Bao gồm các khái niệm như nguồn cung cấp, chuyển động của nước trong thực vật và sự bốc hơi của nó.
Cây cần nước
Nước di chuyển qua tế bào thực vật nhu mô vỏ nãođến trụ trung tâm của rễ, sau đó dọc theo hệ thống dẫn truyền tới nhu mô lá và cuối cùng là qua các tế bào của nhu mô lá. Ở phần đầu của đường đi, nước di chuyển do lực hút của tế bào rễ tăng lên.
Sự chuyển động của nước từ chân tóc về phía tàu trung tâm Đoạn đường này rất nhỏ (phần milimét), nhưng sự di chuyển của nước dọc theo đoạn này rất khó khăn vì nước phải vượt qua sức cản của các lớp sinh vật sống. nguyên sinh chất. Điện trở này xấp xỉ bằng 1 atm trên 1 mm đường đi, do đó sự chuyển động của nước qua các tế bào sống trên khoảng cách xa hơn sẽ không đáp ứng được nhu cầu nước của thực vật.
Thật sự, thực vật, người chưa phát triển hệ thống dẫn, ví dụ như rêu, (chi tiết hơn:) có kích thước nhỏ và chỉ thích nghi với cuộc sống trong điều kiện ẩm ướt. bạn cây đất Trong quá trình tiến hóa, mô dẫn điện đã được hình thành, giúp thiết lập sự liên lạc giữa rễ hút nước và lá làm bay hơi nước.
Vải dẫn nước
Vải dẫn nước bao gồm các tàu, hoặc khí quản, Và khí quản; nó bắt đầu ở hình trụ trung tâm của rễ, đi qua toàn bộ rễ và thân và kết thúc ở dạng cành nhỏ nhất - gân, xuyên qua toàn bộ nhu mô lá.
Tàu là những ống chết được hình thành từ các tế bào sống. Các vách ngăn ngang được bảo quản trong các bình ở những khoảng cách khác nhau (từ vài mm đến một mét tùy thuộc vào loại cây) với nhau.
Sự biến mất của các vách ngăn, ngay cả ở một khoảng cách ngắn, làm tăng tốc độ chuyển động của nước lên hàng nghìn lần. Tracheids dài tế bào chết với các đầu nhọn. Trong quá trình hình thành các mạch và khí quản, màng của chúng dày lên và trở nên hóa đá, do đó chúng không bị nén dưới áp lực của các tế bào nhu mô sống xung quanh chúng.
Sự vận chuyển nước ở thực vật thân gỗ Tuy nhiên, quá trình hóa gỗ không bao giờ diễn ra liên tục: những chỗ mỏng vẫn còn trên thành mạch - lỗ chân lông, qua đó nước có thể di chuyển không chỉ lên mạch mà còn theo hướng xuyên tâm.
Nâng nước qua tàu
Nâng nước qua tàu có thể được chứng minh bằng thí nghiệm sau. Nếu bạn loại bỏ vòng vỏ khỏi cành đã cắt và đặt trong nước cao hơn mực nước, lá của nó sẽ không bị héo vì các mạch nằm trong gỗ.
Sự chuyển động của nước trong các mạch thường theo hướng từ dưới lên trên và do đó được gọi là dòng điện tăng.
Đoạn cuối cùng của đường nước chảy qua nhu mô lá đi dọc theo còn sống
tế bào. Nước di chuyển thẩm thấu qua tế bào thịt lá của lá đến các tế bào cuối cùng giáp với lá. nội bào. Đoạn này của cuộc hành trình, giống như đoạn đầu tiên, rất ngắn.
Nếu một cành cây đã cắt được đậy kín trong một ống thủy tinh chứa đầy nước và hạ đầu dưới của nó vào một bình thủy ngân thì khi nước bay hơi khỏi cành, thủy ngân trong ống sẽ dâng lên.
