ФІЗІОЛОГІЯ РОСЛИН З ОСНОВАМИ МІКРОБІОЛОГІЇ Електронний посібник
Головна Анотація Теоретичні відомості Лабораторні заняття Глосарій Список використаних джерел Укладачі	4. ВОДНИЙ ОБМІН РОСЛИН
	4.1. Значення води у житті рослин 4.2. Клітина як осмотична система 4.3. Залежність між осмотичним і тургорним тиском та водним потенціалом 4.4. Коренева система як орган поглинання води, кореневий тиск 4.5. Транспірація та її біологічне значення 4.6. Шляхи висхідної і нисхідної течій води. Водний баланс рослин 4.7. Фізіологічні основи зрошення 4.1. Значення води у житті рослин Вода складає 70 – 95 % сирої маси рослини. Вона є не тільки одним із найважливіших компонентів матриксу цитоплазми і органел, де відбувається перетворення речовин, але й безпосереднім учасником усіх процесів життєдіяльності організму. Водний обмін Рис. А. Будова та схема взаємодії молекул води 4.2. Клітина як осмотична система Осмос – це повільна дифузія молекул розчинника і речовин через напівпроникні мембранні перегородки. Осмос характеризується осмотичним тиском (Р) – це такий гідростатичний тиск, який потрібно прикласти до розчину з більшою концентрацією, щоб запобігти осмотичному надходженню в нього води. Рис. 1. Демонстрація осмотичного тиску в осмометрі Гравітаційний потенціал ,Осмотичний потенціал ,Матричний потенціал Бубнявіння 4.3. Залежність між осмотичним і тургорним тиском та водним потенціалом Гідростатичний тиск Всмоктувальною силою Тургор Тургорний тиск Всмоктувальна сила Рис. 2. Плазмоліз рослинної клітини Плазмоліз і деплазмоліз у рослинних клітинах https://www.youtube.com/watch?v=ov7A26BUemg&list=PLQmN0pIyndCGfDAr7NjY4Pc-RxTtCbd3X Якщо плазмоліз незначний і нетривалий, то за наявності вологи клітина може відновити тургор. За нестачі вологи в повітряному середовищі і втраті клітиною води між протопластом і клітинною оболонкою не утворюється вільний простір, але протопласт, зменшуючись в об’ємі, тягне за собою клітинну оболонку. Поверхня клітини стає хвилястою. Такий стан клітини називається циторизом.  Зміни осмотичних показників у клітині під час переходу від стану плазмолізу до повного насичення водою зображено на (рис. 3). Рис. 3. Залежність між всисною силою (S), тургорним (Т) і осмотичним (Р) тиском Процес поглинання води клітиною триває до повного насичення клітини водою, доки не буде досягнуто найбільше розтягування клітинної оболонки. Клітина при цьому матиме максимально можливий об’єм, концентрація клітинного соку стане мінімальною, а тургорний тиск – максимальним. Якщо таку клітину помістити в концентрований розчин, вона втрачатиме воду. 4.4. Коренева система як орган поглинання води, кореневий тиск Морфологія кореня. Унікальна здатність коренів охоплювати значні об’єми грунту пов’язана з великою кількістю точок росту (меристемні тканини становлять 10 % маси кореня і тільки 1 % – у стеблах), високою швидкістю ростових процесів (1 – 10 см на добу) і властивістю позитивного гідротропізму, тобто здатністю рости у бік більш вологих ділянок грунту. Корінь умовно поділяється на чотири зони – поділу клітин (меристеми), розтягування, всмоктування, або кореневих волосків, і провідну зону (рис. 4). Рис. 4. Схема зон та диференціювання тканин кінчика кореня Тверді частки грунту й органічні колоїдні речовини змочуються водою, частина якої заповнює і великі грунтові капіляри. Таку воду називають гравітаційною. При цьому в невеликих капілярах грунту вода затримується силами поверхневого натягу менісків. Це капілярна волога. Повітряносухий грунт теж містить незначну кількість води, яка залежить від його гранулометричного складу. Ця вода називається гігроскопічною. Кореневий тиск. Від поверхні кореня через клітини кори і перициклу вода надходить до судин ксилеми. Цей процес може відбуватися двома шляхами: симпластним – через цитоплазму клітин і апопластним – через міжклітинний простір і оболонки клітин (рис. 5). Рис. 5. Схема шляхів радіального транспорту води в корені Явище плачу Кореневий тиск , Пасока Рис. 6. Демонстрація кореневого тиску Гутація Гідатоди Рис. 7. Гутація Рис. 8. Схема активного надходження води у клітини кореневої системи 4.5. Транспірація та її біологічне значення Транспірація – це складний фізіологічний процес, кінцевим результатом якого є випаровування рослиною води. Випаровування – це фізичний процес, під час якого вода з рідкого стану переходить у газоподібний, витрачаючи при цьому значну кількість енергії.  