Процесс транспирации у разных сортов рода Cucurbita - Биология и естествознание курсовая работа
Главная
Биология и естествознание
Процесс транспирации у разных сортов рода Cucurbita
Общая характеристика рода Cucurbita. Краткая историческая справка изучения процессов транспирации. Определение продуктивности транспирации и транспирационного коэффициента у представителей рода Cucurbita. Характеристика водного баланса растения.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Глава I. Общая характеристика рода Cucurbita
Глава II. Краткая историческая справка изучения процессов транспирации
II.-2. Единицы измерения транспирации
Глава III. Общая характеристика водного баланса растения
III.-1. Транспирация. Её виды и значение
III.-2. Лист как орган транспирации
III.-3.Влияние внешних и внутренних факторов на транспирацию и транспирационный коэффициент
Глава IV. Определение продуктивности транспирации и транспирационного коэффициента у представителей рода Cucurbita в искусственных условиях
IV.-1. Методика постановки и проведения эксперимента
IV.-3. Ход эксперимента и его результат
Актуальность исследования. Для своего существования клетки и растительный организм в целом должны содержать определенное количество воды. В процессе эволюции, при выходе растений на сушу, вырабатываются механизмы поглощения воды корнем, системы ее транспорта и приспособления, уменьшающие транспирацию. Однако вода в растительном организме непрерывно теряется в процессе испарения, который в естественных условиях обитания вида может достигать огромных размеров. Чтобы возместить потери, в растение непрерывно должна поступать вода. Следовательно, изучение вопросов водного режима растительного организма имеет существенное значение в поисках путей экономного и продуктивного расходования воды, направленных на обеспечение оптимальных условий при формировании урожая. Выяснение физиологических особенностей, определяющих транспирацию,-- важнейшая задача, разрешение которой имеет большое не только теоретическое, но и практическое значение, важное для сельскохозяйственной практики. Исходя из выше сказанного тему работы можно считать актуальной (Решецкий, 2000).
Цель исследования: определить продуктивность транспирации и транспирационного коэффициента у представителей рода Cucurbita в искусственных условиях.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Дать общую характеристику рода Cucurbita.
2. Изучить вопросы транспирации в историческом аспекте. Выделить методы ее изучения.
3. Охарактеризовать водный баланс растительного организма.
4. Определить продуктивность транспирации и транспирационного коэффициента у представителей рода Cucurbita.
Объект исследования - сорта тыквы: Тыква Хуторянка, Кустовая оранжевая и Грибовская кустовая 189.
Предмет исследования - процесс транспирации у разных сортов рода Cucurbita.
Материал и методы: в работе использовалась методика, описанная Н. В. Пильщиковой (Третьяков, Карнаухова, Паничкин, 1990), а также методы анализа, наблюдения, математической обработки данных.
Использованы материалы: пятинедельные сорта представителей рода Cucurbita. Технические весы, сушильный шкаф, кристаллизаторы, калька, фильтровальная бумага, стеклянные стаканчики.
Значимость: данные вопросы являются актуальными в растениеводстве, садоводстве и в различных отраслях сельского хозяйства.
Объем и структура работы: работа состоит из введения, 4 глав, выводов, литературы и приложений, которые располагаются на 44 страницах печатного текста. Также в работе присутствуют 9 фотографий, 3 картинки и 1 таблица.
ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РОДА CUCURBITA
Род Cucurbita L. по классификации К. Линнея представлен 3 культурными видами. Американский ученый Бейли описал 18 диких видов тыквы, большинство из них происходят из Мексики, Гватемалы, Гондураса и южных штатов США. По эколого-географической классификации видового и сортового разнообразия тыквы, разработанной работниками ВИР им. Н. И. Вавилова и опубликованной А. И. Филовым, род Тыква представлен 5 культурными и 16 дикорастущими видами (Вавилов,1965). В культуре наиболее известны 3 вида тыквы: крупноплодная, мускатная, твердокорая.
