Regimul de Apa Al Plantelor

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELOR

Reprezint ansamblul proceselor de absorbie a apei din mediu de ctre plant, transportul ei n plant i eliminarea acesteia n mediul extern

Regim de ap normal, aceste procese sunt n echilibru celulele se afl n stare de turgescen normal.

Asigurarea turgesecenei normale:sistem radicular dezvoltat absoarbe cantitatea de ap necesar din sol; sistem de vase conductoare transport apa absorbit; esut protector adecvat evit eliminarea excesiv a apei din corp.

Forme ale apei n plante:stare lichid: n celule (abundent);n vase conductoare; n lacune aerifere (uneori)

stare de vapori n lacune aerifere i meaturi;n cantitate mai mic;n echilibru cu apa liber din plant.


AbsorbAbsorbia apei de ctre planteia apei de ctre planteProcesul de absorbie a apei decurge n strns dependen de factorii de mediu i se realizeaz difereniat, pe specii de plante.Plantele nevasculare criptogame unicelulare, talofite terestre, briofiteabsorb apa prin ntreaga suprafa a corpului;

Plantele vasculare: prezint rdcini, ca organe de fixare i de absorbie a apei cu srurile minerale, de la care pleac o reea de esuturi conductoare;pot absorbi ap i prin prile nesuberificate ale organelor lor supraterane.Plantele submerse talofite i cormofiteabsorb apa prin toat suprafaa corpului; sunt lipsite de cuticul i suber; prezint frunze fin divizate sau foarte subiri; unele specii submerse:

au rdcini reduse, lipsite de peri absorbani; sunt lipsite chiar de rdcini;

plantele de ap cu frunze natante, absorb apa i prin faa inferioar a frunzelor, lipsit de cuticul.

lichenii absorb apa prin rizine;muchii absorb apa prin rizoizi.

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELORAbsorbia apei prin rdcini

Rdcina: rolul filogenetic primar de fixare, realiznd ancorarea solid a plantei n sol;rol ulterior de absorbie a apei i a substanelor minerale.

Vrful unei rdcini la dicotiledonate

n procesul de absorbie a apei cu substanele minerale sunt active numai rdcinile tinere.

Metoda micropotometrelor stabilirea rolului zonelor rdcinilor n procesul de absorbie.

PFEFFER:

zona vrfului rdcinii (meristematic) +piloriza - absorbie nul (lipsesc esuturile conductoare pentru vehicularea sevei) deplasarea apei prin imbibiia membranelor;zona neted - puin activ n absorbie, asigur apa pentru nevoile locale;zona perilor absorbani - cea mai activ n absorbie pentru ntreaga plant; zona aspr - absorbie nul.

Vrful unei rdcini la dicotiledonate

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELORzona perilor absorbani:

numr pe unitate de suprafa mare (200-420/mm2), iar durata de via de 7-10 zile;

celulele sunt difereniate funcional, iar perii sunt foarte numeroi realizeaz o suprafa de contact foarte mare cu soluia solului;

fiecare pr absorbant este o celul vie mult alungit, cu o vacuol mare, cu pereii celulari foarte subiri, lipsii de cuticul (foarte permeabil pentru ap), ce conin n loc de celuloz, caloz i substane pectice;

prin gelificare, realizeaz un contact intim cu particulele solului, fenomen deosebit de important n absorbia apei;

pot fi nlocuii cu hife de ciuperci (micorize) la plante lemnoase i ierboase (90% din totalul plantelor superioare)

Seciuni transversale prin zona pilifer a rdcinii (scheme)

zona aspr:

apa poate fi absorbit de ctre plantele tinere, la care celulele externe nu au nc membrana suberificat;

procesul de suberificare din stadiul adult al plantei nu este totdeuna total crpturi asemntoare cu lenticelele, permeabile pentru ap i gaze;

la plantele crescute n sol foarte uscat suberificarea ncepe curnd, pe seama zonei pilifere, care se scurteaz puternic.

