BK1

GOSPODARKA WODNA

Alina Kacperska

3.1.    Zawartość wody w tkankach roślinnych .................... 154

3.2.    Funkcje wody w roślinie ............................. 155

3.3.    Struktura i właściwości wody .......................... 156

3.4.    Procesy umożliwiające przemieszczanie się wody w roślinie......... 158

3.4.1.    Dyfuzja 158 • 3.4.2. Przepływ masowy 158 • 3.4.3. Osmoza 158

3.5.    Potencjał wody .................................. 160

3.6.    Stosunki wodne w komórce roślinnej...................... 161

3.7.    Potencjał wody a translokacja wody między komórkami........... 162

3.8.    Stosunki wodne w całej roślinie i jej organach................. 164

3.8.1.    Rośliny pojkilohydryczne i homeohydryczne 164 • 3.8.2. Pobieranie wody 165 • 3.8.3. Drogi przemieszczania się wody w roślinie 168 • 3.8.4. Przepływ wody w ksylemie 170

3.9.    Czynniki regulujące szybkość pobierania i ruchu wody w roślinie...... 173

3.9.1.    Czynniki glebowe 173 • 3.9.2. Czynniki atmosferyczne 175 • 3.9.3. Czynniki roślinne mające wpływ na transpirację 178

3.10.    Transpiracja a wymiana CO„ .......................... 183

3.11.    Bilans wodny rośliny ............................... 185

3.11.1.    Określanie bilansu wody w roślinie 185 • 3.11.2. Rośliny hydrostabilne i hydro-labiine 186

Literatura ......................................... 187

3.1. ZAWARTOŚĆ WODY W TKANKACH ROŚLINNYCH

Zawartość wody w metabolicznie aktywnych tkankach może wynosić 70-95% ich masy. Proloplazma zawiera 85 - 90% wody, a w organellach bogatych w lipidy, takich jak chloroplasty i mitochondria jest jej 50%. Szczególnie duża zawartość wody cechuje soczyste owoce (85 - 95%), miękkie liście (80-90%), oraz korzenie (70-90%). Pień świeżo ściętego drzewa zawiera około 50% wody. Do organów'roślinnych o najmniejszej zawartości wody należą dojrzałe nasiona (10 -15%); niektóre nasiona bogate w tłuszcze (jako materiały zapasowe) mają tylko 5-7% wody. Tak więc zawartość wody w poszczególnych organach i tkankach roślin może być bardzo różna; zależy też od etapu rozwojowego rośliny i tkanki. Ponadto u niektórych gatunków lub w niektórych tkankach może podlegać znacznym wahaniom w cyklu dobowym lub sezonowym, o czym mowa w rozdz. 3.8.

Masę rośliny w stanie naturalnym określamy terminem świeża masa rośliny (św.m.), natomiast po wysuszeniu w temperaturze 105°C uzyskuje się suchą masę (s.m.) rośliny. Suszenie tkanek roślinnych w temperaturze pokojowej w powietrzu, którego wilgotność względna, RH (rozdz. 3.5.) wynosi zwykle ok. 50 - 60%, pozwala uzyskać materiał powietrznie suchy.

3.2. FUNKCJE WODY W ROŚLINIE

Życie powstało w wodzie i woda w organizmach roślin i zwierząt jest elementem absolutnie niezbędnym dla życia. W organizmach roślinnych pełni ona wielorakie funkcje:

1.    W komórce jest rozpuszczalnikiem substancji biologicznie czynnych, stanowi środowisko wielu reakcji chemicznych.

2.    Bierze bezpośredni udział w wielu reakcjach chemicznych jako substrat (np. donor wodoru w fotosyntezie) lub produkt reakcji (np. końcowy produkt oddychania).

3.    Woda hydratacyjna (patrz rozdz. 3.6), związana z makromolekularni, odpowiada za ich strukturę (np. białek, kwasów nukleinowych, lipidów błon) i decyduje o ich aktywności metabolicznej. Na przykład w warunkach dużego odwodnienia (do około 20% początkowej zawartości wody) zachodzi zmiana stanu uporządkowania polarnych lipidów błon, co jest przyczyną liotropowej zmiany fazy błony: ze struktury dwuwarstwowej tworzy się struktura heksagonalna (patrz rozdz. 2.1.2), znikają właściwości półprzepuszczalne błony, decydujące o przemieszczaniu się wody, jonów i wielu składników organicznych w obrębie komórki oraz z i do komórki.

4.    Wypełniając wakuole podtrzymuje tur-gor komórek i całej rośliny. Dzięki ciśnieniu turgorowemu cienkościenne komórki uzyskują sztywność, co często pozwala utrzymać właściwą pozycję organu (np. liścia) w stosunku do środowiska. W wyniku zmiany turgoru zachodzi szereg ruchów roślinnych w odpowiedzi na działanie niektórych bodźców środowiskowych (patrz rozdz. 7.7).

5.    Jest czynnikiem umożliwiającym tzw. szybki wzrost (np. elongacyjny) komórek i tkanek (patrz rozdz. 7.1).

6.    Bierze udział w przemieszczaniu się substancji w organizmie roślinnym: związków mineralnych i niektórych metabolitów w ksyłemie (patrz rozdz. 4.4.2. i 2.5.4) oraz produktów asymilacji i substancji czynnych biologicznie (w tym niektórych fitohormo-nów) we floemie (patrz rozdz. 6.4.3 i 2.5.4) Jest więc czynnikiem umożliwiającym integrację procesów przebiegających w różnych organach rośliny.

7.    W niektórych sytuacjach (duże nasłonecznienie, wysoka temperatura powietrza) intensywna transpiracja pozwala obniżyć temperaturę nadziemnych organów o parę stopni, co może zadecydować o przetrwaniu rośliny w warunkach stresu termicznego bez uszkodzeń (patrz rozdz. 8.4.1).

Wszystkie te funkcje wody w roślinie związane są z jej strukturą i właściwościami fizycznymi.