Морфологическая характеристика. Тыквы -- однолетние травянистые растения со стелющимся стеблем, достигающим у отдельных видов длины до 10 м и более. Основные боковые ветви, как правило, длиннее главного стебля, на многочисленных ответвлениях 1-, 2- и 3-го порядков расположены плоды. У некоторых видов тыквы имеются кустовые формы с укороченным стеблем.
Корневая система тыквы сильно развита и распространяется далеко в стороны. Главный корень -- стержневой, в богатых условиях он достигает длины до 1 м, от него на глубине 20-40 см отходят 10-12 горизонтальных боковых корней, которые в благоприятных условиях достигают у крупноплодной и мускатной тыквы -- 4-5 м. Корневая система у тыквенных состоит из множества мелких корней и корневых мочек, охватывающих большие объемы почвы, что позволяет в условиях богары при минимальных осадках (250-300 мм) получать неплохой урожай (Тутаюк, 1972).
Листья у тыквы длинночерешковые, очередные, цельнокрайние или выемчатые, опушенные в различной степени. Более устойчивые к жаре и засухе сорта имеют сильно рассеченную листовую пластинку. У некоторых форм под эпидермисом может образовываться воздухоносная ткань -- аэренхима, предохраняющая листья от перегревов (иногда участки аэренхимы на поверхности листа огородники ошибочно принимают за следы распространения заболеваний) (Хржановский, 1982).
Цветки чаще всего однополые, одиночные, встречаются гермафродитные. Общее число мужских цветков на растении в 20-25 раз превышает количество женских. Мужские цветки у тыквы расположены на главном стебле, а женские -- чаще на боковых отплетках 1-го порядка.
Плод -- многосемянная ложная ягода (тыквина), достигающая огромных размеров. Форма (от круглой до змеевидной) и окраска плодов тыквы очень разнообразны. Семенная полость тыквы частично или полностью заполнена плацентами с семенами. Окраска мякоти от чисто-белой и кремовой до оранжевой и красновато-желтой (Еленевский, 2000).
Семена белые, кремовые и желтые, различной формы и величины. В среднем масса до 420 г. Семена сохраняют всхожесть до 6-8 лет.
Биологические особенности. Тыквенные культуры весьма требовательны к температурным условиям, особенно мускатная тыква. Большей холодостойкостью обладают кабачки и крупноплодная тыква. Для нормального роста и плодоношения тыквенных необходимо 30-33°С, при понижении ее задерживается рост и плохо идет завязывание плодов. Отрицательные температуры убивают всходы тыквы, а для взрослых растений губительно длительное (5-10 дней) воздействие температуры до 10°С (Нога, 1976).
Тыквенные растения, происходящие из жарких степных и полупустынных районов, имеют мощную, сильно разветвленную корневую систему, позволяющую извлекать влагу из большого объема почвы. Поверхностные горизонтальные корни, покрытые корневыми волосками, обладающими большой сосущей силой, помогают полностью использовать влагу в период вегетации. Поэтому, несмотря на большой расход влаги на испарение (транспирационный коэффициент 700), мускатная тыква, например, успешно переносит засуху тропических и субтропических пустынь. Жаростойкость тыквенных обусловлена опушением на листьях, развитием воздухоносных тканей, а также тем, что свертывание белков в листьях тыквы наступает при температуре 64-65°С, что допускает их перегрев на 15-16°С по отношению к температуре окружающего воздуха (Тахтаджян, 1981).
Тыквенные культуры отрицательно относятся к избытку влаги в почве и воздухе, а к свету очень требовательны -- они не мирятся ни с каким затенением. Наиболее благоприятная длина дня -- 10-12 ч, а в период от всходов до образования первых листьев -- 9-10 ч, что ускоряет образование женских цветков.
Через 50-55 дней после всходов распускаются мужские цветки, а через 7-10 дней после них -- женские, которых бывает у тыквы до 7% от общего числа. У кустовых твердокорых тыкв (крукнека и цуккини) женских цветков значительно больше (до 40-50%). Мужской цветок живет 1 день, а женский, если он не был оплодотворен, засыхает на следующий день после того, как откроется.
