Поглощение и передвижение воды по корню. Корневое давление. Плач и гуттация как показатели проявления корневого давления

Плач растений у древесных растений можно наблюдать весной, пока ещё не образовались листья через повреждения в коре, у винограда при весенней обрезке, когда уже началось сокодвижение. Накапливаемая в сосудах стебля жидкость, называют ксилемным соком или пасокой. Пасока состоит из воды и растворенных в ней минеральных и органических веществ. Весенняя пасока отличается по составу от летней в ней содержится больше сахаров, ферментов, органических кислот, а в летней значительно меньше орга

нических веществ, а сахара могут совсем отсутствовать. По данным Л.С. Литвинова в пасоке зольные элементы составляют 1,1% и до 1,5% органические вещества (белки, аминокислоты, органические кислоты), а В.В. Филиппов обнаружил присутствие витаминов группы В. Наличие осмотически активных веществ в пасоке создает в ней осмотический потенциал до 100 кПа. Содержание веществ в пасоке может меняться, а значит и осмотический потенциал. Он зависит от вида растения, его возраста, интенсивности обмена веществ, физиологического состояния. А от этого зависит и величина корневого давления. Его можно измерить с помощью ртутного манометра. Если на пенек срезанного растения надеть резиновую трубку соединенную с манометром, то будет измерено корневое давление, которое обычно достигает до 3 атм. У разных растений оно различно: у древесных растений 500-800 кПа,150-200, у травянистых 100 кПа.

Другое проявление корневого давления является гуттация. Это выделение капельно-жидкой влаги листьями в условиях затрудненной транспирации (высокая относительная влажность воздуха) или в утренние часы при насыщенности воздуха водяными парами. Капли воды отличаются от капель росы, так как они находятся в определенных местах выхода гидатод (водяных устьиц на окончаниях жилок листьев настурции, земляники, картофеля, роз, злаковых культур. Сок гуттации значительно беднее сока плача, как органическими, так и минеральными веществами. При гуттации сок фильтруется через мелкоклеточную паренхиму – эпитему, ткань, выстилающую воздушную полость гидатод, и вещества используются на нужды растения (рис. 10).

1 2

Рис. 10. 1 – Гуттация листа настурции 2. Эпитемнаягидатода листа примулы

э–эпитема, т – трахеиды

Какова природа (механизм) корневого давлении? Существует несколько представлений о нагнетающем действии корней в сосуды ксилемы. Наиболее распространенное мнение об осмотической природе. Она основана на том, что вода всегда передвигается в сторону более отрицательного водного потенциала, величина которого определяется в живой клетке разницей между осмотическим потенциалом и потенциалом давления (тургорного давления), что было рассмотрено выше. Сосуды ксилемы, это мертвые сосуды, лишены протоплазмы, и их водный потенциал всегда равен осмотическому, так как у них отсутствует противодавление клеточных стенок (тургора). В живых клетках паренхимы перицикла, прилегающих к сосудам ксилемы, насыщенных водой, при наличии высокого уровня тургорного давление, водный потенциал высокий и приближается к 0, что обеспечивает постоянное поступлении воды в сосуды ксилемы. Клетки перицикла, отдавая воду, снижают водный потенциал, что передается на корневой волосок, который поглощают воду из почвенного раствора. По этой схеме воду из почвы сосут не корневые волоски, а находящийся в сосудах ксилемный раствор.живым клеткам корня отводится роль полупроницаемой перепонки между сосудами ксилемы и почвенным раствором. Важно, чтобы осмотическое давление пасоки было выше осмотического давления почвы.

Высказано предположение и, что активная подача воды в сосуды осуществляется клетками стелярной паренхимы с участием сократительных белков, подобных актомиозину мышц. Оно основано на том, что плач имеет пульсирующий характер, обнаружено действие ацетилхолина, курареподобных и других веществ, на АТФ-азы и сократительные белки, а также на связи корневого давления с энергетикой дыхания. И все же механизм корневого давления остается открытым.