26.03.2020

Значение воды в жизни растений.

Вода для растений: роль воды в жизни растений и применение в быту

Немногие задумываются, какое значение имеет для растений вода и почему важно их регулярно поливать. Она необходима абсолютно каждому представителю царства флоры. Результаты многочисленных исследований показали: разные культуры усваивают не более 3% поступающей влаги, остальной объем испаряется через листья. Данный процесс называют транспирацией воды.

Роль испарения воды в жизни растений

Определенные виды культур поглощают и испаряют большой объем жидкости в день, но как пьют воду растения? Значение воды в жизни разных растений огромно, так оно всасывает необходимые минеральные элементы. В жидкости их не так много, поэтому за сутки любому цветку нужно прогнать довольно большой объем. Полезные вещества усваиваются, а влага поднимается по стеблям, доходит до листьев и испаряется. Важной частью является корень — он может поглощать воду с растворенными веществами и закреплять растения в почве.

Почему наличие воды является одним из главных условий прорастания семян? Без жидкости кожура не позволит стеблю прорваться, следовательно, культура не прорастет.

В первую очередь испарение воды в листьях способствует охлаждению. При длительном нахождении под солнечными лучами начинается испарение, в ходе которого водяной пар уносит тепло. Биохимические процессы невозможны без транспирации, так как при фотосинтезе источником кислорода является вода.

Стоит отметить, что значение воды для растений и людей одинаково важно. Интенсивное испарение влаги в сельскохозяйственных культурах приводит к различным проблемам. Почва постепенно становится менее насыщенной минеральными компонентами, что негативно отражается на росте и качестве урожая. Для полива комнатных растений вода требуется также, как и для сельскохозяйственных культур.

Немногие знают, какое значение для прорастания семян имеет вода. Из-за влаги они набухают, что вызывает разрывание кожуры. В результате стебель и листья выходят наружу, а затем прорастают.

Процесс испарения воды растением

Какое приспособление способствует уменьшению испарения воды у растений? За процесс отвечают листья, на обратной стороне которых расположены особые зеленые клетки (их называют устьица). Именно в них есть незаметные человеческому глазу щели — через них проходят капельки воды. Каждый организм содержит определенное число устьиц, все зависит от возраста, уровня влаги, давления клеточного сока. Отразиться на передвижении воды по растению способно множество факторов, например, температура воздуха.

Когда влаги накапливается достаточно, устьица расширяются и образуют отверстия, откуда выходит пар. Как правило, происходит это в дневное время суток. По отношению к воде растения могут быть гидрофитами, то есть растут частично погруженными в реку или озеро. Они способны испарять влагу обратной и лицевой стороной. Испарение листьями растений воды включает следующие этапы:

испарение воды растением — вода превращается в газ и поступает в атмосферу в виде пара;
конденсация — пар становится мелкими капельками жидких облаков;
осаждение — конденсированные капли маленького размера сливается вместе и падают на землю в виде дождя;
инфильтрация — впитывание воды в землю.
транспирация — растения получают воду в виде почвенного раствора с помощью корней, а затем она выпаривается листьями;

Некоторые организмы покрываются восковым налетом или ворсинками, если транспирация им не требуется. Иногда возникает вопрос, почему растениям во время жары важно испарять больше воды. Ответ прост — таким образом происходит охлаждение.

Содержание воды в растениях

Объем воды составляет около 80-90% от массы организма в большинстве случаев. Показатель может изменяться в зависимости от вида и возраста культуры, условий внешней среды. Например, во всех растущих в воде растениях водорослях содержится до 98% влаги, в листьях деревьев — 50-97%, а в сухих семенах ее будет не более 15%. Однако вода для прорастания семян необходима, потому что без нее стебель не сможет прорваться через твердую кожуру. Именно по этой причине их регулярно поливают.

Обработка цветов перед размещением в воде

Срезанные цветы при неправильной обработке завянут уже через несколько дней. Продлить им жизнь возможно, используя несколько хитростей. Воду для цветов нужно правильно подготовить, но сначала — подождать 10-15 минут, после чего приступать к удалению лишних листьев и веточек. Рекомендуется срезать нижние листья, шипы, но это не относится к цветам, растущим на воде. Дальше следует обрезать стебель розы под углом 45 градусов, расщепить его или сделать глубокие царапины, чтобы обеспечить передвижение питательных веществ и воды в растении.

Готовим воду для роз

Только после подготовки можно ставить цветы в вазу. Водопроводная жидкость не подходит, ведь в ней содержится огромное количество вредных веществ. В какую воду можно ставить розы:

Вода для полива или срезанных цветов требуется кипяченая, отфильтрованная или отстоявшаяся. В летнее время года жидкость должна быть прохладной, в зимнее — слегка теплой.
Нельзя ставить розы в прозрачную вазу, так как солнечный свет ускорит увядание. Однако для выращивания орхидей в воде требуется именно прозрачный сосуд.
В свежесрезанные цветы легко проникнут бактерии, поэтому жидкость нужно очистить. С вопросом «Почему наличие воды для прорастания семян является одним из главных условий» разобрались, но чем их поливать? Есть несколько способов продезинфицировать жидкость. Достаточно бросить в вазу серебряную монетку, таблетку активированного угля или пару кристалликов марганцовки.