Бахчевые культуры опыляются насекомыми: утром -- муравьями, а после обеда -- пчелами, шмелями и др.
Использование. Плоды этих растений ценят за высокое содержание углеводов (8-22%), главным образом сахаров. Кроме того, большинство культур отличается высокой урожайностью.
Благодаря сбалансированному содержанию углеводов, белков, минеральных солей, витаминов и разнообразных ферментов кушанья из плодов тыквы легко усваиваются организмом и способствуют улучшению усвоения других продуктов питания. Давно известны лечебные свойства плодов тыквы, ее рекомендуют при заболеваниях желудка. Специальные сорта тыквы выращивают на корм животным.
Хорошо вызревшие плоды специальных сортов тыквы могут храниться до года, не теряя пищевых качеств. Плоды тыквенных культур дозревают в процессе транспортировки и часто являются предметом экспорта из стран субтропиков и тропиков (Скрипников, 1993).
Сорта (http://common.narod.ru/sem/kora.html):
· скороспелые - Алтайская 47, Xрючекутская 27, Грибовская кустовая 189, Уфимская, Лечебная, Улыбка, Веснушка.
· среднеранние - Россиянка, Крошка.
· среднеспелые - Донская, Гибрид 72, Крупноплодная 1, Рекорд, Троянда, Хуторянка, Миндальная 35, Мозолеевская 49.
· позднеспелые - Витаминная, Грибовская зимняя, Зимняя сладкая, Мускатная, Столовая зимняя 5.
· любительские сорта - Ананасная, Медовая и другие.
Крупноплодная тыква (Cucurbita maxima Ouch.) (рис.1, прил. I) -- однолетнее растение с очень крупными плодами, с цилиндрической плодоножкой, позволяющей отличать ее от тыквы твердокорой с граненой плодоножкой. Мякоть плодов отдельных сортов содержит до 15% сахара и до 40 мг/ 100 г каротина. Подвидов 4: дикорастущий, американский, китайский и старосветский, 3 разновидности последнего подвида возделывают в умеренной зоне СССР.
Тыкву крупноплодную наиболее широко возделывают в центре происхождения -- в Перу, Боливии, Северном Чили. Встречается много ее разновидностей и сортов в тропиках и субтропиках в обоих полушариях. Вторичным центром сортового разнообразия тыквы крупноплодной является Индия.
Мускатная тыква (Cucurbita moschata Duch.) (рис.2, прил. I) -- однолетнее растение. Плодоножка твердая, гладкая, 5-гранная, расширенная к основанию; мякоть плода содержит до 11,3% сахара. Известно 6 подвидов, характеризующихся эколого-географической обособленностью: индийский, колумбийский, мексиканский, североамериканский, туркестанский и японский. Сорта трех последних подвидов широко возделывают в субтропиках и в умеренной зоне. Тыква мускатная приспособлена к теплому влажному климату тропиков, повсеместно встречается в центре происхождения в Центральной Америке, на юге Мексики, в Колумбии, Перу, а также широко возделывается во многих странах Евразии.
Твердокорая тыква (Cucurbita реро L.) предположительно происходит от дикой техасской тыквы Cucurbita texana, которая в диком виде произрастает в Центральной и Южной Мексике и в южных штатах США. В культуре ее возделывают повсеместно. Это однолетнее растение с плодоножкой, имеющей 5-8 рубчиков, глубокие бороздки. Встречаются длинноплетистые, короткоплетистые и кустовые формы. Известно 4 подвида: длинноплетистый, кустовой, декоративный и дикорастущий. Первые два подвида произрастают и возделываются в тропиках и субтропиках.
Подвид длинноплетистый имеет 2 разновидности: овальную (var. pepo) и сплюснутоплодную (var. complanatus).