Từ kinh nghiệm này, rõ ràng là sự chuyển động của nước qua cây chủ yếu được xác định sự thoát hơi nước, (chi tiết hơn:), và không chỉ áp lực rễ.
Khi nước bốc hơi khỏi bề mặt lá, tế bào sẽ phát triển lực hút. Giá trị của nó càng lớn thì lượng nước còn lại trong tế bào lá càng ít. Lực hút tạo ra này duy trì sự chuyển động liên tục của nước trong nhà máy.
Vận chuyển các chất trong cây Các lực làm nước chuyển động
Như vậy, lực làm nước di chuyển, nằm ở hai đầu của hệ thống dẫn điện: rễ bơm nước, công của nó gọi là động cơ đầu cuối và lực hút nước của lá - động cơ đầu cuối.
Cả hai động cơ đều hoạt động cùng chiều và có thể thay thế, bổ sung cho nhau. Trong thời gian nắng nóng gay gắt vào mùa hè và hạn hán, nguồn cung cấp nước cho cây là do lực hút của quá trình thoát hơi nước.
Áp lực rễ
Khi đất giàu nước và không khí giàu hơi nước thì nước dâng lên được đảm bảo bằng lực áp lực rễ,(chi tiết hơn: ). Vì vậy, tùy theo điều kiện môi trường bên ngoài Vai trò chính thuộc về động cơ này hoặc động cơ đầu kia.
Các sợi nước không bị đứt dưới tác dụng của trọng lực, mặc dù thực tế là khi mạnh chúng ở trạng thái căng. Điều này được giải thích là do lực bám dính của các phân tử nước đạt 300-350 atm và do không có không khí trong bình nên tính toàn vẹn của dòng nước không bị gián đoạn.
Tốc độ dòng nước
Tốc độ dòng nước phụ thuộc vào cấu trúc của các phần tử dẫn nước. Nước di chuyển nhanh hơn trong các mạch và tốc độ di chuyển của nó phụ thuộc vào đường kính của các mạch: nó càng nhỏ thì nước sẽ di chuyển càng chậm.
Sự chuyển động của nước trong cây xảy ra do hoạt động của hai động cơ đầu trên và dưới và lực bám dính đảm bảo tính toàn vẹn của các sợi nước.
Ở những phần trên mặt đất của cây, nước dâng lên qua xylem.
Ở cây lá kim, nó di chuyển dọc theo khí quản, ở cây rụng lá, nó di chuyển qua các ống hút.
Tôi cũng sẽ cho tracheids. Những tế bào này thích nghi tốt cho mục đích này: chúng thon dài, thiếu tế bào chất và rỗng bên trong, tức là. Chúng giống như những ống dẫn nước. Lignified thứ cấp vách tế bàoĐộ bền kéo đủ để chịu được sự chênh lệch áp suất rất lớn xảy ra khi nước dâng lên đỉnh cây cao. Trong xylem của cây trưởng thành, nước được vận chuyển chủ yếu bởi các lớp ngoại vi của nó - dác gỗ.
Động lực Dòng nước đi lên trong các bộ phận dẫn điện của xylem là độ dốc của thế năng nước xuyên qua cây từ đất đến khí quyển. Nó được duy trì nhờ độ dốc tiềm năng thẩm thấu trong tế bào rễ và sự thoát hơi nước. Sự hấp thụ nước của rễ đòi hỏi năng lượng trao đổi chất. Năng lượng bức xạ mặt trời được sử dụng để thoát hơi nước.
ations. Thoát hơi nước là chính động lực dòng nước đi lên, nhờ nó trong xylem xuất hiện áp lực tiêu cực, tức là căng thẳng. Do sự bám dính (sự gắn kết) của các phân tử nước với nhau và sự tác động của lực bám dính (sự kết dính) nên nó ĐẾN thành mạch ưa nước, cột nước trong xylem liên tục. Sự kết hợp của sự thoát hơi nước, sự gắn kết và sức căng khiến nước dâng lên trong thân cây cao. Ở hầu hết các loài thực vật thân gỗ, dòng nước trong thân cây chuyển động theo hình xoắn ốc. Điều này là do cấu trúc vĩ mô của thân cây. Tốc độ tuyến tính của dòng điện đi lên dao động từ 1 - 6 m/h ở các loài cây lá kim và mạch rải rác đến 25 - 60 m/h ở các loài có mạch vòng. Nó cung cấp cho tất cả các tế bào thực vật sống nước và các nguyên tố khoáng.
