Меню

Корневое давление величина корневого давления

Что такое корневое давление растений?

В данной статье рассмотрим, что такое корневое давление и его влияние на растения. Вся растительная жизнь, даже самые высокие деревья, обладает гравитационными свойствами, которые позволяют питательным веществам всасываться из самых больших глубин почвы и перемещаться на самые высокие ветви. Мы рассмотрим, что растения обладают удивительной способностью транспортировать воду и питательные вещества вверх, используя сложный комплекс биологических процессов.

Понятие корневого давления

Рассмотрим, что такое корневое давление, определение. Это усилие, которое помогает выводить жидкости вверх в водопроводные сосуды (ксилемы). Ксилема — это растительная сосудистая ткань, которая передает воду и растворенные минералы от корней к остальным частям растения, а также обеспечивает физическую его поддержку. Ксилема состоит из множества специализированных водопроводящих клеток. Она в основном генерируется осмотическим давлением в клетках корней.

Подъемная сила, возникающая при испарении и транспирации воды из листьев, а также силы сцепления молекул в сосудах и, возможно, другие факторы способствуют росту сока в растениях.

Давление корневой системы растений. Подробности

Не все знают, что такое корневое давление. Растения — сложные организмы, и одним из многих интригующих процессов растения является корневое давление. Именно оно позволяет воде и питательным веществам подняться ко всем частям растения. Итак, что же такое корневое давление? Оно необходимо для того, чтобы содействовать или препятствовать усвоению питательных веществ.

Другими словами, корневая система растения может изменить свое давление:

  • помочь воде или питательным веществам подняться по всему растению;
  • выталкивать воду или питательные вещества из растения.

Биологи обычно обеспокоены тем, как это влияет на подъем воды и питательных веществ в растении. Корневое давление — это поперечное осмотическое давление в клетках корневой системы. Оно заставляет сок подниматься через стебель растения к листьям.

Принцип действия

Что такое корневое давление и как появляется? Оно возникает в ксилеме сосудистых растений, когда уровень влажности почвы высокий, либо ночью, либо когда транспирация низкая в течение дня. Его изучают путем удаления побега растения вблизи уровня почвы. Сок ксилемы будет выделяться из среза в течение нескольких часов или дней из-за корневого давления. Если манометр прикреплен к отрезанному стержню, то давление корня можно измерить. Корневое давление обусловлено активным распределением минеральных питательных ионов в корневую ксилему.

Оно вызвано накоплением воды в ксилеме. Эта вода оказывает давление на клетки. Корневое давление обеспечивает силу, которая толкает воду вверх по стеблю, но этого недостаточно, чтобы учесть движение воды к листьям в верхней части самых высоких деревьев. Максимальное давление корней, измеренное в некоторых растениях, может поднять воду только до 6,87 метров. А у самых высоких деревьев — выше 100 метров.

Значение корневого давления

Корневое давление очень важно в растениях любого размера, так как эндодерма — внутренний слой клеток коры — будет транспортировать только воду и питательные вещества вверх по стеблю или стволу растения. Вода и питательные вещества поглощаются корневой системой из земли и направляются при помощи осмоса в сочетании с давлением корневой системы вверх по стволу растения. Далее питательные вещества и вода направляются в листья растения, чтобы обеспечить сырье, необходимое для процесса фотосинтеза.

Читайте также:  Наибольшее и наименьшее давление на землю

В процессе фотосинтеза вода и углекислый газ усваиваются лучистой энергией солнца для получения глюкозы, необходимой для жизненных процессов растительных клеток. Как правило, чем больше растение, тем больше давление корня. Растения, такие как деревья, могут достигать сотен метров в высоту, поэтому повышенное корневое давление необходимо для получения воды и питательных веществ в самые верхние области дерева.

Источник

Корневое давление

Водный обмен растений

Вода поступает в растение из почвы. Различают свободную воду и связанную. Свободная вода доступна растениям. Связанная вода очень прочно соединена с почвенными частицами и не может быть использована растениями.

Поступление воды в растение происходит в основном через корневые волоски по закону осмоса. Осмос — проникновение частиц жидкости или газа через растительную или животную перепонку.