Подвид кустовой включает несколько разновидностей, в том числе кабачок (Cucurbita реро var. geraumanas Duch.) и патиссон (Cucurbita реро var. melopepo L), отличающиеся тем, что плоды как овощи используются в виде 6-12-дневных завязей. В СССР сорта этого подвида доминируют, к ним относят широко известные кустовые формы: патиссоны и кабачки, в последние годы получили распространение цуккини (итальянские кабачки), имеющие, как правило, зеленую и пеструю окраску плодов.
Cucurbita ficifolia -- тыква фиголистная (на рис.3, прил. I) -- многолетнее растение с твердым одревесневающим 5-гранным стеблем, листья сердцевидные, мелкозубчатые по краям, венчик цветка оранжевый и желтый; плод продолговатый, часто изогнутый; мякоть белая, грубая, умеренно сухая. Семена черные, плоскоовальные. Центр происхождения -- Перу. Наиболее древние остатки Cucurbita ficifolia и Cucurbita moschata в виде обугленных семян, плодоножек и кожуры плодов обнаружены в Перу, их возраст более 5 тысяч лет, а в Мексике, в пещерах Осотро, обнаружены аналогичные по возрасту остатки Cucurbita реро. Тыква фиголистная обладает устойчивостью к прикорневым гнилям, вызываемым обитающими в почве патогенными грибами. Поэтому на растения этого вида тыквы часто прививают другие виды тыквенных, в частности огурец, особенно страдающий от этих инфекций при интенсивной культуре в условиях защищенного грунта (Нога, 1976).
Особенности агрокультуры. Тыквенные культуры в тропиках и субтропиках лучше всего удаются на почвах, богатых органическими веществами, например по целине, многолетней залежи; по гранулометрическому составу -- это средний и легкий суглинок.
Выращивают тыквенные в культуро- или севооборотах с возвращением на старое место через 5-6 лет. Лучшие предшественники -- люцерна и другие многолетние травы, горох, фасоль, капуста, корнеплоды и лук.
Тыквенные наиболее отзывчивы на внесение навоза или других органических удобрений в дозах 20-40 т/га. Минеральные удобрения в связи с их высокой стоимостью в развивающихся странах тропиков и субтропиков под тыквенные культуры применяют в ограниченном масштабе, а вот внесение золы древесных и травянистых растений дает хорошие результаты, особенно на легких почвах, бедных калием (Нога, 1976).
ГЛАВА II. КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА ИЗУЧЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ТРАНСПИРАЦИИ
Начало экспериментальных исследований транспирации растений относится к первой четверти XVIII в., однако научный подход к объяснению этого явления наметился лишь в середине XIX в. Обнаружение определяющей зависимости транспирации от устьиц привлекло особое внимание к изучению транспирационного аппарата растений.
Первое исследование движения устьиц провел Г. Моль (1856), который показал, что величина устьичных отверстий определяется тургором замыкающих клеток и зависит от света, тепла и влажности воздуха. Он же обратил внимание на присутствие в замыкающих клетках хлоропластов, синтезирующих осмотические вещества, и таким образом влияющих на работу устьиц и на транспирацию. В этом же направлении вел исследования Унгер (1857), опубликовавший в 1862 г. большую работу о транспирации. С. Швенденер (1883) высказал мысль, что устьица обеспечивают не только испарение, но и усвоение СО2. Представление об активной роли замыкающих, а не прилегающих к ним эпидермальных клеток, как это считал Дейтгеб (1886), окончательно утвердил сын Чарльза Дарвина Ф. Дарвин (1898). Действие различных лучей спектра на работу устьиц первым исследовал Коль (1895). Он установил, что красные и синие лучи, т. е. лучи, поглощенные хлорофиллом, вызывают открывание устьиц (Микулинский, 1972).
Кроме устьичной транспирации в 1878 г. была обнаружена еще и кутикулярная (Хенель). Определения количеств испаряемой воды (Габерландт, 1877; Хенель, 1879, 1880) показали, что эта величина различна в зависимости от природы самого растения и условий его произрастания.
