augu ūdens režīms
DESCRIPTION
Augu ūdens režīms. Augu ūdens režīms un vielu pārvietošanās augos. Ūdens bioloģiskā loma augos. -- Ūdens – vide visām reakcijām -- Savieno visas auga organisma daļas -- Fizioloģiski-bioķīmisko reakciju tiešais komponents (ūdens fotolīze fotosintēzē, Krebsa cikls) -- Termoregulējošs faktors - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Augu ūdens režīms
Augu ūdens režīms un vielu pārvietošanās augos
Ūdens bioloģiskā loma augos
-- Ūdens – vide visām reakcijām
-- Savieno visas auga organisma daļas
-- Fizioloģiski-bioķīmisko reakciju tiešais komponents(ūdens fotolīze fotosintēzē, Krebsa cikls)
-- Termoregulējošs faktors
-- Dod formu (pateicoties šūnu turgoram), amortizators pret mehānisku iedarbību
Ūdens daudzums
Cilvēka organismā 60-65%Augos (vidēji) ~80%Ūdensaugos 96-98%Gurķu, tomātu, salātu lapās 94-95%Sausās sēklās 5-14%Sūnās, ķērpjos 5 - 7%
Ūdens satura maiņa
Cilvēka organismā 4 nedēļāsMezofitos līdz 4 nedēļāmKaktusos līdz 29 gadiem
Ūdens struktūra un īpašības
-- Agregātstāvokļi
-- Blīvums (maks. to +4oC)
-- Siltumietilpība (5-30 reizes lielāka nekā citām vielām) Par ko liecina lielā siltumietilpība? - Ciešas saites starp ūdens molekulām.
-- Ūdens molekulārā uzbūve un struktūra
Dipola molekula ar tetraedriskuelektronu sadalījumu
Ūdens struktūra un īpašības
Ūdens struktūra un īpašības
-- Ledus struktūra
Ūdens struktūra un īpašības
-- Ūdens augos:
Brīvais ūdens mozofītos60-70%
Ūdens struktūra un īpašības
Brīvais ūdens sukulentos30-36%
Koloīdu briešana
Ūdens molekulu orientācija ap katjonu un anjonu
Jona hidratācijas modelis
Koagulācija
u – hidratācijā saistītais ūdensk – koloidālā daļiņa
Koacervācija
Ūdens uzņemšana augu šūnāsKoloīdu briešana
Jaunas šūnas bez vakuolām,epifiti
Cattleya saknes klātas ar velamen (higroskopiski audi)
Ūdens uzņemšana augu šūnāsOsmoze
Lapas mezofila šūnas shēma
Auga šūna kā osmotiska sistēma
Šūnas sūcējspēks(šūnas ūdens potenciāls)
Osmotiskā spiediena noteikšana(pēc P. B. Grīna, 1968., nitellas šūnas)
Osmotiskais potenciāls augos (MPa)
Mezofitu sakņu šūnās 0.3-1.2Mezofitu virszemes daļu šūnās 1.0-2.6Halofitu šūnās 15
Dažādās ekoloģiskās grupās: Ūdensaugi 0.1-0.3 Sauszemes augi 0.5-1.5 Sausu un sāļu augteņu augi 10-15
Plazmolīze un citorīze
A – turgorescentas šūnas (1) un šūnas ar robežplazmolīzi (2)B – ieliektā plazmolīzeC – izliektā plazmolīzeD – konvulsīvā plazmolīzep – citoplazmas pavedieniE – uzmavu plazmolīzepr – uzbriedusi citoplazmaF – citorizētas šūnas
Plazmolīzes veidi:- robežu- ieliektā- konvulsīvā- izliektā- uzmavu
Ūdens uzņemšana augos
Ūdensaugi – uzņem ar visu virsmu
Ūdens uzņemšana augos
Ķērpji, sfagnu sūnas – uzņem ar virsmu no rasas, miglas, lietus
ķērpji
sfagnu sūnas
Ūdens uzņemšana augos
Vaskulārie augi – sakne, kā ūdens uzņemšanas orgāns
noragas
Ūdens uzņemšana augos
Ūdens uzņemšana augos
Mitru augteņu un ēnainu pamežu augi - vāji attīstīta sakņu sistēma
Mitru augteņu augi - saknes augsnes virskārtā
Ūdens uzņemšana augos
Ūdens uzņemšana augos
Pamežu augi - vāji attīstīta sakņu sistēma
Sakne kā ūdens uzņemšanas orgāns
Ūdens pārvietošanās sakņu dzīvajās šūnās
Ūdens pārvietošanās saknēs1 no saknes spurgaliņas2-6 caur saknes parenhīmas šūnām7 caur endodermu8 caur periciklu9-11 caur centrālā cilindra parenhīmas šūnām12 līdz trahejām
Ūdens plūsma dzīvajās šūnās
pa apoplastu pa simplastu
transvakuolāri
Ūdens radiālais transports saknēs
Ūdens plūsma caur endodermu
Endodermas loma ūdens uzņemšanā augā
Ψvadaudos < Ψdzīvajās šūnās (jonu sūkņu aktīvas darbības
rezultātā vadaudos nonāk osmotiski aktīvas
vielas)
Vadaudos nav turgora spiediena (šūnapvalki lignificēti)
Vadaudos nav citoplazmas – puscaurlaidīgu membrānu
Kāpēc ūdens nonāk vadaudos?
