Не могу молчать, срочно надо продолжить про растения!
Дорогие отважные искатели знаний! Мы вспомнили с вами старую знакомую диффузию и разобрали не совсем очевидный осмос - процессы, которые управляют переносом жидкостей в растениях.
Особенности растительных клеток
И хорошо бы нам вспомнить, что клетки всех растений имеют нерастяжимые клеточные стенки из целлюлозы. То есть эти клетки - они как будто в деревянной коробке находятся.
Если помесить растительную клетку в крепкий соленой раствор (ну или даже не очень крепкий - но больше, чем 0,9%), то вода из неё станет выходить, как из того эритроцита. И клетка начнет сморщиваться - при том что клеточная стенка будет оставаться на месте. Это явление называется плазмолиз. Сравните поведение растительной и животной клеток (листайте)
В соленой воде всем клеткам плохо - что животным, что растительным.
А в пресной? А вот в пресной - как раз разница есть. Если животная клетка раздуется и лопнет в пресной воде, то растительную как раз будет защищать ее клеточная стенка! (Листайте).
Чувствуете разницу? Пресная вода для растений - это хорошо. А самая пресная, дистиллированная вода - это дождик. Или снеговая талая вода. Она с большой радостью проникает в растительные клетки! Именно поэтому талая вода для растений хороша. Особенно для тепличных или тех, что растут в горшках и все время получают соли жесткости из нашей поливной воды.
Заодно подумайте, что будет, если полить растения более солёной водой?
Ну, плазмолиз будет. Растения начнут терять воду - более солёная вода высосет её из корней. И растения погибнут.
Так бывает, если переборщить с растворимыми удобрениями. 90 г на 10 л - это предельная доза для растений. То есть можно положить 3 столовые ложки на ведро. Но это будет уже на грани. Поэтому лучше две.
Обычно удобрения растворяют по 30 г. на 10 л. Это столовая ложка с горкой. Но бывает, что мы дерём лодку мочевины, ложку монофосфата калия, например. Так можно. Но больше лучше ничего не мешать.
А помните же, как мы делаем искореняющую обработку? Бабахаем 300 г мочевины или купороса на 10 л. Получаем крепкий раствор и опрыскиваем по спящим растениям. Для них такой не страшен - они в почках спрятались. Корни тоже уже спят, да и до них не дойдёт особо - мы ж по верхней части опрыскиваем. А вот для грибков, бактерий, личинок и яиц насекомых - страшен. С ними получается, как с эритроцитом - вода вытягивается, они помирают. Вот и прекрасно.
Нижний насос растений
И вот мы уже готовы всё понять про нижний насос растений, котором они всасывают воду из почвы.
Этот насос называется - корневое давление.
Надо сказать, что всасывание воды (и растворённых веществ, конечно) происходит далеко не по всей длине корня, а только лишь на его самых кончиках, примерно на расстоянии 1-2 см от верхушки. Или в случае корня её надо назвать "низушка"? В общем, там, где располагаются корневые волоски.
Каждый корневой волосок - это буквально вырост одной клетки кожицы корня. Их можно разглядеть на проростках - они похожи на ватные волокна корешке. Вот на фото их как раз видно.
Только лишь в этих местах всасывание и происходит.
А происходит оно с помощью осмоса. В этот клеточный "нос" - вырост, который и есть корневой волосок перемещается клеточное ядро. И там собираются всякие осмотически активные вещества - так, что концентрация их становится довольно высокой. А в почве в идеале дождевая вода. И солей там условно считаем что нет. И тогда вода с радостью поступает внутрь корневого волоска.
Но коревой волосок - это растительная клетка, это вам не эритроцит какой-нибудь. Это эритроцит - или любая другая животная клетка в таких условиях уже давно надулась бы и лопнула. А наши корневые волоски же в коробке - в клеточной стенке как в домике. И она защищает растительную клетку от раздувания под действием всасываемой воды!
Но воде надо куда-то деваться - и она передаётся в соседние клетки, потом в соседние - пока не дойдёт до проводящей ткани растений - ксилемы, или сосудов. Это такие трубочки, состоящие из мертвых клеток, у которых даже перегородок нет. Получаются хорошие такие водопроводные трубы. Только тоненькие. И по ним вода спокойненько поднимается выше и выше, в стебель.