Многое для изучения природы транспирации в 50-е годы сделал Ю. Сакс. В противоположность Шлейдену Сакс подошел к изучению испарения у растений не как к физическому, а как к физиологическому процессу, имеющему важное биологическое значение для жизни растений. Так, он обнаружил, что испарение с поверхности листа происходит менее интенсивно, чем с такой же поверхности воды. Сакс в еще большей степени, чем его предшественники, связал действие испарения с поглощающей деятельностью корневой системы. Он показал, что транспирация может измениться в зависимости от температуры и характера почв, в которых находятся корни растений (Микулинский, 1972).
Опыты П. Я. Крутицкого (1875), Бюргерштейна (1876) и Веска (1880) еще более расширили знания об испарении срезанных ветвей и листьев, находящихся на растении, о зависимости испарения от состава и концентрации растворов, поглощаемых корнями растений. Проводилось много определений потребления воды культурными растениями. Из внешних факторов изучали в основном влияние на транспирацию влажности воздуха и ветра. Утверждения об усилении испарения под действием света без учета теплового излучения или влияния на устьица, как отметил Тимирязев (1892), оказались несостоятельными. Все эти исследования велись преимущественно в лабораторных условиях и не касались проблемы засухоустойчивости растений, которая в силу благоприятных климатических условий не была актуальной для Западной Европы.
Необходимость всестороннего изучения данной проблемы с особой остротой встала перед русскими физиологами растений в связи с сильной засухой 1891 г., широко охватившей юг России и приведшей к гибели от голода многих тысяч людей. Почвоведы В. В. Докучаев (1892), П. А. Костычев (1893) и А. А. Измаильский (1893) предложили ряд приемов для лучшего сохранения влаги в почве, а К. А. Тимирязев (1892) первый из ботаников обратил внимание на биологические основы засухоустойчивости растений. Он показал, что лишь небольшая часть воды, поступающей в растение, используется им для синтеза органических веществ («организационная вода»), а большая ее часть («расхожая вода») испаряется. Вслед за французским агрохимиком Т. Шлезингом Тимирязев окончательно, доказал, что интенсивность испарения не влияет на количество питательных растворов и минеральных веществ, поступающих в растения из почвы. Рассматривая взаимодействие между транспирацией и фотосинтезом, Тимирязев впервые высказал суждение об антагонистическом характере этих процессов: полезное для растений снижение, расходования воды путем замыкания устьиц влечет за собой прекращение фотосинтеза, и, наоборот, при фотосинтезе усиливается испарение необходимой растению воды. Более широко развернулись исследования водного режима растений в XX в (Микулинский, 1972).
Чаще всего применяют или метод быстрого взвешивания, или метод инфильтрации (открытость устьиц). Первый метод связан с сильным нарушением, но все же он дает некоторые сравнительные результаты. Расчет транспирации обычно производится в миллиграммах испаряемой воды (потери массы срезанного побега) за какую-то единицу времени (час, минуту) на единицу поверхности или на сырую/сухую массу.
Расчет на сырую массу сильно меняется в течение дня. И, кроме того, надо учитывать и анатомические особенности, прежде всего выраженность в структуре листа механических тканей. Расчет транспирации на сухую массу дает так называемый транспирационный коэффициент, который указывает, сколько растение затратило воды (в граммах) на производство единицы массы сухого органического вещества (фитомассы) (А. Л. Курсанов,1964).
Общей закономерностью является то, что при ухудшении условий транспирационный коэффициент увеличивается, т. е. растение должно «прогнать» через себя больше воды на производство фитомассы. Если мы хотим сравнить транспирацию нескольких видов сообщества, то удобно один из них выбрать за единицу (эталон) и тогда можно получить "сравнительную транспирацию" (http://www.geochemmap.ru/).
