Вода в жизни растений

Вода –  это необходимое условие жизнедеятельности  всех живых организмов на Земле. Если мы окажемся в пустыне под ее палящим  солнцем, мы будем готовы променять  многие сокровища на воду. Будь вы самым  богатым человеком на свете, всё  ваше состояние не поможет вам, в  том случае, когда вы окажетесь  в пустыне, и у вас не останется  воды. Вода является средой, через которую  управляет всей природой. То есть вода является управляющей системой и  средой одновременно.  Вода в жизни  растений выполняет жизненно  важные функции, поддерживающие обменные процессы, а так же является источником питания. Перечислим некоторые из них:

       - транспортная функция по переносу питательных веществ к тканям и  органам,

       - терморегулирующая, которая препятствует перегреву тканей и разрушению белков,

       - основная составляющая часть  растительных организмов (на 80-90% растения  состоят из воды), придающая тканям  упругость,

       - источник элемента питания –  водорода, который необходим в  процессах фотосинтеза первичных  сахаров.

     Целью данной работы является  изучение важности и значения  воды в жизни растительных  организмов.

    Глава 1. Общая характеристика водного обмена растительного организма.

Вода –  это существенный фактор, определяющий жизнедеятельность растений. Воду, которую поступает в растительный организм, К. А. Тимирязев подразделил  на: организованную  и расхожую.

1.1. Распределение воды в клетке и в организме

В среднем  растение на 80% состоит из воды. У  ксерофитов содержание влаги низко, у растений, запасающих воду впрок, оно нередко достигает 95% общего веса.

Глава 2.   Транспирация - расходование воды растением. В основе расхода воды  растением находится процесс испарения, то есть переход воды из жидкого состояния в парообразное. Этот процесс получил название транспирация.

2.1. Значение транспирации в жизни  растений.

Количество  воды, которая испаряется растением, в несколько раз больше объема воды, которая в нём сдержится. Экономичный  расход воды является одной из важных проблем сельского  хозяйства. Например, если заниматься выращиванием растений в условиях высокой  и низкой влажности воздуха, то в  первом случае высокой влажности  транспирация будет проходить с  меньшей скоростью.  Следует иметь  в виду, что рост растений будет  одинаковым  или даже лучше в  тех условиях, где влажность воздуха  выше, а процесс транспирации меньше. При этом, процесс транспирации  в определенном объеме является полезным для растительного организма по следующим причинам:

1.     Транспирация спасает растение от перегрева. Температура сильно транспирирующего листа может быть  на 7°С ниже температуры нетранспирирующего листа. Этот факт  особенно важен в связи с тем, что перегрев, разрушая хлоропласты, очень сильно снижает процесс фотосинтеза (оптимальная температура для процесса фотосинтеза составляет примерно 30—33 °С). Только благодаря высокой способности транспирации большинство растений хорошо переносят высокую температуру.

2.     Транспирация создает постоянный и бесперебойный поток воды от корней к листьям. Этот поток позволяет связывать все органы растения в единое целое.

3.     С транспирационным током растворимые минеральные и органические питательные вещества могут передвигаться, и чем активнее транспирация, тем быстрее идет этот процесс.       

2.3.  Поглощение воды корневой системой  растения.

Одним из основных источников влаги является вода, которая  находится в почве, а основной орган её  поглощения — корневая система растения. Роль этого органа, заключается в том, что благодаря  огромной поверхности обеспечивается поступление влаги в растение из большего объема почвы. Сформированная корневая система представляет собой  очень сложный орган с хорошо сформированной  внешней и внутренней структурой. Огромное значение для формирования корневых систем растений  имеет влажность почвы. Распределение корней по поверхности почвы часто зависит от распределения воды в данной почве. Так,  в первый период жизни растения,  корневая система растет  очень активно и быстрее достигает более увлажнённых слоев почвы. У некоторых растений развита поверхностная корневая система. Расположенные ближе к поверхности, сильно ветвящиеся корни,  забирают в себя выпадаемые атмосферные осадки. В районах, где количество осадков крайне минимально,  часто глубоко и мелко укореняющиеся виды растений произрастают рядом. Первые позволяют обеспечивать себя влагой за счет глубоких слоев почвы, а вторые за счет впитывания выпадающих атмосферных осадков. Большое значение для развития корневых систем растений  имеет такой процесс как аэрация. Ведь именно недостаток кислорода и является зачастую причиной плохого развития корневых систем. Те растения, которые приспособлены к росту на плохо аэрируемых почвах, имеют в корнях систему межклетников, составляющие единую систему вентилирования.