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELORAbsorbia apei prin organele aeriene

Frunzele absorb intens apa datorit particularitilor lor anatomice.

Se realizeaz prin cuticula celulelor epidermice.

Este mai intens n imediata vecintate a nervurilor i, n mod deosebit, pe faa inferioar a limbului frunzei (cuticula este mai subire i mai permeabil pentru ap).

Plantele ierboase de talie mic pot valorifica pe aceast cale o parte din apa de precipiaii i apa de condensare (roua).

Devine important cnd o parte din organul aerian este scufundat n ap.

Exemplu: o singur foliol a unei frunze compuse de salcm scufundat n ap ntreaga frunz i recapete turgescena.

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELORMecanismul absorbiei radiculare a apei

Absorbia pasiv a apei:Este determinat de procesul de transpiraie, care creeaz un deficit de saturaiendeosebi la nivelul frunzelor, unde se mrete fora de suciune.

Din mezofil, fora de suciune determin absorbia apei din vasele de lemn ale nervurilor deficitul iniial se transmite descendent, pn la perii abosrbani.

Deficitul presiunii de difuziune determin:absorbia apei prin perii absorbani;

direcionarea apei ctre vasele de lemn starea normal de turgescen.

Rolul predominant n absorbia radicular a apei revine transpiraiei, care variaz n cursul zilei funcie de influena diverilor factori externi, iar activitatea vital a rdcinii contribuie ntr-o msur redus la absorbia apei.

Are loc n cea mai mare parte a perioadei de vegetaie.

Planta preia din sol apa reinut cu fore de pn la 15 atmosfere, cu condiia ca soluia extern a solului s fie hipotonic.


Absorbia activ a apei:Nu depinde de transpiraie.

Rdcina particip substanial n acest proces prin energia metabolic proprie.

Are loc prin mecanisme osmotice numai atunci cnd soluia extern este hipotonic, comparativ cu sucul vacuolar al celulei absorbante.

Poate fi demonstrat prin folosirea potometrelor, la plante crora li s-au ndeprtat tulpina i frunzele.

Rdcinile absorb din sol apa ce este reinut cu fore mai mici de 2 atmosfere.

Apa este absorbit pe aceast cale pn la endoderm, pn crete valoarea forei de suciune i de aici este impins n vasele de lemn.

Are rol important primvara devreme, timp de cteva sptmni, pn la formarea noilor frunze.

Este demonstrat de lcrimarea plantelor n caz de tieri de ntreinere (viade-vie)i de gutaie i este specific plantelor din regiuni umede.


Emisia apei de ctre plant:Are loc concomitent cu absorbia i circulaia apei. Este realizat la nivelul tuturor organelor aeriene, mai ales la nivelul frunzelor.

Transpiraie - procesul fiziologic de eliminare a apei n stare gazoas (vapori), propriu numai plantelor terestre, la care pierderea apei are loc prin organele aeriene, ce vin n contact direct cu atmosfera.Gutaie - fenomenul de eliminare a apei din corpul plantelor sub form de picturi.

Plantele inferioare uni- sau pluricelulare, ca i plantele nevasculare: elimin vaporii de ap prin toate celulele ce vin n contact cu atmosfera;transpiraia lor este mai mult sau mai puin intens, funcie de:

starea fiziologic a celulelor; forelor care rein apa n ele.

Dup oscilaiile coninutului lor n ap, aceste plante sunt poikilohidre.

A: TRANSPIRAIA

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELORPlantele vasculare: Transpiraia se realizeaz prin ntrega lor suprafa extern i intern ce vine n contact cu aerul nconjurtor.Prin cuticula epidermei i prin suber se elimin cantiti relativ mici de vapori de ap. Dintre organele aeriene, frunzele transpir cel mai intens particulariti structurale i funcionale:

o suprafa mare de contact cu atmosfera;un mare numr de stomate;mezofilul este de grosime redus, cu numeroase spaii intercelulare

activitate fotosintetic intens; transpiraie, absorbie i circulaie a apei active n plant.

n timpul zilei prezena luminii deschiderea lar a stomatelor este permis un schimb gazos intens apa fiind eliminat sub form de vapori.