Новый метод измерения транспирации в древесных стволах в почвенно-климатических условиях хорезмской области основан на датчики теплового рассеивания. Датчики непосредственно измеряют скорость ксилемного сока, которая может быть соотнесена к транспирации дерева рассчитанной на единицу площади активного ксилема. Принцип данного метода был развит доктором Андре Граниером во Франции и был широко принят сообществом исследователей, начиная с 1996 (Беликов, Дмитриева, 1992).
Величину транспирации растений также можно определить весовым или объемным методом. Массу воды, которую растение испаряет в единицу времени, определяют путем систематического взвешивания вегетационного сосуда вместе с выращиваемыми растениями. При объемном методе пользуются прибором - потометром. Для измерения фактической транспирации в естественных условиях используют почвенные испарители, или лизиметры (А. Л. Курсанов, 1982).
Определение интенсивности транспирации при помощи торсионных весов по методу А. Л. Иванова. При определении интенсивности транспирации отрезанных листьев производят учет изменения их массы за короткие промежутки времени, обычно за 1-2 мин. Это дает возможность наблюдать транспирацию при том состоянии насыщенности водой листа, в каком он находился на растении. В основе метода лежит учет количества воды, потерянной листом за короткий промежуток времени (1-15 мин в зависимости от условий опыта) в результате транспирации. При этом изменение массы листа следует учитывать до начала его завядания (Решецкий, 2000).
Транспирационный коэффициент -- количество воды (в г), испаряемой растением при накоплении им 1 г сухого вещества. Транспирационные коэффициенты заметно колеблются у одного и того же растения в зависимости от условий среды. Все же в некоторой степени они могут служить показателем требований растений к влаге (Викторов, 1991).
Продуктивность транспирации -- величина, обратная транспирационному коэффициенту,-- это количество сухого вещества (в г), накопленного растением за период, когда оно испаряет 1 кг воды.
Относительная транспирация -- отношение воды, испаряемой листом, к воде, испаряемой со свободной водной поверхности той же площади за один и тот же промежуток времени.
Экономность транспирации -- количество испаряемой воды (в мг) на единицу (1 кг) воды, содержащейся в растении. Тонколистные растения расходуют за час 39-119%, тогда как растения с мясистыми листьями -- 8-20% от общего количества содержащейся в них воды (Якушкина, 1993).
cucurbita транспирация водный баланс растение
Глава III. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВОДНОГО БАЛАНСА РАСТЕНИЙ
Вода играет огромную роль в жизни растения. Прямо или косвенно она участвует во всех жизненных процессах, протекающих в клетке. Вода является элементом структуры мембран и цитоплазмы. Для поддержания ультраструктуры органелл необходима гидратация белковых коллоидов. Основа мембран -- липидный бислой -- образуется в результате взаимодействий гидрофобных хвостов молекул липидов и воды. Вода растворяет вещества лучше, чем другие жидкости. Хорошо растворяются в воде органические соединения, с карбоксильными, гидроксильными, карбонильными и другими группами, в которых вода образует водородные связи. Вода является основной средой, в которой происходят все реакции обмена веществ. Активность ферментов зависит от ее количества в клетке. Она участвует в фотосинтезе, дыхании, гидролитических процессах. При низком содержании воды, например, в семенах, обмен веществ в клетках почти прекращается, хотя в биохимических превращениях участвует не более 1 % воды. Поднимаясь по растению, вода помогает транспорту органических и минеральных веществ, связывает друг с другом клетки, ткани и органы. Пронизывая все тело растения, вода создает в нем непрерывную фазу и координирует работу органов. Насыщенность клеток водой определяет положение органов растения в пространстве, состояние устьиц. Испарение воды регулирует температуру растительных тканей (Касьянова,1994).
Для нормального функционирования клетка должна быть насыщена водой. Хорошо известно, что зеленые части растения содержат 80--95 % воды. Содержание воды сильно варьирует у разных видов, зависит от типа ткани, возраста растения и его физиологического состояния, изменяется в течение суток и в течение сезона. Так, в клетках корня моркови 85 % воды, в молодых листьях салата -- 95 %, а в семенах 10--20 %. Даже небольшие изменения в содержании воды вызывают нарушение физиологических функций. То минимальное количество воды, при котором растение способно поддерживать постоянство своей внутренней среды, получило название гомеопатической воды. Для большинства растений -- это 45--60 %.