SAKNES SPIEDIENS (Apakšējais terminālais dzinējspēks)
• Jonu sūkņu aktīvas darbības un ūdens pasīvas pārvietošanās (osmozes) rezultātā koksnes vadaudos veidojas hidrostatiskais spiediens jeb apakšējais terminālais dzinējspēks, kas sekmē ūdens un tajā izšķīdušu vielu pacelšanos pa vadaudiem uz virszemes daļām
• Saknes spiediens mezofitiem ~ 0.1 – 0.3 MPa
(kokaugiem ~ 1 MPa)
Saknes spiediensSulošana
Sulošana – ūdens un tajā izšķīdušu vielu izdalīšanās saknes spiediena rezultātā, ja auga virszemes daļas nogrieztas
Saknes spiediens
Gutācija
Gutācija – ūdens izdalīšanās caur hidatodēm jeb ūdens
atvārsnītēm saknes spiediena rezultatā
Ūdens pārvietošanās stumbra vadaudos
Vadaudos ūdens virzošais spēks ir ūdens potenciāla gradients starp augsni un gaisu. Ūdens plūsmu nodrošina saknes spiediens un transpirācija.
Transpirācija
Transpirācijas apjoms
Viens augs transpirējot diennaktī zaudē ūdeni
Ozoli (Quercus) ~600 L
Kokvilnas (Gossipium) 1-2 L
Eikalipti (Eucaliptus) ~200 L
1 ha kokaugu ~30000 L
Grieķijas riekstkoks (Juglans regia) ~300 L
Transpirācijas apjoms
Kāposts (Brassica oleraceae) (1 ha) ~8 milj. L
Transpirējot veģetācijas periodā zaudē ūdeni
Parastā kukurūza (Zea mays) (1 augs) 200-250 L (1 ha) >3 milj. L
Bērzi (Betula) (1 augs) ~7000 L
Kvieši (Triticum) (1 ha) ~2 milj. L
Katru minūti uz Zemes nocērt 20 ha mežu!!!
Transpirācijas kvantitatīvie rādītāji•Transpirācijas intensitāte•Transpirācijas koeficients •Relatīvā transpirācija•Transpirācijas produktivitāte
Ūdens plūsma lapās
No stumbra ūdens pa lapas kātu nonāk lapas vadaudos – dzīslās. Vairumam augu lapu dzīslas sazarojas, padarot lapas plātni izturīgāku. Jebkura lapas mezofila šūna neatrodas tālāk no lapu dzīslas kā 2-3 citu šūnu attālumā. Ūdens lapas mezofila (dzīvajās) šūnās pārvietojas pa apoplastu, simplastu un transvakuolāri.
Atvārsnītes
Kā notiek transpirācija?
-- Ūdens tvaiku veidošanās starpšūnu telpā-- Ūdens difūzija caur atvārsnītēm un kutikulu-- Ūdens aizplūšana no lapas virsmas
Atvārsnīšu darbības regulācija
Atvārsnīšu darbības regulācija
1. Hidrodinamiska regulācija
2. Fotoaktīva atvēršanās un aizvēršanās
- Cietes cukura hipotēze
- K uzkrājas slēdzējšūnās
2. Citokinīni > atvārsnīšu atvēršanos
3. ABS > atvārsnīšu aizvēršanos
Vides faktori• CO2
• Gaismas kvalitāte (zilā gaismā atvārsnītes atveras)
ABS loma atvārsnīšu darbības regulācijā
Vides faktoru ietekme uz transpirāciju
• Ūdens tvaiku deficīts gaisā
• Temperatūra
• Gaisma
• Ūdens daudzums gaisā
• Atmosfēras kustības
• Minerālelementu daudzums augsnē
• Auga bioloģiskās īpašības
Pārmērīga mitruma apstākļos
Augsnē > Purva toksīni (SO2, H3S)< pH< Mikroelementu daudzums
AugosBojāti hloroplasti
Mitohondriji zaudē matriksu < Citokinīnu daudzums> ABS
Transpirācijas bioloģiskā nozīme
-- Uztur augā pastāvīgu ūdens plūsmu
-- Nodrošina minerālvielu u. c. vielu transportu
-- Nodrošina šūnu turgoru
-- Nodrošina gāzu maiņu (CO2)
-- Pasargā augus no pārkaršanas
1 CO2 molekulas asimilācijai fotosintēzē augs transpirē ~ 500 molekulu H2O
Ūdens pārvietošanās augā
Ccccccccccccccccccccccccc
Augi un mēness ierosināti bioritmi
Augošā mēnesī – sējami un stādami augi, kuriem uzturā izmantojamās daļas attīstās virs zemes
Dilstošā mēnesī – sējami vai stādami sakņaugi
Jaunā mēnesī – cērtami skujkoki
Vecā mēnesī – cērtami lapkoki
Ccccccccccccccccccccccccc
Augi un mēness ierosināti bioritmi
Jaunā mēnesī cirsti krūmi ataug
Vecā mēnesī cirsti krūmi neataug
Dilstošā mēnesī – novācami ziemai glabājami augļi, saknes, sīpoli
Augļus vislabāk novākt pirms saules lēkta