Hàm lượng nước trong gỗ của hầu hết các loại cây thân gỗ tăng dần từ trong thân ra ngoài và từ gốc thân. ĐẾN hàng đầu của nó. Bên trong vương miện, lượng nước tăng dần từ trên xuống dưới. Những thay đổi mạnh mẽ Hàm lượng nước trong gỗ được quan sát quanh năm. Vì vậy, cây gỗ lá kim có độ ẩm thấp nhất trong những tháng hè, cao nhất là vào mùa đông. Độ ẩm của tâm gỗ hầu như không thay đổi và duy trì ở mức thấp nhất. Ở vùng rụng lá loài cây Hai thời kỳ độ ẩm thấp đã được ghi nhận - mùa hè và nửa sau mùa đông, và hai thời kỳ độ ẩm tăng lên - mùa xuân khi nhựa chảy và mùa đông - vào nửa đầu mùa đông. Trong ngày vào mùa hè, độ ẩm cao nhất được quan sát thấy vào buổi sáng và thấp nhất vào buổi trưa.
10.4. Thoát hơi nước
Cơ quan thoát hơi nước chính là lá. Do tế bào lá mất nước nên thế năng nước của chúng giảm, tức là. lực hút tăng lên. Như vậy, động cơ phía trên,đảm bảo sự chuyển động của nước lên cây được tạo ra và duy trì nhờ lực hút cao của các tế bào thoát hơi nước của nhu mô lá. Vai trò sinh lý của sự thoát hơi nước tóm tắt như sau: 1) tăng sức hút của các tế bào đang bay hơi và tạo ra dòng nước liên tục qua cây;
2) thúc đẩy sự chuyển động của nước và khoáng chất hòa tan trong đó và một phần chất hữu cơ từ rễ đến các bộ phận trên mặt đất của cây; 3) bảo vệ lá khỏi quá nóng thẳng tia nắng; 4) ngăn không cho tế bào bị bão hòa hoàn toàn với nước, vì với lượng nước thiếu hụt nhỏ (lên đến 5%), nó được tối ưu hóa cả một loạt các quá trình trao đổi chất.
Sự thoát hơi nước có thể là khí khổng, biểu bì và vỏ não (ngoài da). Sự bay hơi của nước như hiện tượng vật lý, tức là chuyển nước từ trạng thái lỏng thành hơi, xảy ra trong các khoảng gian bào của lá tính từ bề mặt tế bào thịt lá. Hơi nước thu được được giải phóng vào khí quyển thông qua khí khổng. Cái này sự thoát hơi nước của khí khổng.
Khí khổng là đường dẫn chính của hơi nước, CO và O. Chúng có thể nằm ở cả hai mặt của lá, nhưng có những loài khí khổng chỉ nằm ở mặt dưới của lá. Trung bình, số lượng khí khổng dao động từ 50 đến 500 trên 1 mm." Sự thoát hơi nước từ bề mặt lá qua khí khổng xảy ra với tốc độ gần như tương đương với tốc độ thoát hơi nước từ bề mặt nước sạch.
Sự mất hơi nước qua lớp biểu bì lá khi khí khổng mở thường rất nhỏ so với tổng lượng thoát hơi nước. Nhưng nếu khí khổng đóng lại, ví dụ như trong một đợt hạn hán, sự thoát hơi nước của lớp biểu bì mua lại quan trọng trong chế độ nước của nhiều loài thực vật. Sự thoát hơi nước của lớp biểu bì phụ thuộc
rây phụ thuộc vào độ dày của lớp biểu bì và rất khác nhau giữa các loài khác nhau.
