Испарение воды растениями. Листопад. Передвижение воды и питательных веществ в растении

Растения примерно на 80% состоят из воды, которая поступает в растение из почвы через корневые волоски, и поднимается вверх ко всем органам и тканям растения по сосудам. Вода не­обходима для передвижения питательных веществ. Часть её используется на образование органических ве­ществ. Главная же масса воды испаряется через устьица листьев в воздух.

Чтобы доказать, что листья испаряют воду, проведём небольшой эксперимент. Наклоним  ветку с листьями и, не отрезая её от растения, поместим в стеклянную колбу. Горлышко колбы закроем ватой. Через некоторое время стенки колбы покроются капельками воды. Её испарили листья.

Можно определить количество воды, испаряемой растением. Возьмём три пробирки, нальём в них одинаковое количество воды, в две пробирки на поверхность воды нальём масло.  Оно покроет воду и не даст ей испаряться с поверхности. Срежем ветку с листьями какого-нибудь растения и поставим в третью пробирку. Уже через сутки воды в пробирке без масла станет меньше, так как часть её испарится. В третьей пробирке воды станет меньше всего. Значит, вода поднялась вверх по растению и испарилась через листья.

Разные растения испаряют разные количества воды. Одно можно сказать точно, так это то, что растения испаряют очень много воды. Для примера одно растение подсолнечника испаряет за день от 3 до 4 стаканов воды, капуста – 5 стаканов, а берёза в жаркий день испаряет до 6 вёдер воды. Представляете, сколько воды может испариться, если этими растениями будет засеян целый гектар земли.

При разных условиях даже одно и тоже растение испаряет разные количества воды. Например, в тени воды испаряется меньше, чем при солнечном освещении; при сильном сухом ветре испарение идет сильнее, чем в тихую погоду.

Испарение зависит от окружающих условий и состояния устьиц. Если растениям достаточно воды, устьица открыты днём и ночью. У некоторых растений устьица открыты только днём, а на ночь закрываются. При недостатке воды устьица таких растений закрываются даже днём и выделение водяного пара из листьев в воздух прекращается. Когда наступают благоприятные условия, устьица снова открываются.

Испарение играет в жизни растений большую роль. Ярко освещённые солнцем листья сильно нагреваются. При испарении листья охлаждаются и растение не перегревается. Испарение способствует передвижению воды в растении. Благодаря испарению листьями вода поступает через корни по стеблю в листья. С токами воды передвигаются и минеральные вещества. У растений испарение регулируется открыванием и закрыванием устьиц.

Чем крупнее листья растений, чем больше их поверхность, тем больше испаряется воды. В этом легко убедиться, проделав следующий опыт.  Поставим в две одинаковые пробирки с водой по одной веточке комнатного растения с мелкими и крупными листьями. Уровень воды быстрее понизится в пробирке, в которой находится ветка с крупными листьями.

Органические вещества образуются в листьях в результате фотосинтеза. Для нормальной жизнедеятельности растения вода и питательные вещества должны поступать во все его ор­ганы. Все растение пронизано проводящими тканями. По одним проводящим тканям движется вода с рас­творёнными минеральными веществами, по другим — раствор органических веществ. Проводящие ткани объ­единяются в сосудисто-волокнистые пучки, часто окружённые прочными волокнами механической ткани. Со­судисто-волокнистые пучки проходят по всему стеблю, соединяя корневую систему с листьями.

Воду и минеральные вещества корень поглощает из почвы. Но эти вещества не остаются в корне, а поднимаются по сосудам вверх и поступают в стебель, листья, цветки, плоды и семена.

Разберёмся, каким путём вода и минеральные вещества попадают из корня в другие органы растения.

Рассмотрим срез побега с ветки, поставленной в окрашенную воду. Краска окрасила только древесину. В опыте краска как бы заменяла минеральные вещества, растворённые в воде. Растворы этих веществ, как и подкрашенная вода, поднимаются от корня вверх внутри стебля по сосудам древесины.

Так же можно увидеть, как вода поднимается по стеблю в листья, окрашивая их жилки. Сосуды проходят через стебель, ответвляются в листья и разветвляются там. По этим сосудам вода и поступает в листья.

Как вы уже знаете, крахмал, образовавшийся в листьях, превращается в сахар и поступает во все органы расте­ния. Рассмотрим, как это происходит.

На стебле комнатного растения осторожно сделаем кольцевой надрез. Удалим с поверхности стебля кольцо коры и обнажим древесину. На стебле укрепим пакет с водой. Окольцованную ветку поставим в воду.

Через несколько недель на ветке выше кольца появляется утолщение в виде наплыва. На нём начнут развиваться придаточные корни. Видимо, в этом месте скопились какие-то вещества.

Вспомним строение стебля липы.

Он состоит из кожицы, пробки, первичной коры, луба, камбия, древесины и сердцевины. В лубе расположены ситовидные трубки, по которым передвигаются органические вещества из листьев в другие органы растения. Окольцевав ветку, мы перерезали ситовидные трубки. Органические вещества, оттекающие из листьев, дошли до кольцевой вырезки и скопились там.

На поверхности свежего среза у растения всегда образуется раневая пробка. Клетки, находящиеся под раневой пробкой, энергично делятся. Они используют питательные вещества, скопившиеся перед кольцевым надрезом. Вскоре возникает кольцеобразный наплыв, заживляющий рану. Из наплыва развиваются придаточные корни, а у некоторых растений — и почки. Итак, органические вещества передвигаются по лубу.

Зная, как передвигаются в растении питательные вещества, человек может управлять их движением. Например, если обрезать боковые побеги у томата и винограда, можно направить к плодам те органические вещества, которые использовались бы при развитии удаленных побегов. Это ускорит созревание плодов и увеличит урожай.

Не все органиче­ские вещества используются для питания растений и роста его молодых органов сразу. Часть веществ откла­дывается в запас в клетках плодов, семян, корней и стеблей. Вы уже знаете, что корнеплоды моркови, свёклы, репы и некоторых других растений — это свое­образные кладовые питательных веществ.

Все вы, конечно, бывали в осеннем лесу или парке. Листья многих  растений стали жёлтыми и красными. Да и количество их на деревьях уменьшилось. И только ели и сосны выглядят почти так же, как летом. Это вечнозелёные растения. Мелкие плотные листья этих растений, слабо испаряют воду и сохраняются под снегом. Называя некоторые растения вечнозелёными, надо помнить, что листья этих растений не вечны. Они живут несколько лет и опадают, но не одновременно.

 Осенью листья деревьев желтеют и краснеют из-за разрушения пигмента зелёного цвета — хлорофилла. Хлоропласты постепенно превращаются в хромопласты, что и придает листьям оранжево-бурую  и красную окраски. Со временем жёлтые и красные листья опадают. Это явление называется листопадом. Листопад играет большую роль в жизни растений. Вместе с опадающими листьями из растений удаляются вредные вещества, которые накапливаются в них к осени. Перед листопадом питательные вещества, образовавшиеся в листьях, перемещаются к зимующим почкам.

Листопад — это ещё и приспособление растений к уменьшению испарения воды осенью и зимой. С наступлением холодов корни многих растений перестают всасывать воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Когда же листья опадают, растения предохраняют себя от высыхания. Кроме того, зимой во время сильных снегопадов покрытые листьями ветки скорее всего обламывались бы под тяжестью снега.