Кажущееся постоянным состояние насыщения поддерживается с помощью двух процессов: поступления и выделения воды. Поступление, транспорт и выделение воды составляют водный обмен растения (Кузнецов, Дмитриева, 2005).
Корень представляет собой специализированный орган поступления воды. Однако не только корень, но и клетка любого органа, не насыщенная водой, тоже может ее поглощать. Листья, особенно подвядшие, будучи погружены в воду, довольно энергично поглощают ее, несмотря на кутикулу. Только сухая кутикула почти непроницаема для воды. При смачивании она набухает и становится проницаемой. Поэтому смоченные дождем или росой листья могут поглощать до 25 % падающей на них воды, что необходимо учитывать при орошении растений с помощью дождевания.
Вода может поступать в клетки листьев и непосредственно из окружающего их воздуха, относительная влажность которого 100 %. Эта способность характерна для эпифитов. Эпифитами называются растения, поселяющиеся на других растениях, но не являющиеся паразитами, а использующие их только для прикрепления. Из сельскохозяйственных растений много воды может поглощать листьями сахарный тростник, так как в верхней эпидерме находятся клетки с очень тонкой кутикулой, легко теряющие и поглощающие воду.
Растения выделяют воду в виде жидкости или пара. Физиологический процесс испарения воды надземными органами растения получил название транспирации, а выделение воды в виде жидкости на поверхности листьев, когда воздух насыщен водяными парами, -- гуттации. Гуттация происходит через гидатоды. Гидатоды -- это специальные водяные устьица, которые не могут открываться и закрываться. Они располагаются по краю и на верхушке листовой пластинки. Полость гидатоды выстлана эпитемой -- мелкоклеточной бесхлорофилльной паренхимой (Касьянова,1994).
Любой орган растения, в том числе и корень, выделяет воду. Например, растения сахарного тростника выращивали в огромных герметично закрытых от атмосферных осадков сосудах. Вода не попадала на почву, однако если эти сосуды выставляли под дождь или искусственный полив, то почва на глубине до 15 см становилась влажной. Следовательно, побеги поглощали, а корни выделяли воду в сухую почву.
Растения расходуют огромные количества воды. Большая потеря воды растением обусловлена его громадной листовой поверхностью, которую растение вынуждено формировать, чтобы иметь возможность поглощать достаточное количество углекислого газа из воздуха. Например, 8-летняя яблоня может ассимилировать за день до 50 г СО2. Это количество СО2 она поглощает из 300 000 л воздуха. Кроме того, необходимость расходовать большое количество воды для транспирации связана и с необходимостью понижать температуру тканей, которая может сильно повыситься при поглощении солнечных лучей. Испаряя воду, растение понижает свою температуру (Кузнецов, Дмитриева, 2005).
Для большинства растений подсыхание клеток смертельно, поэтому расход воды должен соответствовать ее поступлению. Лишь лишайники и мхи выдерживают сильное высыхание. Даже пролежав несколько лет в гербарии, они оживают, попав в воду. Жизнь возникла в мировом океане, поэтому, как только растения в процессе эволюции вышли на сушу, начался длительный процесс выработки приспособлений, во-первых, для ускоренного поступления воды в корневую систему и, во-вторых, для торможения ее расходования надземными органами.
В течение суток содержание воды в клетках растений не остается постоянным. Оно изменяется в зависимости от непрерывно происходящих процессов поступления и отдачи воды. Соотношение между поступлением и расходованием воды называют водным балансом. Возможны три случая: поступление больше расходования, равно ему или меньше. В умеренно влажные и не слишком жаркие дни транспирация хорошо согласована с поступлением воды, оводненность тканей довольно постоянна. В жаркие летние дни расход воды на транспирацию превышает ее поступление, возникает водный дефицит. Водный дефицит -- это разница между содержанием воды в период максимального насыщения ею тканей и ее содержанием в растении в данное время; он выражается в процентах от максимального содержания воды в растении.