Растительные клетки обладают осмотическим давлением. Оно-заключается в давлении молекул веществ, растворенных в клеточном соке, на цитоплазму и эластичную оболочку. Этому давлению противостоит давление клеточной оболочки на цитоплазму и клеточный сок — тургорное давление. Такое напряженное состояние клеточной оболочки называется тургором.

Когда осмотическое давление превышает тургорное, возникает сосущая сила клетки, благодаря которой происходит поглощение клеткой воды. Если осмотическое давление станет равным тургорному, вода перестает поступать в клетку. Но стоит клетке сократить содержание воды, как оболочка теряет прежнее напряжение, находящийся в клетке клеточный сок становится более концентрированным и начинает всасывать воду в клетку, пока оболочка снова не растянется и не уравновесится осмотическое давление.

Следовательно, сосущая сила, т. е. сила, с которой клетки всасывают воду, представляет собой разность между осмотическим и тургорным давлением.

Если поместить клетку в концентрированный раствор поваренной соли .или сахара, то находящаяся в пей вода перейдет в раствор. Цитоплазма при этом отстанет от оболочки, и наступит состояние плазмолиза. Если эту клетку снова поместить в чистую воду, то тургор ее восстановится, произойдет деплазмолиз.

Транспира́ция (от лат. trans и лат. spiro — дышу, выдыхаю) — это испарение воды растением. Основным органом транспирации является лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои (кутикулярная транспирация) и через устьица (устьичная транспирация).

В результате потери воды в ходе транспирации в клетках листьев возрастает сосущая сила. Это приводит к усилению поглощения клетками листа воды из сосудов ксилемы и передвижению воды по ксилеме из корней в листья. Таким образом, верхний концевой двигатель, участвующий в транспорте воды вверх по растению, обусловлен транспирацией листьев.

Корнево́е давле́ние — давление в проводящих сосудах корней растений, в основе которого лежит явление осмоса: клетки корня выделяют минеральные и органические вещества в сосуды, что создаёт более высокое давление, чем в почвенном растворе. Вместе с транспирацией корневое давление вызывает поднятие пасоки (воды и растворённых в ней питательных веществ) вверх по стеблю растения. Достигает 1-3, до 10, ат; сила зависит от наличия кислорода и температуры, вследствие чего максимум давления наблюдается днём и минимум — ночью.

Читайте также:  Как увеличить или уменьшить давление в технике

Оно составляет 1–2 атм (в исключительных случаях – до 8 атм). Этой величины, конечно, недостаточно, чтобы в одиночку обеспечить движение жидкости, но её вклад у многих растений несомненен.

Попадая по ксилеме в листья, вода и минеральные вещества распределяются через разветвлённую сеть проводящих пучков по клеткам. Движение по клеткам листа осуществляется, как и в корне, тремя способами: по апопласту, симпласту и вакуолям. На свои нужды растение использует менее 1 % поглощаемой им воды, остальное в конце концов испаряется через восковый слой на поверхности листьев и стеблей – кутикулу (около 10 % воды) – и особые поры – устьица (90 % воды). Травянистые растения теряют в день около литра воды, а у больших деревьев эта цифра может доходить до сотен литров. Испарение воды (транспирация) осуществляется за счёт энергии солнца. Проще всего транспирацию наблюдать, если накрыть растение в горшке колпаком; на внутренней поверхности колпака будут собираться капельки жидкости.

На скорость испарения влияют многие факторы; как внешние условия (свет, температура, влажность, наличие ветра, доступность воды в почве), так и особенности строения листьев (площадь поверхности листа, толщина кутикулы, количество устьиц). Ряд внешних факторов приводит к уменьшению диффузии воды из листьев, другие (например, отсутствие света или сильный ветер) вызывают замыкание устьиц (благодаря работе особых замыкающих клеток). Растения засушливых регионов имеют специальные приспособления для уменьшения транспирации: погруженные глубоко в листья устьица, густое опушение из волосков или чешуек, толстый восковой налёт, превращение листьев в колючки или иглы и другие. Осенний листопад в умеренных широтах также призван уменьшить испарение воды, когда наступят холода.