Ở những lá non, nó chiếm khoảng một nửa tổng lượng thoát hơi nước; ở những lá trưởng thành, với lớp biểu bì khỏe hơn, nó không vượt quá 10%.
Một số nước được giải phóng do sự thoát hơi nước của thận và cơ quan sinh sản. Đôi khi những tổn thất này có thể rất đáng kể: ví dụ, giỏ hoa hướng dương, quả anh túc và quả tiêu thoát hơi nhiều hơn lá của những cây này trong cùng điều kiện. Nước bốc hơi từ bề mặt cành và thân cây gỗ qua lớp đậu lăng và các lớp bần bao quanh chúng. Cái này nút chai, hoặc ngoại bì, xuyên pyraia. Do sự thoát hơi nước của cành và chồi vào thời gian mùa đông Các trường hợp thường được quan sát thấy khi mất nước đáng kể dẫn đến ngọn cây gỗ bị khô.
Tốc độ thoát hơi nước và trao đổi khí nói chung được điều chỉnh bởi khí khổng. Mức độ mở của khí khổng phụ thuộc vào độ chiếu sáng, hàm lượng nước trong mô lá, nồng độ CO2 trong khoảng gian bào và các yếu tố khác, tùy thuộc vào các yếu tố kích hoạt cơ chế vận động (ánh sáng hoặc thời điểm bắt đầu thiếu nước trong mô lá). ), có bức ảnh- Và có tính thủy hóa Ust-chuyển động của nó. Trong ánh sáng, quá trình quang hợp bắt đầu ở lục lạp của các tế bào bảo vệ, làm giảm hàm lượng CO2 tích lũy trong tế bào qua đêm. Trong trường hợp này, ATP tích lũy và tinh bột được chuyển hóa thành đường, do đó
bơm ion bơm kali từ các tế bào lân cận. Nhờ đó, lực hút của tế bào khí khổng có tác dụng hút nước và tăng sức trương tăng mạnh. Tất cả điều này góp phần vào việc mở khí khổng. Khi xảy ra tình trạng thiếu nước, hàm lượng của một trong các hormone, axit abscisic, sẽ tăng lên; , dưới tác dụng của nó, các chất hòa tan khác chảy ra ngoài, dẫn đến đóng cửa khí khổng. Cơ chế này cho phép bạn bảo vệ cây khỏi mất nước quá nhiều.
Dấu hiệu của sự thoát hơi nước là cường độ - lượng nước bay hơi trên một đơn vị thời gian trên một đơn vị khối lượng ướt hoặc khô hoặc bề mặt lá (mg/dm2h, g/m2h hoặc mg/g h).
Số gam chất khô tạo thành khi 1 lít nước bay hơi gọi là năng suất thoát hơi nước. Dưới sự thoát hơi nướcđược hiểu là tổng lượng thất thoát thoát hơi nước của tất cả thực vật trong quần xã cộng với sự bốc hơi (bốc hơi) vật lý từ bề mặt đất và thực vật, đặc biệt là từ thân và cành cây. Đối với diện tích rừng khu vực miền Trungở khu vực châu Âu của Nga, lượng thoát hơi nước trung bình của thân cây là 50 - Bốc hơi 60%, lớp phủ mặt đất - 15-25%, bốc hơi từ bề mặt đất và thực vật - 25 - 35%.