На вопрос «Можно ли поливать кипяченой водой цветы?» специалисты отвечают утвердительно. Если в доме не оказалось фильтрованной, то кипяченая вполне подойдет. Учитывать надо, какой водой лучше поливать орхидею. Для нее подходит отстоявшаяся дождевая жидкость. Для выращивания орхидей в воде лучше выбирать фильтрованную жидкость.

Роль воды и испарения в жизни растений очевидна. Без поглощения жидкости невозможно существование ни одной культуры, даже для семян необходима влага. Внимание уделяют не только растущим представителям мира флоры, но и срезанным цветам.

Вода как основа жизни

Вы здесь

Нет ни одного вещества в мире, которое бы хранило столько тайн, сколько хранит в себе вода. Она влияет на все процессы, которые происходят на планете. Жизнь человека и всего живого на земле зависит от воды. Поэтому надо беречь и ценить эту уникальную жидкость.

Вода – источник жизни на Земле

Нет более важного вещества на планете, чем вода. Почти ¾ поверхности Земли покрыто океанами и морями. Именно круговорот воды в природе определяет глобальный климат планеты.

Тело человека более, чем на половину состоит из воды. Эта жидкость доставляет в клетки органов и тканей питательные вещества и выводит из них продукты распада.

Всю жизнь человек ежедневно сталкивается с водой: пьет, умывается, использует в технологических и других процессах, а также для отопления.

Вода способствует терморегуляции тела человека и совершенно необходима для его дыхания. Пять дней, проведенных без воды, ведут к неминуемой смерти человеческого организма.

Регулярное потребление достаточного количества жидкости улучшает мышление и координационные действия мозга человека.

Роль воды в жизни растений

Вода составляет около 95% массы растений. Одного этого факта достаточно, чтобы понять, насколько она необходима для их роста и развития. Каждый процесс жизнедеятельности растений происходит с присутствием воды и зависит от нее. Недостаток жидкости обычно приводит к гибели растения.

Вода служит средством связи растения с внешней средой, так как в ней растворяются минеральные соли, которые впоследствии поступают через корневую систему внутрь растения. С помощью этой же воды минеральные вещества перемещаются внутри растения.

Вещества, попадающие с водой в растение, не теряют своих полезных свойств и не изменяю химический состав.

Вкратце вода выполняет такие функции в жизни растения:

организует поток питательных и минеральных веществ по проводящей системе;
произрастание семени невозможно без воды;
участвует в процессе фотосинтеза посредством подачи необходимого водорода;
наполняет клетки, которые придают растению упругость и поддерживают форму;
обеспечивает терморегулирование, предотвращающее разрушение тканей и белков.

Вода является определенной управляющей системой жизни растения в целом. Жидкость обладает свойством энергоинформационной памяти, благодаря чему регулирует физиологические функции растения и всю его жизнедеятельность.

Значение воды для растений невероятно. Ни одно растение, даже растущее в засушливых регионах и не требующее постоянных поливов, не выживет.

Особенности поглощения воды растением

Качество питания растения зависит от влажности почвы. Хорошо увлажненный грунт обеспечивает быстрое поглощение корневой системой воды. Скорость проникновения воды внутрь растения в условиях влажной почвы зависит нескольких факторов:

Почвенной влаги, а точнее – крутизны градиента водного потенциала от грунта к корням растения. При снижении уровня влаги в почве этот показатель уменьшается, а сопротивление движению к корням увеличивается.
Аэрации почвы. Насыщение корневой системы кислородом крайне важно. Без О₂ растение прекращает расти, снижается его физиологическая активность. Пониженное содержание кислорода наблюдается на затопленных и тяжелых глинистых почвах.
Температуры грунта. Холодные почвы доставляют меньше воды к корням растений. Это происходит вследствие снижения проницаемости поверхности корней для воды и повышении вязкости жидкости, которая обеспечивает скорость движения ее через почву и корни.
Протяженности корней и эффективности их работы. Величина корней не может не влиять на скорость впитывания в них воды. Огромные и порой очень длинные корни деревьев поглощают жидкость медленно. Мелкие и разветвленные корешки впитывают воду быстрее. Эффективность работы корневой системы зависит от площади контактной поверхности и проницаемости.

Пересыхание грунта негативно сказывается на развитии растения и постепенно ведет к его гибели. Не менее важно качество воды, выбираемой для полива. Лучше всего для питания подходят грунтовые воды, а в домашних условиях – очищенная или настоявшаяся вода.

Состояние воды в растении

Для нормальной физиологической деятельности клетка растения должна быть максимально насыщена водой. Содержание воды в растении постоянно колеблется.

В разных растениях и их элементах содержится разный объем воды:

в водорослях – 96…98%;
в листьях травянистых растений – 83…86%;
в листьях древесной растительности – 79…82%;
в стволах деревьев – 40…55%;
в злаковых зерновках – 12…14%.

Вода в растении может находиться в нескольких формах:

Свободная вода, которая легко перемещается по растению и испаряется. Располагается чаще всего в межклетниках, то есть в свободном пространстве.
Связанная вода, которая трудно передвигается и испаряется. Находится в основном внутри клетки. Бывает осмотически и коллоидно связанной. Первая – не очень прочная и размещается в вакуоли. Вторая находится в цитоплазме и отличается высокой прочностью. Коллоидно связанная вода выходит из клетки только в условиях сильного обезвоживания растения.