Из почвы растение получает не только воду, но и минеральные соли. Эти вещества движутся в корнях под действием диффузии. За счёт энергии дыхания возможен также их активный транспорт против градиента концентрации. Попадая в ксилему, минеральные вещества разносятся по всему организму с массовым током воды. Основным потребителем этих веществ являются растущие части растения.

Некоторые минеральные вещества, выполнив свою полезную функцию, могут перемещаться дальше вверх или вниз по флоэме. Это происходит, например, перед сбрасыванием листьев, когда накопленные листьями полезные вещества сохраняются, откладываясь в других частях растения.

Дата добавления: 2015-04-23 ; Просмотров: 4708 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Корневое давление величина корневого давления

Силу, вызывающую в растении односторонний ток воды с растворенными веществами, не зависящую от процесса транспирации, называют корневым давлением. Наличие корневого давления позволяет говорить о нижнем концевом двигателе водного тока. Корневое давление можно измерить, присоединив манометр к концу, оставшемуся после срезания надземных органов растения, или поместив корневую систему в серию растворов различной концентрации и подобрав такую, при которой плач прекращается. Оказалось, что величина корневого давления равна примерно 1—1,5 бара.

Читайте также:  Феномен группового давления эксперименты аша

Было показано также, что плач осуществляется только в тех условиях, в которых нормально протекают все процессы жизнедеятельности клеток корня. Не только умерщвление клеток корня, но и снижение интенсивности их жизнедеятельности, в первую очередь интенсивности дыхания, прекращает плач. В отсутствие кислорода, под влиянием дыхательных ядов, при пониженной температуре плач приостанавливается. Все сказанное позволило Д. А. Сабинину дать следующее определение: плач растений — это прижизненный односторонний ток воды и питательных веществ, связанный с затратой энергии. Однако механизм этого явления до настоящего времени не получил достаточного объяснения. Существуют две основные точки зрения.

Ряд исследователей (А. Крафтс, Т. Бройер и др.) полагают, что вода передвигается пассивно, осмотическим путем по градиенту водного потенциала. Согласно этой гипотезе низкий (более отрицательный) водный потенциал создается в сосудах ксилемы благодаря поступлению туда из почвы растворимых солей, а также из-за слабого противодавления малоэластичных стенок сосудов. Соли поступают активно, для чего и требуется затрата энергии. Таким образом, поступление воды связано в этом случае с энергетическими затратами и с активной жизнедеятельностью клеток корня не прямо, а косвенно. В этой связи корневое давление можно определить как давление, развивающееся в проводящих элементах ксилемы благодаря метаболической активности корней. Поскольку активное поступление зависит от энергии, выделяемой при дыхании, работа нижнего концевого двигателя — корневого давления зависит от:

  • присутствия кислорода,
  • ингибиторов,
  • активаторов дыхательного обмена.

Вместе с тем существует и другая точка зрения (В.Н. Жолкевич, Л.В. Можаева, Н.В. Пильщиков), согласно которой корневое давление складывается из двух составляющих:

Работа последней требует непосредственной затраты энергии АТФ. Высказывается предположение, что при этом большая роль принадлежит сократительным актиноподобным белкам, энергозависимое сокращение и расслабление которых вызывает изменения гидростатического давления в клетках. В результате на пути водного тока в направлении сосудов ксилемы создаются локальные градиенты водного потенциала, что и способствует проталкиванию воды в сосуды. Вопрос этот требует дальнейшей экспериментальной разработки. Сила, развиваемая нижним концевым двигателем водного тока, во много раз меньше той, которая обусловливается транспирацией. Это проявляется и в том, что скорость вытекания воды из ксилемы значительно уступает скорости транспирации, поэтому в обычных условиях вода в сосудах находится не под положительным, а под отрицательным давлением. Однако все же нижний концевой двигатель способствует подаче воды. Большинство исследователей считает, что прекращение работы нижнего концевого двигателя является показателем начала страдания растений от недостатка воды (засухи). Особенное значение этот двигатель водного тока приобретает в отсутствие транспирации. Так, это может иметь место ранней весной, когда воздух насыщен водой, и транспирация ослаблена. У некоторых многолетних растений в зимний период сосуды ксилемы заполнены воздухом и весной поступление воды идет за счет работы только нижнего концевого двигателя.

Источник

Adblock
detector