Вода в житті рослин

Вода є істотним чинником, що визначає життєдіяльність рослин. Воду, що надходить в рослинний організм, К. А. Тімірязєв підрозділяють на організовану (яка зв'язується організмом) і розхожу (випаровується листової поверхнею). З 1000 г води, поглиненої рослиною, близько 990 г випаровується, а 10 г затримується в рослині. Тіло рослин на 50-98% складається з води. Всі фізіологічні процеси протікають за участю води, тому вона є одним з найбільш суттєвих екологічних факторів, що впливають на ріст і розвиток рослинного організму, на поширення рослин на землі.

Воду рослини отримують з грунту і з повітря. Але кількість води в різних ділянках суші не однаково (болота і пустелі). У зв'язку з цим у рослин можна бачити різні пристосування.

Сухопутні рослини в більшості випадків отримують воду з грунту. Цьому сприяє добре розвинена коренева система. Заглиблюючись в грунт до водоносного горизонту, коріння можуть досягати значної довжини. У піщаних пустелях, велике значення має вода, що випадає у вигляді роси, і у рослин можна спостерігати розвиток тонких коренів в поверхневому шарі піску.

Деякі рослини дуже сухих місць пристосувалися утримувати вологу в своєму організмі в соковитих стеблах (кактуси, деякі молочаї) або листі (алое, агави, очитки, молодила і ін.). Зовнішній вигляд цих рослин дуже своєрідний.

Атмосферні опади можуть грати і позитивну і негативну роль. Сніговий покрив охороняє зимуючі рослини від вимерзання. У високогірних районах і на Крайній Півночі, де сніг лежить велику частину року, рослини пристосувалися до короткого періоду вегетації.

Механічний вплив на рослини надають сніг і град, викликаючи часом значні пошкодження рослин.

Велике значення для рослин має розподіл опадів протягом вегетаційного періоду. У районах з посушливим літом і вологою весною розвинулися рослини, успішні завершити свій цикл розвитку до настання посушливого періоду. У посушливий час року вони ховаються під землею у вигляді цибулин або кореневищ (ефемероїди) або зберігаються у вигляді насіння (ефемери).

Умови водопостачання впливають на зовнішній вигляд і внутрішню будову рослин. За зовнішнім виглядом неважко визначити, в яких умовах зволоження росло рослина.

По відношенню до вологи розрізняють три основні екологічні групи рослин: гігрофіти, мезофіти і ксерофіти.

Гігрофіти - рослини рясно зволожених місць проживання з високою вологістю атмосфери. У цих рослин кутикула тонка, сильно розвинені внутрішні порожнини в листі і стеблах, листові пластинки тонкі, на листі є особливі залізяки - гідатоди (водяні продихи), через які виділяється вода. Це рослини: сором'язлива, болотний подмаренник, Кірка.

Мезофіти - рослини місцезростань із середнім зволоженням. Це більшість лугових і лісових рослин.

Ксерофіти - рослини місцезростань з недостатнім зволоженням. Ці рослини мають різноманітні пристосування, що підвищують їх посухостійкість. Вони здатні різко скорочувати транспирацию в сухий період, мають пристосування, які посилюють добування води при її нестачі в грунті, а також пристосування, що дозволяють створювати запаси води на час тривалої перерви у водопостачанні. Скорочення транспірації досягається різними способами: скороченням поверхні листя, розвитком шару кутикули або воскового нальоту, густим опушенням листя, поглибленням устьиц в мезофіл, щільним з'єднанням клітин паренхимной тканини листа. З добуванням води з грунту пов'язане потужне розвиток кореневої системи вглиб (у верблюжої колючки корінь досягає 18-20 м глибини) і горизонтально поверхні. Запас води міститься в водозапасающими тканини листа (у алое, очитков, агав) або стебла (у кактусів). За різними способами пристосування рослин до нестачі вологи розрізняють Склерофіти і сукуленти. У Склерофіти жорсткі листя і стебла, часто вся рослина сильно опушено або покрито товстим шаром кутикули. Сукуленти - соковиті м'ясисті рослини.

Ще одна група ксерофитов набула поширення в посушливих районах нашої планети. Це ефемери і ефемероїди.

Рослина може відчувати нестачу вологи не тільки в тих випадках, коли її мало в грунті. Сильна кислотність грунту і висока концентрація легкорозчинних солей в грунті можуть обмежувати всмоктувальну силу коренів при достатньому вмісті води. Такий стан грунту на відміну від фізичної сухості називають фізіологічної сухістю.

Особливу екологічну групу утворюють водні рослини - гидрофіти. Серед них розрізняють рослини, занурені в воду неповністю (наполовину або на одну третину) - очерет, очерет. стрелолист, деякі осоки та ін. і рослини, занурені в воду повністю (над водою у них підносяться тільки суцвіття або листя знаходяться на поверхні води) - рдест, латаття, кубушка, кабомба. Серед цієї групи рослин можна знайти яскраві приклади впливу водного способу життя на їх зовнішній вигляд. Так, у стрелолиста і кабомби листя, занурені в воду, різко відрізняються від листя, плаваючих над водою (рис.1). У занурених у воду рослин є характерні особливості: дуже тонкі листові пластинки, що складаються всього з 2-3 шарів клітин, іноді сильно розсічені; стебло трав'янистий з воздухоноснимі порожнинами, провідні судини займають центральне положення в стеблі; механічні тканини відсутні. Це дозволяє рослині вільно згинатися в товщі води. Клітини мають низьке осмотичний тиск. Що мешкають на заболочених грунтах або по берегах річок рослини мають інші пристосування до умов проживання: листя великі, ніжні, але більш товсті і продихи розташовані на обох сторонах аркуша; коренева система проникає в грунт неглибоко; стебла з великими воздухоноснимі порожнинами, які проводять судинами і слаборозвиненою механічною тканиною.

Рис.1. Екологічна гетерофіллія:
А - кабомба (1 - листя, що підносяться над водою, 2 - підводні листя); Б - стрілолист (1 - загальний вигляд; 2 - підводний лист; 3 - лист, який піднімається над водою; 4 - суцвіття).