Este meninut curentul ascendent al sevei brute se asigur turgescena permanent a tuturor celulelor.

Dup oscilaiile coninutului lor n ap, aceste plante sunt homeohidre.


Eliminarea vaporilor de ap: A. PA. Prinrin ostiolele stomatelorostiolele stomatelor - n mod curent;

mecansimul de deschidere al stomatelor;

Stomat imagine SEM

Mecanismul de deschidere i nchidere al stomatelor

n condiii normale, la majoritate plantelor, deschiderea stomatelor are loc dimineaa, acestea se menin deschise n timpul zilei i se nchid spre sear; n condiii de luminozitate sczut n timpul zilei, stomatele se deschid puin;n zilele cu insolaie puternic se deschid dimineaa, se nchid n timpul amiezii, se deschid apoi dup amiaza i se nchid din nou seara.


B. PB. Prinrin traversarea traversarea cuticuleicuticulei - n mod accesoriu:

cuticula protejeaz celulele aflate n contact direct cu atmosfera extern;grosimea cuticulei poate influena mult transpiraia cuticular i reprezint o adaptare structural la mediu.

Schema structurii interne a mezofiluluiSchema structurii interne a mezofilului


corespund local unei lipse de coeziune ntre celulele suberificate, ce acoper ramurile i tulpinile plantelor lemnoase;nu execut micri de nchidere i de deschidere a spaiiilor lor intercelulare;transpiraia prin lenticele este de neevitat;transpiraie prin lenticele poate juca totui un anumit rol n mpiedicarea supranclzirii excesive a plantelor n zilele toride de var un ru necesarun ru necesar(K.A. TIMIREAZEV);

C. C. Prin Prin lenticelelenticele - o mic parte:

Lenticel alctuire Lenticel alctuire


Uscarea incipient a membranei - precede, de obicei, nchiderea hidroactiv a stomatelor.Are loc n condiii nefavorabile de umiditate, cnd membranele celulelor ce delimiteaz spaiile intercelulare din mezofil se deshidrateaz parial i, din acest motiv, permeabilitatea lor pentru ap scade, determinnd micorarea vitezei de difuzie a vaporilor de ap n spaiile dintre celule este redus intensitatea transpiraie.Este caracteristic plantelor de tip xeromorf.

Celulele buliforme:

prezente n structura anatomic a frunzelor la graminee, celule situate sub epiderma superioar, n mezofilul nedifereniat, de o parte i de alta a nervurii mediane, prezint membrane subiri;n condiii de secet celulele buliforme i reduc turgescena i volumul fenomenul de rsucire a frunzelor de-a lungul nervurii mediane sub forma unui cornet i reducerea suprafeei de contact a frunzei cu atmosfera nconjurtoare

micorarea intensitii transpiraiei.

Reglare a intensitii transpiraiei:

Celule buliforme(poziionare la nivel foliar)


Poziia stomatelor:

La majoritatea plantelor stomatele se afl la acelai nivel cu celulele epidermice.

La higrofite, stomatele se afl situate la un nivel superior, comparativ cu celulele epidermice (n vrful unor ridicturi); ex: speciile din familia Cucurbitaceae, Anemonae nemorosa etc. transpiraie mai intens.

La alte plante stomatele se afl n mezofil, sub nivelule celulelor epidermice, aezate n cripte; ex: Hevea brasiliensis, Nerium oleander, Ficus elastica,specii de Dianthus etc. transpiraie este mult mai redus.

La gimnosperme: stomate afundate n mezofil caracter de xerofitism (secet fiziologic).


