Водний режим у рослин

Рослини різних зон поділяють на відповідні екологічні типи, серед яких розрізняють в основному мезофіти, гідрофіти та ксерофіти.

До групи мезофітів належать переважно представники культурної флори, які здатні розвиватись в умовах достатнього водопостачання. Ця група рослин різноманітна, дуже поширена на земній кулі і має величезне значення в житті людини. Рослини цієї групи широко використовують в сільському господарстві. Це хлібні злакові рослини, кормові трави, овочеві, технічні, олійні,кормові, плодові, волокнисті та інші культури.

До групи гідрофітних рослин належать ті, які розвиваються в умовах достатнього водопостачання, -- на низинних місцях з неглибоким заляганням ґрунтових вод, болотах, озерах тощо.

Третю групу становлять так звані ксерофіти, які відрізняються від представників перших двох типів незвичайною формою і будовою. Сюди належать рослини пустель, напівпустель, сухих степів, де умови водопостачання ускладнені у зв'язку з нестачею вологи. Виходячи з уявлення про посухостійкість рослин як пристосувальної реакції, можна дати визначення ксерофітів, як рослин сухих місць зростання, що володіють здатністю в процесі свого онтогенезу добре пристосовуватися до посухи, завдяки наявності ряду признаків та властивостей, які виникли під впливом умов існування в процесі еволюції.

Серед зазначених типів є дуже багато різноманітних форм, особливо серед ксерофітів. Умови нестачі води дуже позначалися на анатомо-фізологічних особливостях рослин і сприяли виникненню рослин незвичайних форми і будови. Загальна ознака всіх представників ксерофітів виявляється в максимальному скороченні випаровуючої поверхні, що призвело, в свою чергу, до незначного розвитку надземної частини. Цим і пояснюється те, що більшість ксерофітів являють собою трави, низькорослі кущі, у яких підземні частини розвинені краще, ніж надземні. Це властиве таким рослинам, як полин, люцерна степова, верблюжа колючка тощо.

Ксерофітні рослини надзвичайно різноманітні, їх є кілька груп -- кактуси, сукуленти, тонколисті ксерофіти, жорстколисті, ксерофіти, ефемери. Сюди належать рослини різних систематичних груп, але однакові умови водопостачання сприяли розвитку в них аналогічних пристосувань до умов життя.

До кактусів належать рослини пустель, розвиток яких пішов по лінії максимального скорочення випаровуючої поверхні. Внаслідок цього листки втратили свої функції асимілюючого та випаровуючого органу. Коренева система кактусів теж має свої особливості. Вона поширена в поверхневих шарах грунту, що має пристосувальне значення. Таке розташування її забезпечує швидке вбирання води, що накопичується на поверхні грунту й швидко надходить у рослину. Кореневі волоски під час посухи у кактусів відмирають, а решта коріння вкривається захисним корковим шаром. Особливістю кактусів є те, що тіло їх при великому об'ємі має незначну поверхню.

До сукулентів, крім кактусів належать такі рослини, як алое, заяча капуста, очиток їдкий та ін. Вони характерні тим, що мають значні запаси води, які накопичуються в основному в листках, внаслідок чого листки сукулентів мають м'ясистий вигляд і характеризуються великим вмістом клітинного соку. У листках сукулентів добре розвинена водоносна паренхіма, а клітинний сік має невисокий осмотичний тиск. Коренева система цього типу рослин розміщується в поверхневих шарах грунту. Вони розвиваються на скелях, кам'яній огорожі, пісках тощо і характеризуються високою жаростійкістю.

До тонколистих ксерофітів належать полин, степова люцерна, верблюжа колючка та ін. Ця група рослин має надзвичайно розвинену кореневу систему, яка проникає в глибокі шари грунту й поглинає звідти потрібну для життя воду. Тіло їх вкрите білими волосками, які утворюють напівпрозорий екран, що захищає хлоропласти від шкідливого впливу яскравого світла. Характерними ознаками цих рослин є шипи, колючки. В результаті специфічності процесу обміну в тілі їх утворюються речовини, що мають гіркий смак і сильний запах. Клітинний сік цих рослин має високу концентрацію, тому йому властива величезна всмоктувальна сила, яка забезпечує вбирання води з грунту. Поверхня листків тонколистих ксерофітів дуже розсічена; якщо в грунті нестача води, то в таких рослин спостерігається явище анабіозу.

Втрата великої кількості води внаслідок транспірації компенсується вбиранням її кореневою системою, яка проникає в шари грунту. Крім люцерни та верблюжої колючки до тонколистих ксерофітів належать дикий кавун, деякі види полину тощо, листки яких швидко в'януть, якщо їх зірвати з рослини. Загальна властивість цих рослин у тому, що вони характеризуються невідповідністю між кореневою системою і надземною частиною.

До ксерофітного типу належать так звані жорстколисті рослини, як, наприклад, деякі представники степових злаків: ковила, типчак, деякі зонтичні, зокрема, перекотиполе. Найважливішою ознакою їх є здатність добре витримувати тривале в'янення. У цей час листки їх скручуються в трубочки, забезпечуючи економне витрачання води, тому що продихи потрапляють саме всередину трубки, де вони ізольовані від навколишнього середовища. На відміну від сукулентів жорстколисті ксерофіти характеризуються високою концентрацією клітинного соку.