Sự thoát hơi nước của tán cây được sử dụng để làm khô gỗ sau khi cắt. Gỗ mới cắt từ một số loài cây (thông, bạch dương, cây dương, v.v.) nặng đến mức chìm xuống khi đi bè. Đồng thời, gỗ khô hơn và do đó nhẹ hơn cùng loại có thể được vận chuyển thành công trên một quãng đường dài. Để khô, cây bị đốn được để nguyên ngọn nằm trong rừng từ 10 - 15 ngày. Cây tiếp tục sống dựa vào nguồn nước dự trữ bên trong và chất dinh dưỡng, và thoát hơi nước trên lá. Lượng nước tự do trong thân cây giảm đi. Khối lượng 1 m3 gỗ giảm trong một thời gian xác định là 25 - 30%, làm tăng mạnh khả năng nổi của gỗ. Việc trượt và vận chuyển của nó cũng được thực hiện dễ dàng hơn. Được biết, sau khi đi bè, gỗ sấy khô trước sẽ khô nhanh hơn gỗ chưa được sấy khô trước khi đi bè.
Cường độ thoát hơi nước bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố: lượng nước sẵn có cho rễ cây, độ ẩm không khí, nhiệt độ, gió. Khi thiếu nước trong đất, tốc độ thoát hơi nước của cây gỗ giảm rõ rệt. Trên đất ngập nước, quá trình này, mặc dù có lượng nước dồi dào, nhưng ở cây cũng giảm khoảng 1,5 - 2 lần, liên quan đến hệ thống rễ được thông khí kém. Sự thoát hơi nước cũng giảm khi đất bị làm mát mạnh do tốc độ hấp thụ nước giảm. Thiếu hay thừa nước, độ mặn hoặc đất lạnh không chỉ ảnh hưởng đến tốc độ thoát hơi nước mà thông qua ảnh hưởng của chúng đến sự hấp thụ nước của hệ thống rễ.
Ánh sáng và độ ẩm không khí có tác động mạnh mẽ đến sự thoát hơi nước. Ánh sáng làm tăng độ mở của khí khổng. Cường độ thoát hơi nước ngay cả trong điều kiện ánh sáng khuếch tán tăng 30 - 40%. Trong bóng tối, cây thoát hơi nước ít hơn hàng chục lần so với khi có ánh sáng đầy đủ. Ánh sáng mặt trời. Sự gia tăng độ ẩm tương đối dẫn đến giảm mạnh cường độ thoát hơi nước của tất cả các loại đá. Theo định luật Dalton, lượng nước bay hơi tỷ lệ thuận với sự thiếu hụt độ bão hòa hơi nước trong không khí.
Nhiệt độ không khí ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sự thoát hơi nước. Tác động trực tiếp liên quan đến việc làm nóng tấm và tác động gián tiếp là thông qua sự thay đổi độ đàn hồi của hơi bão hòa không gian. Khi nhiệt độ tăng, lượng hơi trong không khí giảm và sự thoát hơi nước tăng lên. Gió làm tăng sự thoát hơi nước bằng cách mang hơi nước ra khỏi lá, tạo ra độ bão hòa không khí trên bề mặt của chúng.
Trong tự nhiên luôn có sự phức tạp của các yếu tố. Trong ngày, độ chiếu sáng, nhiệt độ và độ ẩm không khí thay đổi dẫn đến cường độ thoát hơi nước thay đổi (Hình 10.2). Ở nhiệt độ và độ ẩm vừa phải, hàm lượng nước trong lá giảm nhẹ - 10 - 15%. Vào ngày nắng nóng, hàm lượng nước trong lá giảm so với định mức từ 25% trở lên.
Cơm. 10.2. Quá trình thoát hơi nước hàng ngày ở các nguồn cung cấp độ ẩm khác nhau cho cây trồng:
A - sự bốc hơi từ mặt nước tự do; B - thoát hơi nước khi được cung cấp đủ độ ẩm; B - thiếu ẩm vào buổi trưa; G - thiếu nước sâu; D - trong một đợt hạn hán kéo dài.
Có hàng ngày và còn lại thiếu nước. Thiếu nước ban ngày được quan sát vào giữa trưa ngày hè. Theo quy luật, nó không làm gián đoạn đáng kể đời sống của thực vật. Sự thiếu nước dư thừa được quan sát vào lúc bình minh và chỉ ra rằng trữ lượng nước lá chỉ phục hồi một phần trong đêm do độ ẩm của đất thấp. Trong trường hợp này, lúc đầu cây bị héo nặng, sau đó khi hạn hán kéo dài chúng có thể chết.
