Водный режим растений

Водный режим растений — совокупность процессов поглощения, усвоения и выделения воды растениями.

Вода — основа жизни, в том числе и растительной: она составляет 80-95 % массы растения, служит средой, в которой протекают все биохимические процессы, участвует в фотосинтезе, создает тургорное давление, придающее тканям упругость, с ней переносятся от корней к листьям минеральные вещества, а органические — в обратном направлении.

У водорослей проблем с водоснабжением не возникает, они поглощают воду всей поверхностью тела. Хуже приходится наземным растениям: в воздухе водяного пара очень мало, добыть влагу можно только из почвы. В зависимости от потребности во влаге и приспособленности к ее дефициту растения подразделяют на несколько групп: ксерофиты (обитатели засушливых мест), мезофиты (умеренно требовательные к влажности почвы), гигрофиты (полуводные растения), гидрофиты (живущие полностью погруженными в воду) и некоторые др. При недостатке воды растениям приходится экономить дефицитный продукт — в первую очередь уменьшать его потери с испарением.

Водным и околоводным растениям нет необходимости экономить влагу

Для этого у ксерофитов появляется восковой налет (кутикула) и ворсистость на листьях, сами листочки становятся маленькими, иногда превращаются в крошечные чешуйки или в колючки. Для добывания воды из почвы растения степей и пустынь развивают мощные корневые системы. У одних из них (например, у саксаула и солянок) корни уходят на десятки метров в глубь почвы, чтобы добраться до грунтовых вод, у других (полыней, фисташки) — простираются на многие метры вширь, собирая драгоценную дождевую воду с большой поверхности. А если влажные сезоны года чередуются с засушливыми, то растения приспосабливаются запасать ее в мясистых листьях или стволах, как, например, толстянки, кактусы, молочаи и др. суккуленты.

Даже если в почве достаточно воды, то недостаточно поглотить ее корнями, надо еще доставить в стебель и листья. Как же это происходит? Из почвы вода поступает в тончайшие корневые волоски, густо покрывающие всасывающую зону молодых корней. Через тонкие стенки клеток корневых волосков вода поступает в организм благодаря осмосу, т. е. давлению, создаваемому разницей в содержании солей в почве (там оно ниже) и в клетках корня (где оно выше). Тем же путем вода поступает из корневых волосков во внутренние клетки корня.

Осмотическое давление невелико: благодаря ему вода может подняться над землей всего на несколько сантиметров. Именно поэтому размер наземных растений, лишенных специальных проводящих тканей (мхов, лишайников), редко превышает 10 см. Для того чтобы вырасти повыше и не умереть от жажды, приходится развивать проводящие системы — тончайшие трубочки, тянущиеся через корень в стебель и далее к листьям.

Вода поднимается по этим трубочкам благодаря сцеплению со стенками сосуда, так же как она поднимается в стеклянном капилляре, один конец которого погружен в жидкость. Благодаря этому механизму вода может подняться уже на 1 м и более, а ее напор именуется корневым давлением.

А как же деревья высотой в десятки метров? Им одного только корневого давления недостаточно, приходится подключать второй «насос». Он создается за счет испарения (транспирации) воды с поверхности листьев (в основном через устьица): чем больше они испаряют, тем сильнее влага всасывается по сосудам, поступая на головокружительную высоту. Получается, что растения вынуждены, с одной стороны, экономить воду, уменьшая испарение, а с другой — увеличивать транспирацию, чтобы обеспечить приток воды из почвы.