиллярными силами, транспирацией и корневым давлением это объяснить нельзя.
Вода в сосудах как бы подвешена к испаряющим клеткам в виде тонких нитей. Нижним концом они упираются в сосудах, в клетки корневых волосков. Непрерывность водных нитей обусловливается силами взаимного сцепления молекул воды и силами прилипания их к клеточным стенкам сосудов. О существовании воДных нитей в растении свидетельствуют многочисленные факты и наблюдения, например уменьшение диаметра стеблей растений и стволов деревьев в результате интенсивной транспирации. Чтобы вода передвигалась вверх, испаряющие клетки должны иметь достаточную сосущую силу, которая в. клетках листовой паренхимы бывает довольно большой (достигает 2—4 тыс. кПа и более). Одним из факторов, поддерживающих сосущую силу на высоком уровне, является непрерывная транспирация. Таким образом, движение воды по сосудам объясняется наличием в растении водных нитей, присасывающей силой транспирации и корневым давлением.