Існує група так званих несправжніх ксерофітів, які мають надзвичайно короткий вегетаційний період. Такі рослини дістали назву ефемерів. Вони мають мапорозвинену кореневу систему, яка розташована в поверхневих шарах грунту. Розвиток їх триває три-чотири тижні, протягом яких вони зацвітають і дають стиглі плоди. Це відбувається напровесні, коли в поверхневих шарах фунту є достатня кількість вологи, потрібна для розвитку зазначених рослин.

Водний баланс рослин. Надходження, пересування та витрати води організмом складають водний баланс рослин. Водний баланс у рослин може складатися по різному. Теоретично може бути три випадки: 1) коли надходження води перевищує її витрати; 2) коли її надходження дорівнює витратам; 3) коли витрати води більші, ніж її надходження. В різний період доби і протягом вегетації співвідношення між надходженням та витратами води часто не збігається, в результаті в тканинах рослин виникає водний дефіцит. Він розпочинається з моменту некомпенсованої витрати води рослиною, коли поглинання її кореневою системою відстає від інтенсивності транспірації. В формуванні водного дефіциту більш істотне значення має розподіл води між різними гідрофільними компонентами клітини, а не її загальний вміст, причому в умовах дефіциту спостерігається перерозподіл води між органами. Водний дефіцит має істотний вплив на ряд фізіологічних процесів (фотосинтез, дихання, окислювально-відновну рівновагу в клітині, ферментативний каталіз тощо), що знижує в цілому продуктивність рослин. Теорія водного режиму рослин служить основою для зрошувального землеробства.

Висновки

Було розглянуто молекулярну структуру та фізіологічні властивості води, що дає змогу зрозуміти чому саме вода є відмінним розчинником, має велику теплоємність, чому для її випаровування потрібна досить велика кількість енергії, та чому вона має найбільшу силу поверхневого натягу; [10]

Розглянуто процеси за допомогою яких вода пересувається по рослині, та встановлено, що переважна маса води надходить в рослину через кореневу систему із грунту;

З'ясовано термодинамічні показники водного режиму рослин;

Розглянуто процеси транспірації - перехід води із рідкого стану у пароподібний і вихід води за межі рослини.

З'ясовано особливості водного режиму у різних екологічних групах: водних рослин (гідратофіти), та наземних, яких поділяють на пойкілогідрові (бактерії, ціанобактерії та деякі інші нижчі водорості, лишайники), та гомойогідрові -- (наземні папоротеподібні, голонасінні, квіткові), тобто більшість рослин суші.

Список використаної літератури

1. Алексеев А.М., Гусев Н.А. Влияние корневого питания на водный режим. - М., 1957. - 220 с.

2. Вахмистров Д.Б. Питание растений. - М.: Знание, 1979. - 64 с.

3. Землеробство / С.А. Воробйов, О.М. Каштанов, А.М. Ликов, І. П. Макаров; Під ред. С. А. Воробйова. - М.: Агропромиздат, 1991.-527 с.: Іл.- (Підручники і навч. Посібник для студентів вищ. Навч. Закладів).

4. Колосов И.И. Поглотительная деятельность корневых систем растений. - М.: АН СССР, 1962. - 388 с.

5. Лебедев С.И. Физиология растений // М.: Агропромиздат. 1988. 544 с.

6. Леопольд А. Рост и развитие растений // М.: Мир. 1968. 494 с.

7. Максимов Н.А. Краткий курс физиологии растений, 1958.

8. Малиновский В.И. Физиология растений. Учеб. пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГУ, 2004. 116 с.

9. Москаленко М.П. Фізіологія рослин. Частина II. Курс лекцій. Для студентів біологічних спеціальностей педагогічних вищих навчальних закладів.- Суми: СумДПУ ім. А.С. Макаренка, 2006. - 84 с.

10. Мусиенко Н.Н., Терневский А.И. Корневое питание растений: Учебное пособие. - К.: Высшая школа, 1989. - 203 с.

11. Мусієнко М.М. Фізіологія рослин: Підручник. - К.: Либідь, 2005. - 808 с.

12. Нобел П. Физиология растительной клетки. - Л.: Изд-во ленингр. Ун-та, 1983. - 232 с.

13. Петербургский А.В. Корневое питание растений. - М., 1964. 340 с.

14. Полевой В.В. Физиология растений // М.: Высшая школа. 1989. 464 с

15. Рубин Б.А. Курс физиологии растений. - М.: Высшая школа, 1961. -583 с.

16. Слейчер Р. Водный режим растений // М.: Мир. 1970. 265 с.

17. Медведев С.С. Физиология растений: Учебник- СПб.: Изд-во. С.-Петерб. ун-та., 2004.- 336 с.

18. Горышина Т.К. Экология растений. - М.: Высшая школа, 1979.

19. Сказкин Ф.Д. Критический период у растений к недостаточному водоснабжению. М., Наука. 1968 г.

20. Якушкина Н.И. Физиология растений. М., Просвещение, 1980 г.

Размещено на Allbest.ru