1. Điều gì tạo nên chế độ nước của cây?
2. Rễ hút nước như thế nào?
3. Áp suất rễ biểu hiện như thế nào?
4. Cây có những dạng độ ẩm nào trong đất?
5. Nước dâng lên ngọn cây cao như thế nào?
6. Thoát hơi nước là gì và nó diễn ra như thế nào?
7. Cây điều hòa sự thoát hơi nước như thế nào?
8. Những yếu tố môi trường nào ảnh hưởng đến cường độ thoát hơi nước?
DINH DƯỠNG KHOÁNG.
Động cơ chính của dòng nước
Sự hấp thụ nước của hệ thống rễ xảy ra do hoạt động của hai động cơ cuối của dòng nước: phía trênđộng cơ đầu cuối hoặc lực hút bay hơi (thoát hơi nước) và động cơ đầu dưới hoặc động cơ gốc. Lực chính gây ra dòng chảy và chuyển động của nước trong cây là lực hút thoát hơi nước, dẫn đến sự chênh lệch thế năng nước. Thế năng nước là thước đo năng lượng mà nước sử dụng để di chuyển. Thế năng nước và lực hút là như nhau giá trị tuyệt đối, nhưng ngược dấu. Độ bão hòa nước của một hệ thống nhất định càng ít thì thế năng nước của nó càng ít (âm hơn). Khi cây mất nước trong quá trình thoát hơi nước, các tế bào lá trở nên không bão hòa nước và kết quả là lực hút xuất hiện (thế nước giảm). nhập học nước đang đến theo hướng lực hút lớn hơn hoặc thế năng nước ít hơn.
Vì vậy, động cơ đầu cuối phía trên của dòng nước trong cây là lực hút của sự thoát hơi nước của lá và công của nó ít liên quan đến hoạt động sống còn của hệ thống rễ. Thật vậy, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng nước có thể xâm nhập vào chồi qua cây chết hệ thống gốc, và trong trường hợp này sự hấp thụ nước thậm chí còn tăng tốc.
Ngoài động cơ đầu cuối của dòng nước, còn có động cơ đầu cuối của dòng nước trong thực vật. Điều này được chứng minh rõ ràng bằng ví dụ về các hiện tượng như Rút ruột.
Lá của cây có tế bào bão hòa nước, trong điều kiện độ ẩm không khí cao, ngăn chặn sự bay hơi, tiết ra nước dạng lỏng với một lượng nhỏ chất hòa tan - ruột. Chất lỏng được giải phóng thông qua đặc biệt khí khổng nước- hướng dẫn. Chất lỏng được giải phóng là gutta. Do đó, quá trình rút ruột là kết quả của dòng nước chảy một chiều xảy ra khi không có sự thoát hơi nước và do đó gây ra bởi một số nguyên nhân khác.