Привычная вода управляет жизнью планеты. Растения питаются водой и дают человеку кислород, чтобы он мог дышать.

Жесткость воды: влияние на растение

Жесткость воде придают растворенные ионы магния и кальция, вернее – повышенное их количество. Такая вода оставляет налет в чайнике при кипячении и очень сушит и раздражает кожу.

При этом показатель рН не указывает напрямую о степени жесткости воды. Жидкость, которая течет из кранов, обладает преднамеренно повышенным рН. Это делается для предотвращения коррозии трубопроводов.

Полив растений жесткой водой приводит к плохому поглощению корневой системой фосфора, железа и других не менее важных веществ. В итоге растение начинает болеть, чаще всего – хлорозом.

Способы смягчения жесткой воды

Оптимальный способ подпитывать растение хорошей водой – смягчить ее. Оказывается, это не трудно и можно сделать несколькими методами:

Кипячением. Этот способ возможно использовать при поливе домашних растений, когда не требуется использование большого объема жидкости. Однако в кипяченой воде нет кислорода, и она не сможет полноценно «насытить» растение.
Замораживанием и последующим размораживанием. Эффективный способ избавления воды от ненужных солей, но также применим только в домашних условиях.
Отстаиванием. Самый популярный метод смягчения воды. Причем используют его и для домашних растений, отстаивая воду в бутылках, и для огородов, оставляя жидкость в большой емкости на несколько дней. Достаточно поставить на участке старую ванную или другую большую тару с водой и в течение 2 – 3 дней не трогать эту воду. Потом ей можно спокойно поливать огородные и садовые растения.
Добавлением щавелевой или ортофосфорной кислоты, а также древесной золы или торфа. Этот способ не всегда удобен и требует знания точного количества необходимого вещества.

Для полива растений лучшей водой считается дождевая. Она насыщена кислородом и обеспечивает быстрый рост и активную жизнедеятельность растений.

Для сбора дождевой воды желательно оставить на улице объемную емкость, в которую напрямую будут попадать осадки. Собирать такую воду с крыш можно примерно через полчаса после окончания дождя, так как в первой «партии» скапливается грязь и пыль.

Значение воды в жизни растений.

Вода составляет до 95% массы растений, в ней или с ее использованием протекают все процессы жизнедеятельности. Поэтому вода необходимое условие для жизни организма.

При недостатке воды у растения нарушается обмен веществ.
Вода обеспечивает поток питательных и минеральных веществ по проводящей системе растения.
Прорастание семян зависит от наличия воды.
Водные растворы, наполняющие клетки и межклетники, обеспечивают растению упругость, таким образом растение сохраняет свою форму.
Активно участвует в биохимических реакциях фотосинтеза, дыхания, гидролиза.
Высокое поверхностное натяжение (когезия), обеспечивает движение воды по сосудам в виде непрерывных водных нитей на большую высоту.
Вода играет роль гидравлического скелета так как обеспечивает сохранение формы органов и их ориентацию в пространстве (завядание растений).
Вода обеспечивает связь органов растения в единую систему.

Вода в растении состоит из фракций, различающихся по своей подвижности из-за связи с различными соединениями. 85-90 % воды приходится на более подвижную фракцию. В эту фракцию входит резервная вода, заполняющая вакуоли и другие компартменты клетки. Она осмотически связана с сахарами, органическими кислотами, минеральными солями и другими растворенными в ней веществами. Осмотически связанной водой называют воду, образующую периферические слои гидратационных оболочек вокруг ионов и молекул.

К подвижной фракции относят и интерстициальную воду, выполняющую транспортную функцию и находящуюся в клеточных стенках, межклетниках и сосудах растения.

Фракция малоподвижной воды составляет 10-15 % всей воды клетки. Это конституционная вода, химически связанная и входящая в состав неорганических соединений, а также гидратационная вода, образующая оболочки вокруг молекул веществ.

Воду, гидратирующую мицеллы, называют коллоидносвязанной. Молекулы воды располагаются вокруг мицеллы несколькими слоями. Ближайший к поверхности мицеллы слой воды очень прочно связан. За этим слоем следуют все менее прочно связанные слои, молекулы которых могут обмениваться с молекулами свободной воды. Коллоидносвязанная вода необходима для нормального функционирования клетки и ее устойчивости при попадании в неблагоприятные условия. Коллоидные мицеллы могут гидратироваться не только путем присоединения молекул воды к гидрофильным группам, расположенным на поверхности – это так называемая мицеллярная гидратация, но и путем внедрения молекул воды внутрь мицеллы и присоединения к имеющимся здесь активным гидрофильным радикалам. Такая гидратация называется пермутоидной.

Недостаток воды в тканях растений возникает в результате превышения ее расхода на транспирацию перед поступлением из почвы. Это часто наблюдается в жаркую солнечную погоду к середине дня. При этом содержание воды в листьях снижается на 25—28 % по сравнению с утренним, растения утрачивают тургор и завядают. В результате снижается и водный потенциал листьев, что активизирует поступление воды из почвы в растение.

Различают два типа завядания: временное и глубокое. Причиной временного завядания растений обычно бывает атмосферная засуха, когда при наличии доступной воды в почве она не успевает поступать в растение и компенсировать ее расход. При временном завядании тургор листьев восстанавливается в вечерние и ночные часы. Временное завядание снижает продуктивность растений, так как при потере тургора устьица закрываются и фотосинтез резко замедляется. Наблюдается, как отмечал А. Г. Лорх, «простой» растений в накоплении урожая.

Глубокое завядание растений наступает, когда в почве практически нет доступной для корней воды. Происходит частичное, а при длительной засухе и общее иссушение и даже гибель растительного организма. Характерный признак устойчивого водного дефицита — сохранение его в тканях утром. Временное и даже глубокое завядание может рассматриваться как один из способов защиты растения от летального обезвоживания, позволяющих некоторое время сохранять воду, необходимую для поддержания жизнеспособности растения. Завядание может происходить при разной потере воды растениями: у тенелюбивых — при 3—5 %, у более стойких — при водном дефиците в 20 и даже 30 %.

Водный дефицит и завядание в разной мере влияют на физиологическую деятельность растения в зависимости от длительности обезвоживания и вида растения. Последствия водного дефицита при засухах многообразны. В клетках снижается содержание свободной воды, возрастает концентрация и снижается рН вакуолярного сока, что влияет на гидратированность белков цитоплазмы и активность ферментов. Изменяются степень дисперсности и адсорбирующая способность цитоплазмы, ее вязкость. Резко возрастают проницаемость мембран и выход ионов из клеток, в том числе из листьев и корней (экзоосмос); эти клетки теряют способность к поглощению питательных веществ.

При длительном завядании снижается активность ферментов, катализирующих процессы синтеза, и повышается ферментов, катализирующих гидролитические процессы, в частности распад (протеолиз) белков на аминокислоты и далее до аммиака, полисахаридов (крахмала на сахара и др.), а также других биополимеров. Многие образующиеся продукты, накапливаясь, отравляют организм растения. Нарушается аппарат белкового синтеза. При возрастании водного дефицита, длительной засухе нарушается нуклеиновый обмен, приостанавливается синтез и усиливается распад ДНК. В листьях снижается синтез и усиливается распад всех видов РНК, полисомы распадаются на рибосомы и субъединицы. Прекращение митоза, усиление распада белков при прогрессирующем обезвоживании приводят к гибели растения.

Безусловно, происходящие изменения до определенного этапа в условиях обезвоживания играют и защитную роль, приводят к увеличению концентрации клеточного сока, снижению осмотического потенциала, а, следовательно, повышают водоудерживающую способность растения. При недостатке влаги суммарный фотосинтез снижается, что является следствием в основном недостатка СО2 в листьях; нарушения синтеза и распада хлорофиллов и других пигментов фотосинтеза; разобщения транспорта электронов и фотофосфорилирования; нарушения нормального хода фотохимических реакций и реакций ферментативного восстановления СО2; нарушения структуры хлоропластов; задержки оттока ассимилятов из листьев. Из физиологических процессов наиболее чувствительным к недостатку влаги является процесс роста, темпы которого при нарастающем недостатке влаги снижаются значительно раньше фотосинтеза и дыхания. Ростовые процессы задерживаются даже после восстановления водоснабжения. При прогрессирующем обезвоживании наблюдается определенная последовательность в действии засухи на отдельные части растения.

Значение воды в жизнедеятельности растений

Вода как условие жизни растений. Вода необходима для жизни любого растения. Она составляет 70-95% сырой массы тела растения. У растений все процессы жизнедеятельности протекают с использованием воды.

Обмен веществ в растительном организме происходит только при достаточном количестве воды. С водой в растение поступают минеральные соли из почвы. Она обеспечивает непрерывный ток питательных веществ по проводящей системе. Без воды не могут прорастать семена, не будет в зеленых листьях фотосинтеза. Вода в виде растворов, наполняющих клетки и ткани растения, обеспечивает ему упругость, сохранение определенной формы.

Поглощение воды из внешней среды — обязательное условие существования растительного организма.

Растение получает воду главным образом из почвы с помощью корневых волосков корня. Наземные части растения, в основном листья, через устьица испаряют значительное количество воды. Эта потеря влаги регулярно восполняется, так как корни постоянно поглощают воду.

Бывает, что в жарки часы дня расход воды испарением превышает ее поступление. Тогда у растения листья увядают, особенно самые нижние. За ночные часы, когда корни продолжают всасывать воду, а испарение у растения снижено, содержание воды в клетках снова восстанавливается и клетки и органы растения вновь приобретают упругое состояние.

Главным способом поступления воды в живые клетки является ее осмотическое поглощение. Осмос — это способность воды поступать из окружающей среды в клеточные растворы. При этом поступление воды приводит к увеличению объема жидкости в клетке. Сила осмотического поглощения, с которой вода входит в клетку, называется сосущей силой.

Водный обмен у растений. Поглощение воды из почвы и потеря ее при испарении создают постоянный водный обмен у растения. Водный обмен осуществляется с током воды через все органы растения. Он складывается из трех этапов: 1) поглощения воды корнями, 2) передвижения ее по сосудам древесины, 3) испарения воды листьями. Обычно при нормальном водном обмене сколько воды поступает в растение, столько ее и испаряется.

Растение пропускает через себя много воды. Например, подсолнечник за один день испаряет до 800 г воды, а за лето — до 200 кг. Каждое растение пшеницы (также ячмень, овес) за день испаряет около 50 г воды. Представляете, сколько надо воды для целого пшеничного поля?

Из всего огромного количества воды, проходящей через растение, лишь очень незначительная ее часть используется им на синтез веществ своего тела. Только 0,2% всей пропускаемой воды растение усваивает. Остальные 99,8% поглощенной воды тратятся на испарение. Но эта «трата» очень важна для растения.

Растение капусты и количество воды, которое оно испарило за лето

Корни, поглощая воду и почвы, вместе с ней постоянно привносят в организм растворенные минеральные соли. Поступив с водой в растение, соли не испаряются, а остаются в нем, образуя так называемое сухое вещество. Накопление сухого вещества в теле растения — результат совместной работы корней и листьев.

Водный ток в растении идет в восходящем направлении: снизу вверх. Он зависит от силы всасывания воды клетками корневых волосков внизу и от интенсивности испарения наверху. Постоянный ток воды от корневой системы к надземным частям растения служит средством транспортировки и накопления в органах тела минеральных веществ и различных химических соединений, поступающих из корней. Он объединяет все органы растения в единое целое. Помимо этого, восходящий ток воды в растении необходим для нормального водоснабжения всех клеток. Особенно он важен для осуществления процесса фотосинтеза в листьях.

Достаточное количество или нехватка влаги в клетках влияют на все жизнедеятельные процессы растения.

Экологические группы растений. Сухопутные растения произрастают в различных природных условиях. Группы растений, выделяемые по отношению к какому-либо одному фактору среды, определяющему приспособительные свойства организмов, называются экологическими группами. По отношению к воде растения делят на следующие экологические группы: водные травы, обитающие в воде (элодея); влаголюбивые, частично погруженные в воду (калужница, рогоз); живущие в условиях умеренного увлажнения (ландыш, ель, капуста); обитатели сухих мест (саксаул, ковыль, кактус, алоэ).

Растения разных экологических групп по отношению к воде: 1 — лотос; 2 — калужница; 3 — рогоз; 4 — ковыль; 5 — кермек; 6 — саксаул; 7 — цереус

Гидатофиты (от греч. гидатос — «вода», фитон — «растение») — водные травы (элодея, лотос, кувшинки). Гидатофиты полностью погружены в воду. Стебли почти не имеют механических тканей и поддерживаются водой. В тканях растений имеется много крупных межклетников, заполненных воздухом.

Гидрофиты (от греч. гидрос — «водный») — растения, частично погруженные в воду (стрелолист, камыш, рогоз, тростник, аир). Обычно обитают по берегам водоемов, на сырых лугах.

Гигрофиты (от греч. гигра — «влага») — растения влажных мест с высокой влажностью воздуха (калужница, осоки, циперус, ситник).

Мезофиты (от греч. мезос — «средний») — растения, живущие в условиях умеренного увлажнения и хорошего минерального питания (сурепка, нивяник, ландыш, земляника, яблоня, ель, дуб). Растут в лесах, на лугах, в поле. Большинство сельскохозяйственных растений — мезофиты. Они лучше развиваются при дополнительном поливе.

Ксерофиты (от греч. ксерос — «сухой») — растения сухих местообитаний, где воды в почве мало, а воздух сухой (алоэ, кактусы, саксаул). Среди ксерофитов различают сухие и сочные. Сочные ксерофиты с мясистыми листьями (алоэ, толстянки) или мясистыми стеблями (кактусы — опунция, маммилярия, цереус), запасающие воду в своих тканях, называют суккулентами. Сухие ксерофиты — склерофиты (от греч. склерос — «жесткий») приспособлены к жесткой экономии воды, к уменьшению испарения (ковыль, саксаул, кермек, верблюжья колючка).

Вода — важнейшее условие протекания всех процессов жизнедеятельности растения. Ее роль в организме растения многообразна. Вода — главный компонент в транспортной системе при перемещении веществ между клетками, тканями и между органами растения. От притока воды зависит жизнь растительного организма. В ходе эволюции у растений выработались приспособления для жизни в различных условиях обводненности.

В каких процессах жизнедеятельности участвует вода?
Чем обусловлена непрерывность восходящего тока воды у растения?
Что протекает в стебле по нисходящему току?

Значение воды в жизни растения

Вода поступает в растение из почвы через корневые волоски и по сосудам разносится по всей его надземной части. В вакуолях растительных клеток растворены различные вещества. Частицы этих веществ давят на протоплазму, которая хорошо пропускает воду, но препятствует прохождению через нее растворенных в воде частиц. Давление растворенных веществ на протоплазму называется осмотическим давлением. Вода, поглощенная растворенными веществами, растягивает до какого-то предела эластичную оболочку клетки. Как только растворенных веществ становится в растворе меньше, давление уменьшается, оболочка сокращается и принимает минимальный размер. Осмотическое давление постоянно поддерживает растительную ткань в напряженном состоянии, и лишь при большой потере воды, при завядании, это напряжение — так называемый тургор — в растении прекращается.

Когда осмотическое давление уравновешено растянувшейся оболочкой, вода не может поступать в клетку. Но стоит клетке потерять часть воды, оболочка сокращается, внешнее давление превышает внутреннее и вода начинает поступать в клетку, пока оболочка снова не растянется и не уравновесит давление. Чем больше воды потеряло растение (до какого-то предела, за которым начинается завядание), тем с большей силой вода поступает в клетки. Осмотическое давление в растительных клетках довольно велико, и его измеряют, подобно давлению в паровых котлах, атмосферами. Силу, с которой растение всасывает воду — так называемую сосущую силу — также выражают в атмосферах. Сосущая сила у растений часто достигает 15 атмосфер.

Повышение устойчивости растения к засухе. Оба растения перенесены из нормальных климатических условий в искусственно созданные условия засухи. Справа — томаты, выращенные из семян, прошедших предпосевное закаливание; слева — контрольное растение.

Растение непрерывно испаряет воду через устьица на листьях. Устьица могут раскрываться и закрываться, образовывать то широкую, то узкую щель. На свету устьица раскрываются, а в темноте и при слишком большой потере воды закрываются. В зависимости от этого испарение воды идет то интенсивно, то почти совсем прекращается.

Если срезать растение под корень, из пенька начинает сочиться сок. Это показывает, что корень и сам нагнетает воду в стебель. Следовательно, сосущая сила растения создается не только испарением воды через листья, но и корневым давлением. Оно перегоняет воду из живых клеток корня в полые трубки омертвевших сосудов. Так как в клетках этих сосудов нет живой протоплазмы, вода беспрепятственно движется по ним к листьям, где и испаряется через устьица.

Испарение очень важно для растения. С передвигающейся водой разносятся по всему растению поглощенные корнем минеральные вещества.

Испарение снижает температуру тела растения и тем самым предохраняет растение от перегрева. Растение усваивает лишь 2—3 тысячных количества поглощенной им из почвы воды, остальные 997—998 тысячных испаряются в атмосферу. Чтобы образовать один грамм сухого вещества, растение в нашем климате испаряет от 300 Г до килограмма воды.

Пока в почве есть влага, растение чувствует себя хорошо. Но вот перестали выпадать дожди, наступает засуха, и растение испытывает недостаток воды; в нем перестает образовываться новое вещество, рост и развитие прекращаются.

Кроме того, растение начинает страдать от перегрева: на листьях и стебле появляются пятна ожогов. Особенно сильно страдает растение от ожогов при суховее — сухом горячем ветре. Растение увядает и, если погода не изменится к лучшему, гибнет.

В наше время широко применяют различные методы борьбы с засухой. Там, где это можно, проводят искусственное орошение (см. ст. «Как орошают растения в поле»). В неорошаемом земледелии борьба с засухой сводится к сохранению влаги в почве. Хорошо сохраняет влагу только структурная почва (см. статьи «Почва и ее образование» и «Обработка почвы»).

Помимо сохранения влаги в почве, с засухой можно бороться и другими путями, например выводить более устойчивые к засухе сорта культурных растений. Устойчивость растений против засухи можно повысить предпосевным закаливанием семян: их замачивают, а потом подсушивают (см. рисунок выше).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Значение воды в жизни растений и животных

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Ноября 2015 в 12:17, реферат

Описание работы

Большая часть поверхности нашей планеты (около 71%) покрыта Мировым океаном, составляющим 97 % всех поверхностных вод Земли и около половины литосферы (земная кора). Если срезать сушу и заполнить ею дно океанической чаши, то вся планета покроется слоем воды равным приблизительно 3 км.
Все живое на нашей планете состоит на 2/3 из воды. Без воды невозможно существование живых организмов. На организм животных вода как важнейший компонент среды обитания оказывает значительное влияние, начиная с периода эмбрионального развития. Вода содержится в кормах, в воздухе, в строительных материалах, почве и т.д. Она может поменять их свойства, качества, что оказывает положительное или отрицательное влияние на организм животных.

Файлы: 1 файл

Значение воды.docx

Значение воды для животных

Все живое на нашей планете состоит на 2/3 из воды. Без воды невозможно существование живых организмов. На организм животных вода как важнейший компонент среды обитания оказывает значительное влияние, начиная с периода эмбрионального развития. Вода содержится в кормах, в воздухе, в строительных материалах, почве и т.д. Она может поменять их свойства, качества, что оказывает положительное или отрицательное влияние на организм животных.

Например, корова выпивает за сутки до 100-110 л воды, следовательно, за год ей необходимо до 36500 л воды. Это превышает ее массу тела в 50-60 раз. Итак, можно четко констатировать, что животный организм, как и растительный, не может жить при отсутствии воды.

Содержание воды в организме в значительной степени зависит от вида, возраста, пола и типа тканей животных. Так, в организме собак вода составляет 65 %, лошадей – 55 %, крупного рогатого скота – около 60 %, морских свинок и кроликов – 72 %, рыб – 80 % от массы тела. В наземных растениях содержание воды составляет 50-75 %, в водорослях – 95-99 %. В организме молодого животного, особенно новорожденного, содержание воды значительно выше, чем у взрослого. В теле новорожденного теленка вода составляет 72 %, полуторагодовалого – 61 %, взрослого быка – 52 %. В организме жирных животных воды содержится относительно меньше, чем у тощих, т.к. жировая ткань бедна водой. Организм истощенной овцы содержит 60 %, а жирной – 46 % воды. Содержание воды в эмбрионах животных может достигать 97% их массы. Доля воды в отдельных тканях организма неодинакова. Любопытно, что, несмотря на высокое содержание воды, ткани представляют собой плотную массу. Объясняется это способностью воды вызывать набухание коллоидов в отличие от крови, которая, как известно, сама является тканью, только жидкой. Содержание воды в крови (80 %) лишь незначительно больше, чем, например, в сердечной мышце (78 %). Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она содержится в виде внутриклеточной воды, находящейся в клетках, и внеклеточной, находящейся внутри сосудистого русла (плазма) и в тканях (тканевая жидкость). В зрелом организме отношение объемов внутриклеточной воды и внеклеточной составляет 2:1. Внутриклеточная вода составляет 45 % от массы тела. Внеклеточная вода, входящая в состав плазмы крови, лимфы, жидкости – тканевой, спинномозговой и серозных полостей, составляет около 20 % (в т.ч. вода плазмы крови и лимфы – 4 %) от массы тела. Вода, содержащаяся в крови, служит источником, из которого организм черпает воду, необходимую для построения клеток.

Содержание воды в тканях тесно связано с активностью обмена веществ в ней. Так, например, серое вещество мозга содержит 86 %, почки – 80 %, печень – 70 %, костная ткань – 20 % воды.

Вот почему в организме животных с мощным отложением жировой ткани содержание воды обычно на 10-20 % ниже по сравнению с истощенными животными. Часть воды связана абсорбционно с молекулами белка, 1 грамм которого связывает 0,5 грамм воды, что при содержании 18 % белка в мышечной ткани дает 9 % связанной воды. Поэтому, у ожиревшего организма животного уменьшение массы тела более опасно для здоровья, т.к. потеря 1/5 части внутриклеточной воды отмечается при снижении массы тела на 1/10 у животного, содержащего 5 % жира, и только на 1/15 животного, организм которого содержит 35 % жира.

Вода в организм животных поступает при поении их, в составе кормов и отчасти за счет внутриклеточного распада органических веществ. Больше всего воды задерживается в коже (до 10 % от всего количества воды в теле), соединительной ткани и мышцах: они являются как бы депо воды. Кожу в данном случае следует рассматривать как орган, играющий особую роль в водном обмене, благодаря своей водонепроницаемости, а также защищающий живую материю от внезапных изменений температуры благодаря высокой теплоемкости и высоким значением теплоты парообразования. Однако кожа способна выделять воду из организма путем диффузии через эпидермис и потение, что позволяет организму, уменьшить мочеотделение.

Кожа защищает организм от опасного обезвоживания и потери большого количества соли. Обладает способностью накапливать большое количество воды. Установлено, что около 10 % общего количества воды в организме млекопитающих удерживает кожа благодаря содержанию в ней хлористого натрия (1/3 от общего количества его в организме). Хлористый натрий накапливается в основном в эпидермисе. При нарушении выделения хлористого натрия (почечная недостаточность) соль накапливается в коже, что ведет к появлению отеков. Минеральный обмен в организме не возможен без участия воды.

Недостаток воды животное ощущает чрезвычайно остро. Так, потеря организмом воды в количестве 10 % сопровождается ослаблением сердечной деятельности, повышением температуры тела, снижением аппетита и секреции желудочного сока, возбуждением нервной системы, мышечной дрожью, сухостью и желтушностью слизистых оболочек.

При потере воды организмом в количестве 20 % и более наступает смерть. Следует указать, что жажда во много раз мучительнее голода и обуславливает быструю гибель животных. Установлено, что при общем голодании, но при даче воды животное в состоянии прожить 30-40 суток, хотя при этом теряет 50 % жиров, углеводов, белков . При лишении воды животные погибают через 4-8 суток.

При дефиците воды в теле животного наступает расстройство многих физиологических функций организма: нарушается обмен веществ и нарастает количество молочной кислоты, снижаются окислительные процессы, увеличивается вязкость крови, повышается температура тела, учащается дыхание, происходит обеднение органов и тканей водой; нарушается секреция пищеварительных желез, исчезает аппетит и резко падает продуктивность. Водное голодание приводит к интоксикации организма, так как происходят существенные изменения в печени, почках, составе крови (увеличение ее плотности); регистрируют усиленный расход белков.

Избыток воды в жидкостях организма вызывает значительное разбавление электролитов. Это приводит к повреждению клеток, вследствие этого к так называемому водному отравлению. Вода, потребленная в чрезмерном количестве, проникает в кровяные и другие клетки организма, вызывая их набухание. Кровяное давление повышается. Пища, чрезмерно разбавленная водой в кишечнике, плохо усваивается организмом. У взрослых животных при избытке воды не только не увеличиваются, но даже значительно снижаются удои. Принято считать, что для производства 1 кг молока расходуется 4-5 л воды (вместе с водой, содержащейся в корме).

Вода является прекрасным растворителем, а все процессы в организме (ассимиляция, диссимиляция, резорбция, диффузия, осмос и др.) протекают в водных растворах органических и неорганических веществ. Вода не только инертная среда, она может также вступать в соединения с другими компонентами живой материи. Только в жидкой водной среде совершаются процессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном тракте и синтез живого вещества в клетках организма. Вода является непосредственным участником процессов окисления, гидролиза и других реакций межклеточного обмена.

Вода необходима также для выведения различных вредных веществ из организма, образующихся в результате обмена. Питьевая вода попадает в организм через пищеварительный канал, откуда кровью и лимфой разносится в межтканевые пространства и ткани. Одновременно в стенках пищеварительного канала, главным образом тонкой и отчасти толстой кишок, происходит обратное всасывание воды с пищеварительными соками. Таким образом, движение воды происходит в 2-х направлениях. Почти вся вода всасывается при нормальном функционировании органов пищеварения. Лишь небольшое количество воды выделяется наружу с калом. При заболевании желудочно-кишечного тракта (например, во время диареи) потери воды значительно возрастают.

