Mult timp, mecanismul creșterii apei până la vârfurile de copaci înalți a rămas un mister pentru fitofizică, dar acum îl prezentăm destul de bine. Această problemă părea atât de dificil, deoarece era cunoscut faptul că sub presiune atmosferică coloana de apă se poate ridica nu mai mare de 10 m, iar cea mai mare din copaci ajunge la o înălțime mai mare de 100 m. A fost necesar, prin urmare, presupune că există încă nici o valabilitate atunci forța care depășește forța de presiune atmosferică este de aproximativ 10 ori. Acum știm că aceasta nu este altceva decât o atmosferă uleioasă sugerează, generată de magnitudinea extrem de scăzută a potențialului său de apă.
Să ne amintim că potențialul de apă al aerului atmosferic la umiditate relativă <100% составляет отрицательную величину порядка нескольких сотен бар. Именно низкий водный потенциал атмосферы обусловливает потерю воды на транс- пирацию через листья и непрерывное перемещение молекул воды в стволе дерева от клетки к клетке — по градиенту потенциала. Потеря (испарение) молекул воды в верхней части водного столба, заполняющего ксилему, заставляет воду течь по трубкам ксилемы вверх для восполнения этой потери. Это вызванное транспирацией перемещение воды, так называемый транс- пирационный ток, в свою очередь обусловливает поступление воды в растение из почвы, также по градиенту водного потенциала. Вследствие транопирации водный потенциал в верхней части растения ниже, чем у его основания; кроме того, нередко скорость испарения воды больше скорости ее поступления, потому что и клеточные стенки, и эндодерма корня оказывают сопротивление движению воды. Вследствие этого в водных столбах, заполняющих ксилему высоких деревьев, существует отрицательное давление, т. е. натяжение. Обнаружить это легко. Если небольшую чашечку из формовочной глины наполнить чернилами и прижать снаружи к стволу дерева, а затем сделать на стволе надрез таким образом, чтобы перерезать в этом месте сосуды ксилемы, то чернила быстро втянутся в ствол и подымутся по нему вверх на несколько метров. Отрицательное давление показывает и манометр, введенный в ствол дерева. Можно также, измеряя диаметр ствола, проследить за суточными его колебаниями и убедиться в том, что минимумы совпадают с периодами усиленной транспирацин.
În timpul său<мя высказывалось мнение, что если бы в таких условиях в водных столбах возникало иатяжение, то в них наблюдалась бы кавитация — образование полостей, заполненных только водяными парами и потому блокирующих перемещение воды снизу вверх. Убедительно показано, однако^ что в чистой стеклянной трубке, заполненной водой, не содержащей никаких растворенных газов, кавитации не происходит даже при натяжении в несколько сотен бар; препятствует кавитации когезия — сцепление молекул воды под действием сил притяжения. В сосудах ксилемы молекулы воды связаны не только друг с другом, за счет сил когезии (сцепления), но также и со> pereții vaselor (foarte hidrofili) - prin aderență (aderență); aceste forțe împiedică, de asemenea, cavitația în vasele de xilem la tensiunea obișnuită observată.
Pentru a demonstra acest mecanism, E. Transpiratsin efectul respectiv. Aspirație în combinație cu coloana de apă de rezistență de aderență la o tensiune de apă, folosind următorul experiment. În partea superioară a tubului de sticlă umplut cu apă, fixați strâns ramura tăiată cu frunze, iar capătul inferior al tubului este scufundat în mercur. Dacă geamul este curat și apa este înăuntru. tub nu conține gaze dizolvate datorită frunzelor de mercur transpiratsin se poate ridica în tub până la o înălțime de 760 mm, adică. e. peste nivelul la care se ridică într-un barometru la presiunea atmosferică de 1 atm. Acest sistem este pur fizic; este complet independent de proprietățile vitale ale celulelor de plante. De fapt, transpirația are loc chiar dacă celulele stem sunt ucise prin aburi, atât timp cât frunzele nu sunt ucise. În acest dispozitiv, puteți chiar înlocui ramura cu o anumită suprafață de evaporare, de exemplu o bucată de gips. Această experiență convingătoare întărește convingerea că este transpiratsin combinație, coeziunea și tensiunea determină creșterea apei în miezurile de copaci mari (6,16).
MĂSURAREA POTENȚIALULUI DE APĂ A PLANTELOR PLANTELOR
Existența tensiunii de apă în xilem ne oferă o metodă rapidă pentru determinarea potențialului de apă al lăstarilor, potrivit pentru cercetarea pe teren. Atunci când tulpina este tăiată, tensiunea este eliminată, iar cleiul luminos care conține apă practică practică scade aproape la zero. Din acest motiv, celulele de evacuare, în prealabil în echilibru cu xilem, în care există tensiune, sunt capabile să absoarbă apă suplimentară. În timp ce aspiră această apă din xilem, soluția care umple vasele de xilem este oarecum trasă spre interior, scăzând de la marginea tăieturii. de evacuare sparte plasate în special container sigilat, cu pereți groși - o bombă pentru măsurarea presiunii negative, care aici este sa fixat astfel încât tăietura este pe exterior (6,17). La bomba, atașați un balon cu azot comprimat și începeți să creșteți treptat presiunea din interiorul acestuia. Această presiune externă aplicată la tragere crește potențialul de presiune al celulelor de evacuare, ca urmare a faptului că apa este "strânsă înapoi în xilem. Urmând procesul prin microscop, încearcă să prindă momentul în care soluția care umple vasele de xilem atinge punctul de oprire. Se crede că presiunea din interiorul bombei în acest moment este egală (dar opusă semnului) cu tensiunea care a existat în xilem înainte de tăierea tijei. Dacă vasele din xilem au fost umplute cu apă perfect pură, atunci tensiunea din ele ar fi exact egală cu potențialul de apă al celulelor de evacuare. (De fapt, în suc de xylan
prezența sărurilor dizolvate, dar concentrația lor este foarte scăzută și, prin urmare, este foarte scăzută, luând în considerare corecția.) Această metodă face posibilă determinarea rapid starea plantelor acvatice în domeniu, astfel încât este util pentru ecologiști și pentru agricultori.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: