ВО́ДНЫЙ РЕЖИ́М РАСТЕ́НИЙ

ВО́ДНЫЙ РЕЖИ́М РАСТЕ́НИЙ (вод­ный об­мен рас­те­ний), со­во­куп­ность тес­но свя­зан­ных ме­ж­ду со­бой про­цес­сов по­гло­ще­ния, пе­ре­дви­же­ния и вы­де­ле­ния во­ды. Бла­го­да­ря В. р. р. клет­ки и тка­ни со­дер­жат ко­ли­че­ст­во во­ды, не­об­хо­ди­мое для под­дер­жа­ния всех про­цес­сов жиз­недея­тель­но­сти (фо­то­син­те­за, ды­ха­ния, рос­та, раз­ви­тия и др.). На­сы­щен­ность кле­ток во­дой при­да­ёт тка­ням уп­ру­гость (тур­гор) и по­мо­га­ет ори­ен­та­ции ор­га­нов в про­стран­ст­ве. Во­да со­став­ля­ет 80–95% мас­сы рас­те­ния, но лишь не­зна­чит. её ко­ли­че­ст­во об­ра­зу­ет­ся в са­мих клет­ках, напр. при ды­ха­нии. Осн. мас­са во­ды по­сту­па­ет из поч­вы в ко­рень че­рез по­кры­ваю­щую его од­но­слой­ную ткань – эпи­бле­му. В клет­ки рас­те­ния во­да по­сту­па­ет под дей­ст­ви­ем ос­мо­тич. сил, в ре­зуль­та­те на­бу­ха­ния био­по­ли­ме­ров и че­рез спец. вод­ные ка­на­лы (см. Ак­ва­по­рины). По­пав в клет­ки эпи­бле­мы, во­да да­лее дви­жет­ся по кор­ню, пе­ре­хо­дит в тка­ни стеб­ля и ли­стья. Дос­тиг­нув по­след­них, мень­шая часть во­ды ис­поль­зу­ет­ся на рост и ме­та­бо­лизм кле­ток ли­сть­ев, а бо́льшая (до 90%) вы­де­ля­ет­ся в ви­де па­ра (транс­пи­ра­ция) или жид­ко­сти (гут­та­ция). В тка­нях ор­га­на (ближ­ний транс­порт) во­да пе­ре­дви­га­ет­ся по сим­пла­сту (со­во­куп­ность про­то­пла­стов, со­еди­нён­ных ци­то­плаз­ма­тич. ка­на­ла­ми – плаз­мо­дес­ма­ми) и апо­пла­сту (со­во­куп­ность кле­точ­ных сте­нок, меж­клет­ни­ков и со­су­дов), а ме­ж­ду ор­га­на­ми (даль­ний транс­порт) – по про­во­дя­щим тка­ням. При вод­ном де­фи­ци­те она пе­ре­дви­га­ет­ся пре­им. по сим­пла­сту.

По­сту­п­ле­ние, на­прав­ле­ние транс­пор­та и вы­де­ле­ние во­ды за­ви­сят от гра­диен­та вод­но­го по­тен­циа­ла в сис­те­мах «поч­ва – рас­те­ние», «рас­те­ние – ат­мо­сфе­ра» и др. Вод­ный по­тен­ци­ал, вы­ра­жае­мый в тех же еди­ни­цах, что и дав­ление, за­ви­сит от кон­цен­тра­ции ве­ществ в клет­ках; в верх­ней час­ти рас­те­ний он ни­же, чем у ос­но­ва­ния. Во­да все­гда дви­жет­ся в сто­ро­ну бо­лее низ­ко­го вод­но­го по­тен­циа­ла. Воз­ник­но­ве­ние гра­ди­ен­та вод­но­го по­тен­циа­ла в рас­те­нии свя­за­но с ак­тив­ным по­гло­ще­ни­ем со­лей клет­ка­ми эпи­бле­мы, их пе­ре­дви­же­ни­ем в ра­ди­аль­ном на­прав­ле­нии по кор­ню и по­сту­п­ле­ни­ем в со­су­ды; важ­ная роль в его под­дер­жа­нии при­над­ле­жит транс­пи­ра­ции. Уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции со­лей по­ни­жа­ет вод­ный по­тен­ци­ал в со­су­дах. Про­дол­жаю­щее­ся вы­де­ле­ние во­ды из кле­ток кор­ня в со­су­ды ещё боль­ше по­ни­жа­ет вод­ный по­тен­ци­ал, соз­да­вая тем са­мым ус­ло­вия для по­сту­п­ле­ния в ко­рень сле­дую­щей её пор­ции. Ак­тив­ное по­гло­ще­ние и транс­порт ве­ществ свя­за­ны с ра­бо­той мем­бран­ных транс­порт­ных бел­ков. В про­цес­сах вы­де­ле­ния и пе­ре­дви­же­ния во­ды мо­гут уча­ст­во­вать со­кра­ти­тель­ные бел­ки кле­ток. Си­ла, воз­ни­ка­ю­щая бла­го­да­ря ак­тив­но­му по­гло­ще­нию со­лей клет­ка­ми кор­ня и под­ни­маю­щая вверх во­ду вме­сте с рас­тво­рён­ны­ми ве­ще­ст­ва­ми, на­зы­ва­ет­ся кор­не­вым дав­ле­ни­ем.

Ин­тен­сив­ное ис­па­ре­ние во­ды в ли­сть­ях так­же при­во­дит к по­ни­же­нию вод­но­го по­тен­циа­ла в их клет­ках и по­сту­п­ле­нию в них во­ды из стеб­ля и кор­ня. Дви­же­ние во­ды по рас­те­нию, вы­зван­ное транс­пи­ра­ци­ей, на­зы­ва­ет­ся транс­пи­ра­ци­он­ным то­ком. Бла­го­да­ря со­во­куп­но­сти сил кор­не­во­го дав­ле­ния, сце­п­ле­ния (ко­ге­зии) ме­ж­ду мо­ле­ку­ла­ми во­ды и транс­пи­ра­ции во­да мо­жет под­ни­мать­ся вверх по рас­те­нию на де­сят­ки мет­ров (у дре­вес­ных по­род боль­шую роль в этом про­цес­се иг­ра­ют жи­вые клет­ки ство­ла). Ско­рость транс­пор­та во­ды осо­бен­но ве­ли­ка днём. У хвой­ных по­род она обыч­но рав­ня­ет­ся 0,5–1,2 м/ч, а у ли­ст­вен­ных (напр., у ду­ба) – 27–40 м/ч. Из-за транс­пи­ра­ции рас­те­ния рас­хо­ду­ют ог­ром­ные ко­ли­че­ст­ва во­ды. За ве­ге­та­ци­он­ный пе­ри­од од­но рас­те­ние ку­ку­ру­зы ис­па­ря­ет 200–250 л во­ды, а 35-лет­няя яб­ло­ня – до 26 т. Со­от­но­ше­ние ме­ж­ду по­сту­п­ле­ни­ем и рас­хо­до­ва­ни­ем во­ды на­зы­ва­ют вод­ным ба­лан­сом. В уме­рен­но влаж­ные и не слиш­ком жар­кие дни транс­пи­ра­ция хо­ро­шо со­гла­со­ва­на с по­сту­п­ле­ни­ем во­ды, овод­нён­ность тка­ней до­воль­но по­сто­ян­на. В жар­кие лет­ние дни рас­ход во­ды на транс­пи­ра­цию пре­вы­ша­ет её по­сту­п­ле­ние, воз­ни­ка­ет вод­ный де­фи­цит, ко­то­рый мо­жет при­вес­ти к увя­да­нию рас­те­ния. В. р. р. за­ви­сит от темп-ры и влаж­но­сти воз­ду­ха, вод­но-воз­душ­но­го ре­жи­ма и за­со­лён­но­сти поч­вы, ос­ве­щён­но­сти, на­ли­чия вет­ра, вне­се­ния удоб­ре­ний, а так­же от пло­ща­ди и строе­ния ли­сть­ев, раз­ме­ра кор­не­вой сис­те­мы. Са­мая час­тая при­чи­на на­ру­ше­ния В. р. р. – за­су­ха.

По спо­соб­но­сти ре­гу­ли­ро­вать вод­ный ре­жим рас­те­ния де­лят на пой­ки­ло­гид­ри­че­ские (поч­вен­ные во­до­рос­ли, ли­шай­ни­ки, мхи, па­по­рот­ни­ки и не­ко­то­рые по­кры­то­се­мен­ные), ко­то­рые са­ми не мо­гут ре­гу­ли­ро­вать свой во­до­об­мен, и го­мой­о­гид­ри­че­ские (боль­шин­ст­во по­кры­то­се­мен­ных), спо­соб­ные его ре­гу­ли­ро­вать. По адап­та­ци­он­ным спо­соб­но­стям, свя­зан­ным с ре­гу­ля­ци­ей вод­но­го ре­жи­ма в кон­крет­ных ус­ло­ви­ях оби­та­ния, рас­те­ния от­но­сят к раз­ным эко­ло­гич. груп­пам. Наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны сре­ди них ме­зо­фи­ты, про­из­ра­стаю­щие в ус­ло­ви­ях уме­рен­ной влаж­но­сти (боль­шин­ст­во куль­тур­ных рас­те­ний). См. так­же Гиг­ро­фи­ты, Гид­ро­фи­ты, Ксе­ро­фи­ты.