Вода всасывается через кишечные ворсинки, представляющие собой выпячивание слизистой оболочки кишки. Интенсивность всасывания воды отдельными отрезками пищеварительного канала у плотоядных и травоядных различна. Так, например, из 160 л воды (в том числе 70 л составляет вода кишечных соков), проходящей в течение суток через пищеварительный канал крупного травоядного, около 145 л всасывается в тонкой и толстой кишках, и лишь около 15 л выделяется с калом. У лошади с калом выделяется только 4-5 л воды в сутки.

Из пищеварительного канала вода с кровью воротной вены попадает в печень. Вода проникает в кровь благодаря более высокому осмотическому давлению последней.

Обезвоживание организма – это такое состояние, когда выведение воды из организма значительно превышает поступление. Этим термином обозначается болезненное состояние, при котором объем жидкостей тела, в особенности внеклеточной воды, сильно уменьшается по сравнению с содержанием электролитов. Обезвоживание встречается при различных расстройствах, чаще всего как последствие длительных поносов, непроходимости кишечника, затруднениях при глотании, потере солей, рвоте и др. Клинически обезвоживание проявляется в жажде, сухости языка и слизистых оболочек, снижении напряжения (тонуса) кожи и внутриглазового давления, сильном сгущении мочи (олигурия), вздутии живота, нарушениях кровообращения и общей слабости.

При расстройствах желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся нарушениями поступления необходимых количеств жидкости и солей и приводящих к большим потерям натрия, возникает необходимость введения жидкости внекишечным (парентеральным) способом.

Значение воды в жизни растения

Вода поступает в растение из почвы через корневые волоски и молодые части корней и по сосудам разносится по всей его надземной части. В вакуолях растительных клеток растворены различные вещества. Молекулы этих веществ, растворенные в клеточном соке, оказывают давление на цитоплазму, которая хорошо пропускает воду, но препятствует прохождению через нее растворенных в воде частиц. Давление растворенных в воде веществ на цитоплазму называется осмотическим давлением. Вода, поглощенная растворенными в клеточном соке веществами, также оказывает давление на цитоплазму и растягивает до известного предела эластичную оболочку клетки. Клеточный сок с растворенными в нем веществами постоянно поддерживает растительную ткань в напряженном состоянии, и лишь при большой потере воды, при завядании, это напряжение (тургор) в растении исчезает.

Когда осмотическое давление уравновешено растянувшейся оболочкой, вода не может поступать в клетку. Но стоит клетке потерять часть воды, как оболочка спадается, находящийся в клетке клеточный сок становится более концентрированным и начинает насасывать воду в клетку, пока оболочка снова не растянется и не уравновесится осмотическое давление. Чем больше воды потеряло растение, тем с большей силой вода поступает в клетки. Сила, с которой растение всасывает воду, — сосущая сила — представляет собой разность между осмотическим и тургорным давлением.

Растение непрерывно испаряет воду через устьица. Этим создается возможность нового притока воды к листьям. Присасывающее действие испарения играет большую роль в передвижении воды по растению. Устьица могут раскрываться и закрываться, образовывать то широкую, то узкую щель. На свету устьица раскрываются, а в темноте и при слишком большой потере воды закрываются. В зависимости от этого испарение воды то идет интенсивно, то сильно сокращается. Часть воды все время испаряется через кутикулу, однако это испарение идет гораздо слабее, чем через устьица.

Если срезать стебель растения около самого корня, из пенька начинает сочиться сок. Это показывает, что корень и сам нагнетает воду в стебель. Следовательно, поступление воды в растение зависит не только от испарения воды через листья, но и от корневого давления. Оно перегоняет воду из живых клеток корня в полые трубки омертвевших сосудов. Так как в клетках этих сосудов нет цитоплазмы, вода беспрепятственно движется по ним к листьям, где испаряется через устьица.

Испарение очень важно для растения. С передвигающейся водой разносятся по растению поглощенные корнем минеральные вещества. Испарение снижает температуру растения и тем самым предохраняет его от перегрева. Из каждой тысячи частей поглощенной из почвы воды растение усваивает лишь 2—3 части, а остальные 997—998 частей испаряются. Чтобы образовать 1 г сухого вещества, растение в нашем климате испаряет от 300 г до 1 кг воды.

Пока в почве есть влага, растение растет и развивается нормально. Но вот перестали выпадать дожди, наступает засуха, и растение испытывает недостаток воды и растворимых в ней минеральных веществ; в нем перестает образовываться новое вещество, рост и развитие прекращаются. Кроме того, растение начинает повреждаться от перегрева: на листьях и стебле появляются пятна ожогов. Особенно сильно повреждается растение от ожогов при суховее — сухом горячем ветре. Растение увядает и, если погода не изменится к лучшему, гибнет.

Глубокая вспашка, сохранение влаги в почве, своевременное уничтожение сорняков, севообороты, применение минеральных удобрений и другие агротехнические мероприятия помогают бороться с засухой. Не менее важны правильное семеноводство и создание более устойчивых к засухе сортов, а также использование засухоустойчивых культур. Но основная мера борьбы с засухой (там, где это возможно) — орошение полей.

Оценка статьи:

(пока оценок нет)

Загрузка...