Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
стенкам, где сопротивление значительно меньше.
Таким образом, по сосудам вода движется благодаря присасываю-
щей силе транспирации и создающемуся в силу этого градиенту вод-
ного потенциала. Однако ни один всасывающий насос не может под-
нять воду на высоту больше 10 м (соответствующую 0,1 МПа нор-
мального давления). Между тем есть деревья, у которых вода
поднимается иа высоту более 100 м. Объяснение этому дает теория
сцепления, выдвинутая русским ученым Е. В. Вотчалом и английским
физиологом Е. Диксоном. Для лучшего понимания этой теории рас-
смотрим следующий опыт. В чашку со ртутью помещают заполнен-
ную водой трубку, которая заканчивается воронкой из пористого
фарфора. Вся система лишена пузырьков воздуха. По мере испаре-
4—773
81
Рис. 26. Путь воды в растении.
БИЯ воды ртуть поднимается по трубке. При этом высота подъема
ртути превышает 760 мм. Это объясняется наличием сил сцеплениях
между молекулами воды и ртути, которые в полной мере проявляют-
ся при отсутствии воздуха. Сходное положение, только еще более яр-
ко выраженное, имеется в сосудах у растений.
Вся вода в растении представляет единую взаимосвязанную сис-
тему. Поскольку между молекулами воды имеются силы сцеплениж
(когезия), вода поднимается на высоту значительно большую 10 л*
Сила сцепления увеличивается, так как молекулы воды обладают*
большим сродством друг к другу. Силы сцепления существуют ет
между водой и стенками сосудов. Стенки проводящих элементов кси-
лемы эластичны. В силу этих двух обстоятельств даже при недостат-
ке воды связь между молекулами воды и стенками сосудов не нару-
шается. Это подтверждается исследованиями по изменению толщины
стебля травянистых растений. Определения показали, что в полуден-
ные часы толщина стебля травянистых растений уменьшается. Если
перерезать стебель, то сосуды сразу расширяются и воздух врывает-
ся в них-
Степень натяжения водных нитей в сосудах зависит от соотноше-
ния процессов поглощения и испарения воды. Все это позволяет рас-
тительному организму поддерживать единую водную систему и не
обязательно восполнять каждую каплю испаряемой воды.
В том случае, если в отдельные членики сосудов попадает воздух,
они, по-видимому, выключаются из общего тока проведения воды.
Таков путь воды по растению и его основные движущие силы
(рис.26).
Современные методы исследования позволяют определить' ско-
рость передвижения воды по растению. Согласно полученным дан-
ным, скорость движения воды в течение суток изменяется. В днев-
ные часы она значительно больше. При этом* разные виды растений
отличаются по скорости передвижения воды. Если скорость передви-
жке нпя у хвойных пород обычно не превышает 0,5—1 см/ч, то у
лиственных она значительно выше. У дуба, например, скорость
передвижения составляет 43,6 см/ч. Скорость передвижения воды
мало зависит от напряженности обмена. Изменение температуры,
введение метаболических ингибиторов не влияют на передвижение
воды. Вместе с тем этот процесс, как и следовало ожидать, очень
сильно зависит от скорости транспирации и от диаметра водопроводя-
щих сосудов. В более широких сосудах вода встречает меньшее со-
противление. Однако надо учитывать, что в более широкие сосуды
скорее могут попасть пузырьки воздуха или произойти какие-либо
иные нарушения тока воды.
4. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ НА ПОСТУПЛЕНИЕ
ВОДЫ В РАСТЕНИЕ
Еще в 1864 г. IO. Сакс установил, что поступление воды через кор-
невые системы зависит от температуры. С понижением температуры
скорость поступления воды резко сокращается. Это может оказать
заметное влияние на жизнь растительного организма, особенно в
осенний период, когда испарение идет еще достаточно интенсивно, а
поступление воды задерживается из-за пониженной температуры.
В результате растения завядают и даже могут погибнуть от обезво-
живания. Причин, по которым понижение температуры вызывает
уменьшение поступления воды, по-видимому, несколько: 1) повыша-
ется вязкость воды и, как следствие, снижается ее подвижность;
2) уменьшается проницаемость протоплазмы для воды; 3) уменьша-
ется скорость всех метаболических процессов. Последнее обстоятель-
ство; по-видимому, должно сказаться или непосредственно (ослабле-
ние активного поступления), или косвенно, через уменьшение по-
ступления солей и, как следствие, уменьшение осмотического
давления клеток корпя. Снижение аэрации почвы также тормозит по-
ступление воды. Это можно наблюдать, когда после сильного дождя
4*
83
все промежутки почвы заполнены водой и вместе с тем на солнце
при сильном испарении растения завядают. Все условия, снио/сающие
метаболизм, такие, как недостаток кислорода, избыток СОг, дыхатель-
ные яды, уменьшают поступление воды. Однако все они в еще боль-
шей степени снижают поступление ионов.
Большое значение имеет содержание воды в почве, а также кон-
центрация почвенного раствора. Естественно, вода поступает в ко-
рень только тогда, когда сосущая сила корня больше сосущей силы
почвы, иначе говоря, когда водный потенциал корня ниже водного