Có thể đi đến kết luận tương tự khi xem xét hiện tượng khóc thực vật. Nếu bạn cắt chồi của cây và gắn một ống thủy tinh vào đầu đã cắt, chất lỏng sẽ dâng lên qua ống. Phân tích cho thấy đây là nước có chất hòa tan - nhựa cây. Trong một số trường hợp, đặc biệt là vào mùa xuân, người ta cũng thấy tiếng kêu khi cắt cành cây. Các xác định đã chỉ ra rằng thể tích chất lỏng (nhựa) giải phóng lớn hơn nhiều lần so với thể tích của hệ thống rễ. Như vậy, khóc không chỉ đơn giản là sự rò rỉ chất lỏng do vết cắt. Tất cả những điều trên dẫn đến kết luận rằng tiếng khóc, giống như sự rút ruột, có liên quan đến sự hiện diện của dòng nước một chiều qua hệ thống rễ, không phụ thuộc vào sự thoát hơi nước. Lực gây ra dòng nước một chiều qua các bình chứa các chất hòa tan, không phụ thuộc vào quá trình thoát hơi nước, được gọi là áp suất rễ. Sự hiện diện của áp lực rễ cho phép chúng ta nói về động cơ cấp thấp hơn của dòng nước. Có thể đo áp suất rễ bằng cách gắn đồng hồ đo áp suất vào đầu bên trái sau khi cắt bỏ các phần trên mặt đất của cây hoặc bằng cách đặt hệ thống rễ vào một loạt dung dịch có nồng độ khác nhau và chọn dung dịch ngừng chảy nước. Hóa ra áp suất rễ xấp xỉ 0,1 - 0,15 MPa (D.A. Sabinin). Quyết định được đưa ra nhà nghiên cứu Liên Xô L.V. Mozhaeva, V.N. Zholkevich đã chỉ ra rằng nồng độ của dung dịch bên ngoài làm ngừng khóc cao hơn đáng kể so với nồng độ của pasok. Điều này cho phép chúng tôi bày tỏ quan điểm rằng việc khóc có thể đi ngược lại độ dốc nồng độ. Người ta cũng chứng minh rằng khóc chỉ xảy ra trong những điều kiện mà tất cả các quá trình sống của tế bào diễn ra bình thường. Không chỉ việc tiêu diệt các tế bào rễ mà còn làm giảm cường độ hoạt động sống còn của chúng, chủ yếu là cường độ hô hấp, khiến chúng ngừng kêu. Trong trường hợp không có oxy, dưới ảnh hưởng của chất độc đường hô hấp và khi nhiệt độ giảm xuống, trẻ sẽ ngừng khóc. Tất cả những điều trên cho phép D.A. định nghĩa sau: cây khóc- Đây là dòng chảy một chiều của nước và chất dinh dưỡng trong suốt cuộc đời, tùy thuộc vào quá trình xử lý hiếu khí của các chất đồng hóa. D.A. Sabinin đã đề xuất một sơ đồ giải thích cơ chế dòng nước một chiều trong rễ. Theo giả thuyết này, tế bào rễ bị phân cực theo một hướng nhất định. Điều này được thể hiện ở chỗ ở các ngăn khác nhau của cùng một tế bào, các quá trình trao đổi chất là khác nhau. Trong một phần của tế bào diễn ra các quá trình phân hủy mạnh mẽ, đặc biệt là tinh bột thành đường, do đó nồng độ nhựa tế bào tăng lên. Ở đầu đối diện của tế bào, quá trình tổng hợp chiếm ưu thế, do đó nồng độ các chất hòa tan trong phần này của tế bào giảm đi. Cần phải lưu ý rằng tất cả các cơ chế này sẽ chỉ hoạt động nếu có đủ lượng nước trong môi trường và quá trình trao đổi chất không bị suy giảm.
Theo một giả thuyết khác, sự phụ thuộc của tiếng kêu của cây vào cường độ hô hấp là gián tiếp. Năng lượng của quá trình hô hấp được sử dụng để cung cấp ion cho các tế bào của vỏ não, từ đó chúng được giải hấp vào các mạch xylem. Kết quả là nồng độ muối trong mạch xylem tăng lên, gây ra dòng nước.
Sự di chuyển của nước qua cây
Nước được tế bào rễ hấp thụ, dưới tác động của sự chênh lệch thế năng nước phát sinh do thoát hơi nước, cũng như lực ép của rễ, sẽ di chuyển đến các con đường xylem. Theo ý tưởng hiện đại, nước trong hệ thống rễ không chỉ di chuyển qua các tế bào sống. Trở lại năm 1932, nhà sinh lý học người Đức Munch đã phát triển ý tưởng về sự tồn tại trong hệ thống rễ của hai khối tương đối độc lập mà nước di chuyển qua đó - apoplast và Symlast. Apoplast –Đây là khoảng trống của rễ, bao gồm các khoảng gian bào, màng tế bào và mạch xylem. Đơn giản –Đây là tập hợp các nguyên mẫu của tất cả các tế bào, được giới hạn bởi màng bán thấm. Nhờ có rất nhiều plasmodesmata kết nối nguyên sinh chất của từng tế bào, nên synlast là hệ thống thống nhất. Apoplast dường như không liên tục mà được chia thành hai tập. Phần đầu tiên của apoplast nằm ở vỏ rễ trước các tế bào nội bì, phần thứ hai nằm ở phía bên kia của tế bào nội bì và bao gồm các mạch xylem. Các tế bào nội bì, nhờ vành đai Casparian, tạo thành một rào cản đối với sự di chuyển của nước qua không gian tự do (khoảng gian bào và màng tế bào). Để đi vào mạch gỗ, nước phải đi qua màng bán thấm và chủ yếu dọc theo apoplast và chỉ một phần dọc theo Symlast. Tuy nhiên, ở tế bào nội bì, sự chuyển động của nước dường như xảy ra dọc theo tế bào nội bì. Tiếp theo, nước đi vào mạch xylem. Sau đó sự chuyển động của nước xảy ra thông qua hệ thống mạch máu của rễ, thân và lá.
Từ các mạch của thân, nước di chuyển qua cuống lá hoặc bẹ lá vào trong lá. TRONG phiến lá mạch dẫn nước nằm trong tĩnh mạch. Các tĩnh mạch dần dần phân nhánh và trở nên nhỏ hơn. Mạng lưới gân lá càng dày đặc thì sức cản của nước khi di chuyển đến tế bào thịt lá của lá càng ít. Đôi khi có rất nhiều nhánh gân lá nhỏ cung cấp nước cho hầu hết mọi tế bào. Toàn bộ nước trong tế bào đều ở trạng thái cân bằng. Nói cách khác, về độ bão hòa nước, có sự cân bằng giữa không bào, tế bào chất và màng tế bào, thế năng nước của chúng bằng nhau. Nước di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác do độ dốc của lực hút.
Tất cả nước trong nhà máy đại diện cho một hệ thống liên kết duy nhất. Vì giữa các phân tử nước có lực bám dính(sự gắn kết), nước dâng lên đến độ cao lớn hơn 10 m. Lực bám dính tăng lên do các phân tử nước có ái lực với nhau lớn hơn. Lực dính cũng tồn tại giữa nước và thành bình.
Mức độ căng của các sợi nước trong bình phụ thuộc vào tỷ lệ giữa các quá trình hấp thụ và bay hơi nước. Tất cả điều này cho phép sinh vật thực vật duy trì một hệ thống nước duy nhất và không nhất thiết phải bổ sung từng giọt nước bay hơi.
Trong trường hợp không khí đi vào từng đoạn riêng lẻ của bình, chúng dường như sẽ tắt tổng hiện tại dẫn nước. Đây là đường di chuyển của nước qua nhà máy (Hình 1).
Cơm. 1. Đường đi của nước trong cây.
Tốc độ di chuyển của nước trong toàn bộ cây thay đổi trong ngày. Vào ban ngày nó lớn hơn nhiều. Đồng thời các loại khác nhau thực vật khác nhau về tốc độ di chuyển của nước. Sự thay đổi nhiệt độ và việc đưa vào các chất ức chế trao đổi chất không ảnh hưởng đến chuyển động của nước. Đồng thời, quá trình này, như người ta mong đợi, phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ thoát hơi nước và đường kính của các mạch dẫn nước. Trong các bình rộng hơn, nước gặp ít lực cản hơn. Tuy nhiên, phải tính đến việc bọt khí có thể lọt vào các bình rộng hơn hoặc có thể xảy ra một số xáo trộn khác trong dòng nước.
Video: Sự chuyển động của nước và chất hữu cơ dọc theo thân cây.