66.Поглощение воды растением.

Основной источник влаги для растений — вода, находящаяся в почве, и основным органом поглощения воды является корневая система. Роль этого органа прежде всего заключается в том, что благодаря огромной поверхности обеспечивается поступление воды в растение из почвы. Сформировавшаяся корневая система представляет собой сложный орган с хорошо дифференцированной внешней и внутренней структурой. Определение размеров корневых систем требует специальных методов.

Рост корня, его ветвление продолжаются в течение всей жизни растительного организма, т. е. практически он не ограничен. Меристемы — образовательные ткани — расположены на верхушке каждого корня. Доля меристематических клеток сравнительно велика (10% по массе против 1% у стебля). В зависимости от типа растений распределение корневой системы в почве различно. У некоторых растений корневая система проникает на большую глубину, у других, главным образом, распространяется в ширину. Рост корней отличается большой скоростью. Считается, что одно растение риса в благоприятных условиях может образовать до 5 км новых корней в сутки. За счет этого прироста корневой системы в растение может дополнительно поступать 1,5 л воды. Только благодаря такому интенсивному росту корневые системы растений могут использовать скудно рассеянную в почве воду, поскольку скорость передвижения воды в почве за счет диффузии крайне мала — 1 см/сут. Важное значение имеет явление гидротропизма, при котором рост корневой системы как бы идет из более иссушенных слоев почвы к более влажным.

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ, водообмен растений с окружающей средой; оводнённость и состояние воды в самом растении. Активная жизнедеятельность растений возможна только при высокой оводнённости их тканей. У наземных растений вследствие иссушающего действия атмосферы запасы воды постоянно расходуются на физиол. испарение — тран-спирацию и должны пополняться за счёт поступления из почвы. Всасывание воды корнями, подъем её к испаряющей поверхности листьев и тран-спирация — неразрывно связанные между собой осн. процессы водного обмена. Существует два механизма поглощения воды растениями. А к-тивное поглощение происходит под действием т. н. корневого давления — осмотич. давления, развиваемого в живых клетках неопроб-ковевших корней. Оно объясняет такие явления, как гуттация и истечение пасоки из пня или надреза в стволе (плач растений). Этот механизм имеет большее значение для медленно транспирирующих растений, хорошо снабжаемых водой, в осн. травянистых. У деревьев он наблюдается гл. обр. весной, когда сокодвижение предшествует началу их активной жизнедеятельности. Как только деревья покрываются листвой, начинается процесс транспирации, потеря воды от к-рой превышает уровень активного поглощения. Это вызывает пассивное поглощение воды растением, механизм к-рого определяется тем, что вода, заключённая в тонкие капилляры проводящей системы и обладающая большой силой молекулярного сцепления, движется в растении по градиенту водного потенциала (от высокого — в почве к низкому — в атмосфере). Потеря воды при транспирации, обусловленной сосущей силой атмосферы, создаёт дефицит давления в сосудах, к-рое передаётся через гидростатич. систему растений вниз, до самых мелких ответвлений корней, и в результате вода интенсивно всасывается всей корневой поверхностью. Этот процесс имеет гораздо большее значение для деревьев (с точки зрения кол-ва поглощаемой воды), чем активное поглощение, вызываемое корневым давлением.

Потребление воды в растениях тесно связано с фотосинтезом, поскольку отдача воды на транспирацию регулируется гл. обр. системой устьиц (при недостатке воды устьица закрываются), через к-рые осуществляется также поступление в растение С02 (см. Фотосинтез). В условиях нормального водоснабжения растения тратят на образование 1 кг сухого в-ва 250—300 кг воды, в засушливом климате — 500—600 кг. В. р. р. зависит как от свойств самого растения (величина транспирирующей поверхности, протяжённость и эффективность корневой системы), так и от внешних факторов (темп-pa и влажность воздуха, водный режим почвы). Максимальное потребление воды и испарение её свойственно растениям, постоянно обеспеченным грунтовой водой или растущим прямо в воде. Наиболее экономно расходуют воду растения сухих местообитаний. С увеличением дефицита воды фитоценозы переживаются, снижается их индекс листовой поверхности. Однако и при редком стоянии деревьев в сухом лесу они смыкаются своими корнями, к-рые простираются далеко в поисках влаги.

В процессе эволюции образовались экологич. типы растений, обладающие разнообразными адаптациями, связанными с регуляцией водного режима. Это различного рода ксерофиты (мягко- и жестколистные, суккуленты), приспособившиеся к перенесению длительных засух, обитатели пустынь и полупустынь, засушливых степей; гигрофиты и гидрофиты — обитатели ' водоёмов и болот; мезофиты — промежуточная и наиболее многочисл. группа растений.

В. р. р. характеризуется количеств, показателями. Водный дефицит — кол-во воды, недостающее до водонасыщенного состояния данного органа (в % к запасу воды в органе); минимален утром и максимален в послеполуденные часы. При с у б л е-тальном водном дефиците органы растения (обычно листья) уже не восстанавливают свою жизнедеятельность и отмирают; у многих травянистых он составляет 50% от водного запаса листа, у листопадных деревьев умеренного пояса — .15—20%. Однако сниженная устойчивость к обезвоживанию у листьев не свидетельствует о низкой засухоустойчивости деревьев в целом, т. к. реальный водный дефицит во время засухи у деревьев обычно значительно ниже, чем у трав.

Это объясняется большим общим запасом воды, глубокой корневой системой и большой водоудер-живающей способностью у деревьев. Водный потенциал растений (сосущая сила, дефицит давления диффузии) — сила, с к-рой растение удерживает влагу (измеряется в барах или атмосферах). Градиент водоудерживающих сил в системе почва — растение — атмосфера является осн. движущей силой тока воды. Водный потенциал служит показателем активности воды в растении, т. е. её способности принимать участие в обмене веществ. Для большинства растений нормальное протекание процессов жизнедеятельности возможно при водном потенциале, не превышающем 15—20 бар. Обычно утром он составляет 2—3, в послеполуденные часы — не более 10—12 бар. Изучение В. р. р. создаёт основу для разработки лесохоз. мероприятий, включая разболачивание территорий. См. также Водный режим леса, Вод (потребление растений.