Рано утром ткани насыщены водой. В полуденные часы в результате усиления транспирации содержание воды может уменьшиться на 5--10 % и даже до 25 % и более в зависимости от влажности почвы (Нога, 1976). Это объясняется тем, что корни не успевают поглощать то количество воды, которое испарилось во время транспирации, особенно сильно увеличивающейся в полдень. Полуденный водный дефицит -- нормальное явление и не причиняет растению особого вреда. К вечеру при ослаблении транспирации водный дефицит снижается, а ночью за счет активной работы корневой системы может полностью исчезнуть, если в почве содержится достаточное количество воды. Одно из условий нормального функционирования наземных растений -- отсутствие длительного и сильного дефицита. Для этого, прежде всего, необходима хорошо развитая корневая система, с достаточной быстротой поглощающая воду. На оводненность клеток влияют доступность почвенной влаги для растений, соотношение поступления воды и транспирации (Беликов, Дмитриева, 1992).
III.-1. Транспирация. Её виды и значение
В основе расходования воды растительным организмом лежит процесс испарения -- переход воды из жидкого в парообразное состояние, происходящий при соприкосновении органов растения с ненасыщенной водой атмосферой. Однако этот процесс осложнен физиологическими и анатомическими особенностями растения, и его называют транспирацией (Кузнецов, Дмитриева, 2005).
Количество воды, испаряемой растением, во много раз превосходит объем содержащейся в нем воды. Экономный расход воды составляет одну из важнейших проблем сельскохозяйственной практики. К. А. Тимирязев назвал транспирацию, в том объеме, в каком она идет, необходимым физиологическим злом. Действительно, в обычно протекающих размерах транспирация не является необходимой. Так, если выращивать растения в условиях высокой и низкой влажности воздуха, то, естественно, в первом случае транспирация будет идти со значительно меньшей интенсивностью. Однако рост растений будет одинаков или даже лучше там, где влажность воздуха выше, а транспирация меньше. Вместе с тем транспирация в определенном объеме полезна растительному организму:
· Транспирация спасает растение от перегрева, который ему грозит на прямом солнечном свете. Температура сильно транспирирующего листа может примерно на 7 °С быть ниже температуры листа завядающего, нетранспирирующего. Это особенно важно в связи с тем, что перегрев, разруша
Процесс транспирации у разных сортов рода Cucurbita курсовая работа. Биология и естествознание.
Курсовая работа по теме Публіцистика Івана Франка
Сочинение На Тему Пельмени На Английском
Сочинение По Картине Рылова В Голубом Пространстве
Энергоресурсы Как Оружие В Торговых Войнах Эссе
Входная Контрольная Работа 5 Класс 2022
Курсовая работа по теме Инвестиции и доход
Эссе Я Среди Людей
Реферат На Тему Переломы Костей Таза У Животных (Fracturae Ossium Pelvis)
Реферат: Давность в уголовном праве. Скачать бесплатно и без регистрации
Гдз Контрольная Работа 6 Класс Истории
Реферат: Гражданская авиация в годы Великой Отечественной войны. Скачать бесплатно и без регистрации
Растения Эссе
Контрольная Работа По Математике Координатная Прямая
Контрольная работа по теме Анализ деятельности ОАО "Татнефть"
Реферат по теме Зовнішня політика Німеччини (1991-2022 рр.)
Контрольная Работа На Тему Соучастие В Преступлении
Нетрадиционные Формы Лекций В Высшей Школе Реферат
Реферат по теме Поведение людей и право
Сочинение На Тему Профессия Врача
Инфоурок По Литературному Чтению Контрольная Работа
Вирусы - неклеточные формы жизни - Биология и естествознание презентация
Как питаются разные животные - Биология и естествознание презентация
Биотехнология липидов - Биология и естествознание реферат