2.4. Основные двигатели водного тока.

Процесс транспирации – это основная сила, вызывающая приход и передвижение воды в растении, в результате чего возникает градиент водного потенциала. Мера энергии, используемая водой для передвижения,  называется водным потенциалом.  При этом, чем меньше насыщенность водой данной системы, тем меньше ее водный потенциал.

Тургор, или тургорное давление – это напряжённое состояние органов растения. Движение воды в клетку определяется не только осмотическим давлением, но и зависит от величины сосущей силы клетки, которая представляет собой разницу между осмотическим и тургорным давлением.

 В растениях кроме верхнего концевого двигателя водного тока есть нижний концевой двигатель. Наличие данного факта хорошо доказывается на примере таких явлений, как гуттация и плач.  Гуттация – это выделение на поверхности листьев  капельно - жидкой влаги в атмосфере, насыщенной водяными парами. Это явление наблюдается утром, когда растение через устьичные щели выделяет влагу. В состав гуттационной воды входят соли кальция, хлорид натрия. Таким путём растение освобождается от избытка указанных солей. Следовательно, явление гуттации, подтверждает факт имеющегося  корневого давления у растений.

Корневое  давление – это сила, вызывающая в растении односторонний ток воды с растворенными веществами, не зависящая от процесса транспирации. Наличие корневого давления  говорит нам  о нижнем концевом двигателе водного тока.

2.5. Экологические группы растения по отношению к воде.

Распределение осадков во время вегетационного периода имеет большое значение для растений. В районах с сухим  летом и влажной весной развились  растения, которые успевают завершать  свой цикл развития до наступления  засухи. В засуху они прячутся под  землей в виде луковиц или корневищ или сохраняются в виде семян. По отношению к воде различают 3 основные группы растений: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

Растения  сильно увлажненных мест обитания с  высокой влажностью воздуха, называются гигрофитами. У этих растений тонкая кутикула, сильно развиты внутренние полости в листьях и стеблях, тонкие листовые пластинки, на листьях имеются особые железки – гидатоды, через которые выделяется вода. Это растения: недотрога, болотный подмаренник.

Мезофиты – это растения, произрастающие в местах со средним увлажнением. В основном, это луговые и лесные растения. 

Ксерофитами называются растения, обитающие в местах с недостаточным увлажнением. У этих растений имеются разнообразные приспособления, повышающие их засухоустойчивость. Они могут резко сокращать транспирацию во время засухи, есть приспособления, усиливающие добывание воды при ее нехватке в почве, а также приспособления, позволяющие запасать воду на время длительного перерыва в получении воды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

    В  заключение своей работы я  хочу подвести итоги всему  выше изложенному и сделать  следующие выводы. Вода в жизни растений играет очень важную экологическую роль.  Вода – это необходимое условие cуществования всex живых организмoв на Земле. Значeние воды в процессаx жизнедеятельнoсти определяется тем, что она является оснoвной средой в клетке, где происходят процессы метаболизмa, cлужит вaжным  исхoдным, прoмежуточным или кoнечным продуктoм биoхимических реакций. Осoбая рoль вoды для раcтений заключаетcя в необходимоcти поcтоянного пoполнения её из-за пoтерь при иcпарении. Поэтoму вся эвoлюция нaземных организмoв шлa в нaправлении приспоcобления к активнoму дoбыванию и экономнoму использoванию влaги. В зависимости от условий окружающей среды растения по отношению к воде делятся на три экологические группы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. Уcловия водоcнабжения значительно влияют на их внешний oблик и внутреннюю cтруктуру. Известный учёный - геолог  Б.К. Терлецкий писал: «Вода — это действительный проводник культуры, это та живая кровь, которая создаёт жизнь там, где её не было» (Терлецкий, 1932).Таким образом,  роль вoды в жизни раcтений просто исключительна. Без воды никакое растение на Земле не способно выжить. Нет воды – нет и жизни для любого растительного организма.