Rolul transpiraiei n viaa plantelor:

Determin urcarea sevei brute prin apelul foliar i uureaz, prin acesta, absorbia radicular a apei, fapt ce permite plantelor s economiseasc energie i s realizeze o activitate metabolic la nivel normal, ca urmare a bunei hidratri a esuturilor i aprovizionrii lor cu elementele nutriiei minerale.

Asigur rcirea organelor vegetale, deoarece evaporarea unui gram de apabsoarbe 537 calorii, ndeplinind un rol termoreglator. Ca urmare, datorit transpiraiei intenste, n timpul amiezilor de var, la plantele din plin soare, temperatura corpului lor nu depete, de obicei, temperatura aerului nconjurtor dect cu maximum 1-2 C.

n timpul coacerii fructelor uscate i a seminelor, apa eliminat prin transpiraie provine, parial, din aceste organe se uureaz i se accelereaz coacerea lor.


Rolul transpiraiei n viaa plantelor:

Favorizeaz schimburile de O2 i CO2 prin ostiolele stomatelor. Deci plantele care transpir mai intens au o fotosintez mai activ i cresc mai repede. Reglarea stomatic a transpiraiei poate avea ns loc fr ca schimburile respiratorii i fotosintetice de O2 i CO2 s fie afectate, deoarece diametrul ostiolelor la care ncepe reducerea transpiraiei este mai mare dect cel care determin reducerea difiziuniiCO2 i O2.

Uneori transpiraia poate deveni nociv, cnd mecanismele reglatoare, eficace ntre anumite limite, rmn fr efect. n astfel de situaii plantele se deshidrateaz puternic i pot pieri. De aceea transpiraia a fost calificat de ctre savantul rus K. A. TIMIRIAZEV ca fiind "un ru necesar".


B. GUTAIA:

Prezent la peste 300 genuri de plante din 115 familii (plante inferioare i superioare).

atmosfera este saturat cu vapori de ap i se reduce simitor intensitatea transpiraiei;

temperatura mai ridicat a solului, comparativ cu cea a aerului determin absorbia unei cantiti mari de ap;

apare astfel un dezechilibru ntre absorbia radicular (intens noaptea) i transpiraia redus din aer (frnat de umiditate relativ a aerului mai crescut i de nchiderea stomatelor prin reacie fotoactiv);

surplusul de ap din corpul plantelor este eliminat sub form de picturi.

Apare mai ales n nopile reci, precedate de zile clduroase:


Apa gutat nu este pur las un reziduu alb prin evaporare, pe suprafaa frunzelor (spre deosebire de rou).

La plantele superioare gutaia este localizat n anumite poriuni ale plantelor, unde se gsesc organele de gutaie, numite hidatode sau ci pentru ap.

La frunzele gramineelor hidatodele sunt localizate, de obicei la vrful lor; lafrunzele dinate la vrful dinilor (ex: Fragaria); frunzele de fasole guteaz prin toat suprafaa lor (hidatodele sunt rspndite pe ntreaga suprafa foliar).

Structura unei hidatode:1.parenchim asimilator;2.traheide; 3.epiderm; 4.stomat acvatic5.epitemGutaia la plantule de gru

Tipuri de gutaie prin vrfurile limbului la Zea mays (A) i pe

marginile limbului la cpun (B)

REGIMUL HIDRIC AL PLANTELORRolul gutaiei:

Evit asfixierea celulelor, ce s-ar produce prin inundarea spaiilor intercelulare.

Favorizeaz eliminarea unor substane inutile produse de catabolism.

Favorizeaz reducerea excesului de ap i de sruri ce ar putea duce la intoxicarea celulelor.

Reduce presiunea hidrostatic din vasele de lemn.

Asigur meninerea echilibrului dintre apa absorbit i cea eliminat.

Asigur transportul apei i a substanelor minerale n corpul plantei, n special la plantele submerse.

Regimul de Apa Al Plantelor

Documents

Transcript of Regimul de Apa Al Plantelor