Інтенсивність транспірації – це кількість води, що випаровується рослиною з одиниці поверхні за одиницю часу.  Транспіраційний коефіцієнт Рис. 9. Етапи випаровування і дифузії водяної пари у листка: 1 – випаровування води у міжклітинники; 2 – дифузія води крізь продихову щілину; 3 – дифузія водяної пари в атмосферу Транспірація https://www.youtube.com/watch?v=7B03OzVZnM4 Кутикулярна транспірація Рис. 10. Поперечний зріз продиху листка Рис 11. Продих у закритому (а) та відкритому (б) стані Рис. 12. Процес випаровування 4.6. Шляхи висхідної і нисхідної течій води. Водний баланс рослин Водообмін рослин – це складний фізіологічний процес, який включає надходження води до рослини, рух її по анатомічних елементах і випаровування. Для поглинання води клітинам потрібна наявність всисної сили, яка перевищувала б всисну силу ґрунтового розчину. Поглинута вода переміщується до судин провідної системи двома способами – апопластним (по вільному простору) і симпластним (по цитоплазмі клітин). Кореневий тиск Присмоктувальна сила транспірації Сила зчеплення Водний баланс Рис. 13 4.7. Фізіологічні основи зрошення Для підтримання сприятливого водного режиму застосовується зрошення. Суть раціонального зрошення полягає у створенні оптимального рівня водозабезпечення рослин, який відповідає системі мінерального живлення. Верхньою межею доступної для рослин вологи грунту є його польова вологоємність. Більш високий вміст води порушує повітряний режим грунту і стає не тільки неефективним, але навіть шкідливим для рослини. При зменшенні вмісту вологи до рівня, що призводить до стійкого в’янення, рослина відчуває тривалий водний дефіцит, який не забезпечує високого врожаю сільськогосподарських культур. Тому вологість стійкого в’янення не може бути вихідним показником для визначення строків і норм поливу. Необхідне визначення такої нижньої межі вмісту вологи у грунті на глибині розміщення основної маси кореневої системи, нижче якої порушуються нормальні фізіологічні процеси. Зрошення Рис. 14 Суть раціонального зрошення полягає у створенні оптимального рівня водозабезпечення рослин, який відповідає системі мінерального живлення. Антитранспіранти Питання для самоконтролю 1. Значення води в житті рослинного організму і формування врожаю сільськогосподарських культур. 2. Що називається осмосом? 3. Чому рослинну клітину можна розглядати як осмотичну систему? 4. Що називається осмотичним тиском? 5. Від чого залежить величина осмотичного тиску? 6. Що називається всисною силою клітини? 7. Від чого залежить величина всисної сили? 8. У яких випадках клітини віддають воду оточуючому розчину, у яких поглинають? 9. Що таке плазмоліз, циториз? Коли виникає такий стан клітини? 10. Від чого залежить величина водного потенціалу? 11. Що таке водний потенціал, як його визначити? 12. Пояснити, чому під час посухи недоцільно вносити добрива під посіви. 13. Виявлення кореневого тиску. Явища плачу і гутації. 14. Залежність поглинальної діяльності кореневої системи від умов середовища і стану рослин. 15. Транспірація, її біологічне значення. 16. Види транспірації, регуляція продихової і позапродихової транспірації. Лабораторне заняття 4 Визначення інтенсивності транспірації ваговим методом. Визначення стану продихів за допомогою контактних відбитків і методом інфільтрації. Визначення водного потенціалу листків методом Шардакова
	Попередня тема	На початок	Наступна тема