ВОДНИЙ БАЛАНС РОСЛИН. Для свого нормального існування клітини і рослинний організм в цілому повинні мати визначену кількість води

Для свого нормального існування клітини і рослинний організм в цілому повинні мати визначену кількість води. Але це легко здійснюється для водяних рослин. Для рослин суші ця задача ускладнюється тим, що вода в рослинному організмі безперервно втрачається в процесі випаровування. Випаровування води рослиною досягає великих розмірів. Наприклад: одна рослина кукурудзи випаровує за вегетаційний період до 180 кг води, а 1 га лісу в Південній Америці випаровує за добу 75 тисяч кг води. Велика втрата води пов’язана з тим, що більшість рослин має значну листову поверхню, які знаходяться в атмосфері, яка не насичена парами води. Разом з тим розвиток великої поверхні листків необхідний і виник в процесі еволюції для забезпечення нормального живлення вуглекислим газом, який є в повітрі в дуже малій концентрації (0,03%). В своїй відомій книжці «Борьба растений с засухой» К.А. Тимирязєв вказав, що протиріччя між необхідністю уловлювати вуглекислий газ і скорочувати випаровування води оставило відбиток на будові всього рослинного організму.

Для того, щоб компенсувати втрати води при випаровуванні рослина повинна безперервно поглинати велику кількість води. Два процеси, які безперервно ідуть в рослині – поглинання та випаровування води – називають водним балансом рослин. Для нормального розвитку рослини потрібно щоб в рослині був водний баланс без великого дефіциту. Для цього в рослині в процесі еволюції виникли пристосування до поглинання води: колосально розвинута коренева система, до руху води – спеціалізірована провідна система, до скорочення випаровування води – система покривних тканин і система продихів, які закриваються.

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.

ВОДНИЙ ДЕФИЦИТ

Дослідження показали, що в обідні години вміст води в листках на 25%-28% менше порівняно з ранковим часом. Збільшення водного дефіциту супроводжується зростанням сисної сили листків. Тому в обідні години сисна сила найбільша. Полуденний водний дефіцит являє собою нормальне явище і особливої небезпечності для рослинного організму не являє. Значному збільшенню водного дефіциту при достатній кількості води в грунті перешкоджає скорочення транспірації в нічні години. В нормальних умовах водопостачання перед сходом сонця збільшується, або відновлюється за ніч. Але за певних умов водний дефіцит зростає, водопостачання не вспіває відновлюватися за ніч. В ранкові часи листки рослин вже відчувають недостачу води, з’являється залишковий водний дефіцит. В наступні дні, якщо постачання водою рослинного організму не покращиться, недостача води буде все більшою. В деяких випадках може спостерігатися зав’ядання рослин і зникає тургор. Перші фази зав’ядання схожі з першими фазами плазмолізу, так як в силу зменшення вмісту води об’єм клітин зменшується. Але в подальшому ці процеси протікають по різному: при плазмолізі проходить відставання протопласту від клітинної оболонки, а при зав’яданні протопласт скорочується і тягне за собою оболонку. На оболонці утворюються складки, вона втрачає первинну форму, що викликає втрату прямостоячого положення тканин і органів в цілому, тобто зникає тургор. Зав’ядання не означає, що рослина загинула, якщо вчасно полити, то відновлюється тургор, життя рослинного організму продовжується, правда з невеликими пошкодженнями.

Розрізняють два вида зав’ядання:

Зав'ядання буває тимчасове і тривале. Тимчасове зав'ядання спосте­рігається навіть тоді, коли грунт має достатню кількість вологи, але надходження її в рослину не відповідає темпам випаровування, що буває при транспірації. Найчастіше воно буває в жаркі дні, під час великої спеки, і властиве для багатьох сільськогосподарських куль­тур, наприклад для гречки, цукрових буряків, гарбузів, соняшника, огірків, суниць та інших рослин.

Якщо ж водопостачання рослин поновлюється, вони набувають нормального вигляду. За М.О. Максимовим, тимчасове зав'ядання теж є причиною зменшення врожаю, оскільки припиняються фотосинтетичні процеси, а також ріст рослин.

Щодо тривалого зав'ядання, то воно має зовсім інший характер і буває тоді, коли в грунті залишається лише недоступна для рослин вода, тобто мертвий запас. У таких випадках водний дефіцит протя­гом ночі не поновлюється. Цей дефіцит Л. С. Литвинов назвав залиш­ковим дефіцитом. Тривале зав'ядання спричинює глибокі зміни в рос­лині, а саме: виникає пошкодження структури хлоропластів, їх розпад та вицвітання; здатність до асиміляції вуглекислоти зникає; спостеріга­ється відмирання кореневих волосків, які відіграють важливу роль у процесі водопостачання і ґрунтового живлення, порушу­ється зв'язок між кореневою системою і грунтом; формування квіткових бруньок затримується, підсилюється інтенсивність дихаль­них процесів; значно порушується, а згодом і зовсім припиняється ріст рослини, запасні речовини не відкладаються, дуже змінюється характер і напрям процесу обміну, інтенсивність дії і спрямованості ферментативних процесів.

Тривале зав'ядання спричинює й інші зміни в рослині. При зав'яданні спостерігається перерозподіл води між окремими органами рос­лини. Зав'ядання помітне за тими зовнішніми змінами, які спостері­гаються в рослинах. Вони втрачають тургор, причому втрата тургору у різних рослин виникає при неоднаковому рівні води.

Ф. Д. Сказкін довів, що найважливіші представники злаків неод­наково реагують на різних стадіях свого розвитку на зав'ядання. За­лежно від того, наскільки рослина зневоднена при зав'яданні, спосте­рігаються сильні порушення розвитку й диференціювання клітин. Внаслідок цього зменшується кількість колосків, пригнічується ріст і розвиток головних і бокових стебел. Якщо рослина в'яне на початку плодоношення, то вистигання й наливання зерна порушується. У та­ких випадках утворюється щупле, недорідне зерно, технологічні якості якого значно гірші порівняно з тим, що розвивається при нор­мальному водопостачанні.

Посуха – це довгий період без дощів, який супроводжується безперервним зменшенням відносної вологості повітря і підвищенням температури. Розрізняють два види посухи: атмосферну і ґрунтову. Атмосферна посуха характеризується низькою відносною вологістю повітря, високою температурою повітря, в наслідок чого у рослин спостерігається посилена транспірація. Атмосферна посуха весною визиває сильний пригнічений ріст, а більш в пізні періоди призводить до загибелі і старіння органів плодоношення. При атмосферній посухі в період наливу утворюється сухе зерно. Несподівана поява суховіїв, які часто бувають на території нашої області, повністю зупиняє налив зерна, його формування, проходять зміни в тканинах плодів.

Ґрунтова посуха більш небезпечна ніж атмосферна. При ґрунтовій посухі спостерігається довге зав’ядання рослин внаслідок інтенсивної транспірації, скорочення та припинення подачі води в рослину, що призводить до зупинки росту на довгий час. В подальшому рослини не можуть відновити свій ріст.

Дія надлишку води на рослину проявляється в погіршені аерації грунту, що приводить до зупинення аеробних і посиленню анаеробних процесів. На заболочених грунтах культурні рослини зростати не можуть.

До тяжких наслідків приводить мгла і суховій. Мгла – це атмосферна посуха, яка супроводжується появою в повітрі твердих частинок, які перебувають у підвішеному стані. Суховій – це атмосферна засуха яка супроводжується сильним вітром, при якому переміщуються великі маси повітря.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: