«Өсімдіктер физиологиясы»
Өсімдіктердің топырақ ылғалын қабылдауы
жүктеу/скачать 0,68 Mb.
|
осим.физ.ДӘРІС
- Бұл бет үшін навигация:
- 3. Тамыр жүйесінің суды сіңіруіне сыртқы жағдайлардың әсері.
- Клетканың су сіңіруінің активті және пассивті механизмі.
| Өсімдіктердің топырақ ылғалын қабылдауы. Топырақ ылғалдылығы өсімдіктерге екі түрлі әсер етеді. Біріншіден, тамырдың өсуі мен тармақталуы топырақ ылғалдылығына байланысты; екіншіден, өсімдіктен ылғалды қабылдауы топырақтағы судың мөлшеріне де байланысты. Топырақ өзінің құрамындағы судың белгілі бір мөлшерін ұстап (сақтап) тұра алады. Оның бұл қабілеті топырақтың су ұстаушылық күші деп аталады. Бұл күш топырақтағы коллоидтың бөлшектерінің гидраталуына байланысты. Судың бұл бөлігі коллиодтық байланысқан су немесе гидроскопиялық су деп аталады. Орыс агрономы С.Богданов оны ылғалдың «пайызсыз қоры» деп атауы. Американ аргономдары Л. Бриггс пен Г. Шанс топырақты судың өсімдіктер қабылдай алмайтын белгілі бір мөлшерде бар кезде –ақ олар сола бастайтыны анықтады. Бұл ұғым ылғалдың пайдасыз қор ұғымына ұқсас. Топырақ коллоидтары өздерін байланыстырып тұрған гигдроскопиялық суды 50 атм күшіне дейін ұстап тұрады. Тамырдың сору күші топырақтағы бұл суды соруға жеткіліксіз болады. Гидроскопиялық судан басқа, топырақта сондай-ақ капиллярлық су да бар, ол топырақ бөлшектерінің арасындағы ұсақ капиллярларды толтырып тұрады. Топырақ, капиллярның суды 0,33 атм-ға дейінгі және одан да жоғары күшпен ұстап тұрады, сондықтан өсімдіктер мұндай суды оңай сіңіреді, өйткені тамырдың сору күші 5-15 атм-ға жетеді. Топырақ ылғалының гравитациялық суы деп аталатын тағы бір түрі бар. Топырақта мұндай су жаңбырдан немесе қондырып суарудан кейін пайда болады. Өсімдіктер топырақта кездесетін судың барлық түрін бірдей қабылдай алмайды. Ылғалдың өсімдіктер қабылдай алатын мөлшерін «сіңіре алатын су интервалы» деп атайды. Солу коэффициенті интервалдың төменгі шамасы болып табылады. Суды сіңіру шамасы оның топырақтағы қозғалғыштық дәрежесіне байланысты. Сонымен қатар тамырдың сіңіру бетінің аумағына, тамырдың қаншылықты тереңдеп өсетіндігіне және судың тамыр клеткасының қабықшалары арқылы өту жылдамдығына байланысты. Тамыр жылдамдықпен өседі.Бұл тұрғыдан алып қарағанда өсімдіктердің сумен қамтамасыз етілуі олардың өзіне байланысты. Егер топырақ құрғап, ылғалдылығы солу коэффициентіне теңелген болса, өсімдік қатаң қуаңшылыққа ұшырайды, мұндай қуаншылық оның бұдан былайғы тіршілік әрекетіне өте күшті әсер етеді. Сондықтан ауыл шаруашылық дақылдарын өсіруде топырақ ылғалдылығы солу коэффицентінің ылғалдылығынан жоғары болуы тиіс. 3. Тамыр жүйесінің суды сіңіруіне сыртқы жағдайлардың әсері. Тамырдың сипатталып өткен ерекшеліктерімен қатар, тамырдың суды сіңіруіне сыртқы ортаның температурасына, аэрация судың топырақтағы мөлшері, топырақ ерітіндісінің құрамы мен концентрациясы сияқты жағдайлары да әсер етеді. Тамыр тіршілігінен гидротропизм және хемотропизм құбылыстарын байқауға болады, мұндай құбылыстардың арқасында тамыр топырақтың су мен қоректік заттарға бай бөлігіне қарай бағытталып өседі.Тамыр жүйесінің өсуі топырақ ылғалдылығылына байланысты екендігін Н.С.Петинов дәлелдеп көрсетті. Топырақтың аса ылғалдылығы кезінде жаздық бидайдың чернолоска сортының бір өсімдігінде тамырдың суды активті сіңіретін беті 0,53 м2 ,ал ылғалдылығы аз болған жағдайда ол бар болғаны 0,31 м2 жеткен. Тамырдың суды сіңіруінде топырақ температурасы айтарлықтай роль атқарады. Бұл темекі өсімдігіне жасалған саке тәжірибелері арқылы дәлелденген болатын. Ол қыш құмырада өсірілген темекі тамырының суды сіңіру қабілетін зерттеген. Қыш құмыраның сыртына мұз байлап, бұл арқылы топырақтың температурасын төмендеткенде өсімдік солып қалған, өйткені топырақтан су нашар сіңіріледі. Ал керісінше, қыш құмырадағы топырақты 360С дейін қыздыру, өсімдіктің суды жедел сіңіруіне себепші болады. Топырақтағы ауаның құрамында оттегінің болуы тамырдың суды сіңіруіне едәуір әсер етеді. Тамырлардың тыныс алуы үшін оттек қажет Т. Соссюр оттегінің маңызын қолдан жасалған қоректік ерітіндіде өсірілген өсімдіктер негізінде көрсетіп берді. Тамырдың суды сіңіру қабілеті өсімдіктің минералды қоректенуіне де байланысты Н.С. Петинов келтірген тәжірибелерде жүргерінің «Спасовская» сорты өсірілген топырақта азот тыңайтқыштарын енгізуден 12 сағаттан кейін –ақ оның тамырларының суды сіңіруі 2 есе артқан. Жапырақтан тамырларға ассимиляттардың ағып келуі тамырдың суды сіңіруін жақсартатындығын Д.А. Сабинин дәлелдей көрсетті. Минералды тыңайтқыштар сияқты ассимиляттар да тамыр метаболизміне (зат алмасу процесі) қатысады, тамырдың тыныс алу процесін күшейтеді. Ал тыныс алу процесі мембрананың құрылымы мен атқаратын қызметін сақтап тұруға пайдаланатын энергия көзі болып табылады. Сондықтан тамыр жүйесінің суды сіңіруі зат алмасу және тыныс алу процестерімен байланысты. Тамыр жүйесінің суды сіңіруіне ықпал жасайтын көптеген факторлардың әсер ету механизмі едәуір дәрежеде тамыр клеткаларындағы метаболизм процесінің бұзылуына байланысты әр түрлі факторлардың әсер етуі мембраналар қызметінің бұзылуымен байланысты деп саналады. Су аса жеткіліксіз болған жағдайда цитоплазманың өткізгіштігі бірден кеми бастайды. Екінші жағдайды алғанда әртүрлі орта жағдайында суды сіңіру бұл процеске бейімделу әрекетінде өсімдіктердің түр ерекшеліктерінің де маңызы бар. Р. Слейчер көрсеткендей, суық климат жағдайында өсетін өсімдіктер түрлерін төменгі температура, жылы климат жағдайында өсетін өсімдіктерге қарағанда шамалы әсер етеді. Басқа өсімдіктерге қарағанда айтарлықтай зардап шегетін оттегінің жетіспеушілігі жағдайларына су өсімдіктері жақсы төзеді. Клетканың су сіңіруінің активті және пассивті механизмі.Тамыр клеткаларының сору күші әдеттегі жағдайда топырақ ерітінділерінің сору күшінен 5-6 атм артық болады. Топарықтан сіңірілген су өсімдіктен тамыры мен сабағындағы бірқатар тірі клеткалар мен іші қуыс сосудтар, тирахея мен трахеидтер арқылы өтеді. Сондықтан судың өсімдік тамырының ұшынан жапырақтың буландыру бетіне дейінгі өтетін бүкіл жолы мынадай екі артықшылықтан тұрады:
Тамырдың тірі клеткалары мен жапырақ паренхимасы Ксилеманың, трахея мен трахеидтердің сосудтары Тірі клеткалар арқылы судың жүретін жолы тірі протопластар немесе клетка қабықшалары арқылы өтеді. Клетка осмос және электроосмос күштері немесе клетка коллоидтарының ісіну күштері жатады. Бұл метаболизмге байланысты болатын активті сіңіру су сору күші аз клеткадан сору күшінің шамасындағы бұл айырмашылықты сору күшінің градиенті деп атайды, оның бағыты мен су ағысының бағытын анықтайды. Тамыр клеткаларында градиенттің болатындығын Уршпрунг анықтаған. Градиент тамыр інінен бастап эндодерма клеткаларына дейін артып отырады. Тамыр ұштарындағы клеткалардың сору күші 1,3 атм, тамыр ұшынан 18 см жоғарықты 2,4 атм, 35 см жоғарлықта -2,6 атм, 225 см қашықты -5-7 атм болады. Осмос, электроосмос және клетка коллоидтарының ісінуі деп аталатын үш процесс клетканың суды активті түрде сіңіруіне түрліше үлес қосады. Орта жағдайына қарай бұл процестердің біреуі басым болады. Клетка қабықшасы бойымен судың қозғалуы пассивті түрде өтеді, оның негізінде диффузия құбылысына жатады және ол бос кеңістік арқылы жүзеге асырылады. Клетканың бос кеңістігі жөніндегі ұғым Г. Бригс пен Р.Робертсон еңбектерінің нәтижесінде 50-жылдардың басында пайда болды. Олар О2 мен СО2 сияқты ұсақ молекулалар өсімдіктер ұлпасына жылдам және еркін дифференцияланатынын анықтады. Өсімдік ұлпасына молекулалардың еркін дифференциялануына қолайлы келетіндей көлемінің болатындығы жайлы қорытынды осылайша туды. Бұл көлемді кейініректе А. Хоуп пен П. Стивенс бос кеңістік деп атады. Әртүрлі ғалымдар бос кеңістіктің көлемін өлшеп анықтады, ол ұлпаның жалпы көлемінің 8-10 процентін құрайтын болып шықты. Клетканың бос кеңістігі қабықшаны торлап жататын өте ұсақ ультрамикроскоптық каналдардан тұрады, олар клетка аралығымен бірге бірыңғай байланысқан жүйе құрайды.Су және онда еріген ұсақ молекулалар бұл жүйеге пассивті түрде өтеді. Бос кеңістік меристемалық жас және өсуі жетілген клеткалардың қабықшаларының, тіпті ақырғы өзгеріске ұшыраған ксилема клеткаларының қабықшаларынан да табылған. Австралия ғалымдары Гафф, Чемберс және Маркус өсімдіктердің жапырағындағы су өткізгіш жолдар арқылы ғана емес, сондай-ақ одан тыс жолдар арқылы да қозғалытындығын эксперимент жолымен дәлелдеуі судың бұл ылғалы жапырақ клеткасы қабықшасының бойымен, яғни бос кеңістік арқылы қозғалатынын көрсетті. Сонымен тамыр, сабақ және жапырақты бос кеңістіктің болатындығы анықталған. жүктеу/скачать 0,68 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|