Корневое давление может довольно высоко поднять воду. Например, у берёзы или клёна сок по весне движется ещё до распускания листьев - только на одном корневом давлении!
Если срезать растение в нижней части стебля и надеть на него трубочку, то в ней соберётся какое-то количество воды, всасываемой корнями.
В тоненьких трубочках-сосудах вода как в трубочке для коктейля. Молекулы воды же цепляются друг за друга, и эта тоненькая водяная трубочка как неразрывная нить, тянется и тянется. Снизу ее толкает корневое давление, а сверху? Кто тянет этот "коктейль"?
А сверху тянет верхний насос.
Транспирация - верхний насос
На листьях есть крохотные форточки - устьица. Они открываются на свету и закрываются в темноте. Через эти устьица растение осуществляет газообмен, а также испаряет воду. Испарение воды через устьица называется транспирацией.
Зачем же они эту воду испаряют?
Причина номер раз. При испарении воды поверхность охлаждается. Растениям никак нельзя перегреваться. Иначе хлорофилл и все белки у них разрушатся, и клетки погибнут. Вот они и охлаждаются. Ну, бочку воды испарить - тут охладишься, да еще как!
У нас есть вопрос - почему в солнечный день в закрытой теплице растения могут получить ожоги, в то время как на улице в это же ожогов не получается.
А ответ прост. В закрытой теплице - что? - влажно! Испарение затруднено. Охлаждаться листовая поверхность не может. Результат - ожог. На улице - испаряй-не-хочу! Да ещё если ветерок. Растение эффективно охлаждается, и ему хоть бы что.
Причина номер два-с. Вода испаряется сверху и подтягивается таким образом к листьям. Именно транспирация тянет водяную ниточку по трубочкам-сосудам. Это и есть верхний насос.
Обратите внимание на среднюю часть рисунка - как вода перемещается по всему растению. Снизу её толкает корневое давление, сверху тянет транспирация. А в воде растворены всякие минеральные вещества из почвы.
(Минеральные вещества не могут всасываться с помощью осмоса! Они попадают к летку активно - специальные молекулы на поверхность их берут и затаскавают.)
Так вот - растворённые минеральные вещества могут перемещаться по растению только тогда, когда есть транспирация (испарение). То есть когда вода в принципе может двигаться снизу вверх. Если транспирации нет, то растение не может перемещать минеральное питание от корней к листьям, цветкам и плодам. Вдумались? Мы льем удобрения в теплицах, а воды мало - или влажность большая. И растения его не могут дотащить до листьев! Особенно так бывает с кальцием. Он почему-то совсем плохо перемещается по растению, ему надо очень интенсивный поток воды. И когда наши томаты начинают спеть - у них кальция в самых кончиках не хватает. Особенно у высоких индетов с длинными плодами. И получается вершинная гниль - которая на самом деле просто некроз, отмирание клеток из-за нехватки кальция.
Что делать для спасения урожая? Проветрить теплицу, полить - обеспечить хорошие условия для транспирации. Ну и можно опрыскать кальциевой селитрой по листу - она умеет проникать в листья, ей тогда ближе будет. Лить под корень может быть неэффективно в таких случаях. И да, урожай в тот год я спасла!
Вот и вся история про осмотические дела растений, про перемещение жидкостей и про насосы, вкратце.
На самом деле тут много что еще можно рассказать. Потому что ненаправленные движения растений тоже осуществляются под действием осмоса. Те же устьица открываются на свету. И я же вам еще про весеннее иссушение обещала рассказать. Ну и вот, расскажу.
Или ещё такая штука. Как, ну вот как эта берёза крохотными корневыми волосками на самых кончиках живых корней себе по бочке в день набирает? Ну разве это возможно!? Ха-ха, конечно нет)) И в чем тут подвох - я вам уж точно расскажу. И это целая отдельная песня.
Такая она, эта биология. За одну нитку потянешь - целый воз вытянется.
Так что оставайтесь! Впереди ещё очень много интересного!
Ваша Лл.