Обменные процессы в растениях

Движение воды и пищи в растениях

Пока каждое из овощных растений растёт и развивается в определённый ему срок вегетации, внутри него непрерывно движутся вода и растворённые в ней питательные вещества, поглощаемые из почвы и производимые работой листового аппарата. Движение это подчиняется суточным ритмам физиологии и биохимии растений, внешним климатическим факторам, размерам растений, клеточному строению органов и периодам вегетации (морфо­- и органогенезу).

Для нормального развития любых растений необходимо соблюдать определённые режимы температуры, влажности и поступления основных элементов питания. При нарушении этих условий выращивания культуры испытывают стресс и вынужденно снижают урожай.

Процессы поглощения воды из почвы с растворёнными в ней питательными солями, доставка их ко всем растительным органам осуществляются в навсегда установленном порядке и в соответствии с биологическими особенностями каждой из культур.

Вода, находящаяся в почве и добавляемая осадками и поливами, подходит к корням растений или корни, прирастая, находят почвенную влагу на разных уровнях пахотного слоя либо ниже него.

Корень поглощает воду своей растущей частью, которая ничтожно мала по сравнению со всей его длиной, поэтому для лучшего поглощения корень должен постоянно прирастать, а также (что более важно) ветвиться.

Поглощённая корнями вода собирается в центральных проводящих сосудах, движется по ним к корневой шейке, попадая далее в проводящие сосуды надземных частей растений – стеблей и побегов.

Перемещение воды по растению происходит благодаря градиенту водного потенциала, т. е. разности в насыщении водой клеток и тканей разных частей растительного организма. Восходящий водный поток зависит от интенсивности испарения воды через листовые отверстия – устьица – в окружающую атмосферу.

По пути от мест поглощения до мест испарения воде приходится преодолевать и разного рода сопротивления: величину поперечного сечения проводящих элементов, силу собственной тяжести и трения в сосудах, сопротивление устьиц в зависимости от степени их открытости.

Видео: МИР РАСТЕНИЙ.ИММУНИТЕТ, АВИТАМИНОЗ, ГЕПАТИТ,СОСУДЫ,СЕРДЦЕ ЛЕЧИТ КРАСНАЯ РЯБИНА НАРОДНАЯ МЕДИ

Конечным этапом передвижения влаги является переход её в межклеточных пространствах листьев в парообразное состояние и выход наружу через устьица.

Поступлением воды в растения управляют физические силы. Доступность почвенной влаги в корни, которые нарастают в поисках её непрерывно, определяется разностью водных потенциалов почвы и корней, т. е. градиентом водных потенциалов, или соотношением скорости притока воды к корням и скорости её поглощения ими.

Без пополнения почвенной влаги через поливы или осадки её количество у корней растений уменьшается (почва иссушается). Водный потенциал корней (запас воды в них) снижается. Растения должны увеличивать сосущую силу корней для продолжения поглощения воды. Постепенно эта сила может достигать максимума, а вода возле корней минимума. Тогда в растениях начинается увядание, при этом из всех растительных частей больше всего воду теряют листья на свету, а меньше – затенённые. Восполнением воды в почве завядание возможно преодолеть лишь через определённое время.

Движение воды на подъём (транспирационный ток) изменяется в суточных ритмах жизнедеятельности растений, по этапам роста и развития, в зависимости от вида растений, температуры воздуха. Он тесно связан с фотосинтезом культур. На транспирацию тратится почти вся влага, поглощенная корнями, кроме 2%, которые идут на образование сухих веществ. При ухудшении условий транспирации растения "прогоняют" через себя больше воды на единицу биомассы. Проходящая через растения влага регулирует внутреннюю их температуру, стараясь удержать её на оптимизированном уровне.

Вместе с поглощённой корнями водой в растения поступают и минеральные питательные вещества из почвенного раствора, с которым контактируют корни. Вещества эти делятся на макро­- и микроэлементы и называются биогенными. Элементы питания поглощаются корнями в виде заряженных электрически частиц: катионов с положительным зарядом и анионов с зарядом отрицательным. Ионы состоят из одного или нескольких элементов. В отличие от всех других элементов ионы азота представляют собой как катионы (NH4), так и анионы (NO3).

Для хорошей доступности растениям ионы должны присутствовать в почвенном растворе в концентрациях не выше 0,3%. При более высоких концентрациях происходит образование нерастворимых солей или «солевой ожог» корневой системы, когда гибнут клетки всасывающих корневых волосков.

Из почвенного раствора в растения поступают и ненужные им элементы, а также и вредные. Значительная часть последних остаётся в корнях. От избытка вредных элементов растение может погибнуть (от натрия или хлора).

Биогенные элементы уже в корнях вовлекаются в разнообразные биохимические превращения, которые не прекращаются в надземных органах. В растениях элементам питания приходится быстро включаться в структуры важнейших соединений (азот, фосфор, магний, сера), участвовать в реакциях энергетического обмена клеток и органов (фосфор), служить посредниками в окислительно-восстановительных реакциях веществ (железо, медь, марганец, кобальт), создавать разности электрических потенциалов в клетках (калий, натрий).

Из-за электрической заряженности ионов питательных элементов растения связаны с влияющим на их рост и развитие атмосферным электричеством. Внутри же самих растительных организмов такой потенциал поддерживается на протяжении всей их жизни. Учёные установили, что подведением слабых токов к верхушкам растений и корневым шейкам (с плюсовыми и минусовыми зарядами) можно стимулировать поглощение, передвижение вверх и участие в реакциях ряда микроэлементов или, наоборот, замедлять эти процессы.

Передвижение минеральных элементов из корней в надземные части происходит по особым сосудам, называемым ксилемой.

Видео: Цикорий обыкновенный, когда собирать. Полезные рецепты

Если в почве вода необходима для растворения питательных элементов и поглощения их корнями, то в растении её роль превращается в транспортную. Только при помощи воды как поглощенные, так и выработанные в процессе фотосинтеза вещества могут доходить до клеток, тканей, органов растений- обеспечиваться взаимообмен и общая взаимосвязь всех физиологических и биохимических процессов- создавать растение как единый целостный организм.

Отсюда ясно вытекает вывод, что при всех нарушениях поглощения воды и ее движения в растениях должен нарушаться и пищевой режим культур. Нарушения же могут вызываться температурой почвы и воздуха, световыми условиями, наличием сорняков, поражением болезнями и вредителями, кислотностью почвы, состоянием воздушной среды.

Видео: Ягоды Годжи Русское Название Растения ЦЕНЫ СНИЖЕНЫ НАПОЛОВИНУ!

Питательные вещества из корней направляются во все органы растений и прежде всего – в места новых образований. Лучшее питание всегда получают будущие семена, как специальных семенных растений, так и тех, из плодов которых их можно получить. Растения никогда не допускают проникновения в семена вредных (токсических) веществ.

К молодым органам направляются и вторично используемые элементы питания из естественно стареющих листьев. Этот процесс, называемый реутилизацией, больше всего касается азота, калия и магния, частично фосфора.

В плоды пища попадает не сразу, а после накопления в питающих их листьях.

Кроме потока растворённых в воде минеральных веществ снизу существует и обратный поток органических веществ сверху – из листьев в другие органы, включая корни. Часть минеральных и органических соединений выделяется из корней в окружающую их почву. Поток продуктов фотосинтеза (ассимилятов) направляется по сосудам, называемым флоэмой.

Во всех случаях движения питательных веществ по растениям они направляются от производящих органов к потребляющим.

Э. Феофилов, заслуженный агроном России

(Садовод № 5, 2010)