Biologie

E-learning jako vzdělávací nástroj školy 3. tisíciletí

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Vodní režim rostlin

Email Tisk PDF

Voda v rostlině

Voda je základní složkou rostlin. Největší objem vody přijatý rostlinou (až 99 %) je tzv. voda tranzitorní, která slouží k transpiraci. Pouze 0,8 – 0,9 % je zabudováno do buněk a pro tvorbu sušiny se využije jen 0,1 – 0,2 %.

Podíl vody v některých částech rostlin:
  • listy: 85 až 95 %;
  • dužnaté plody: 90 až 99 %;
  • kmen stromu kolem 50 %;
  • semena rostlin: 5 až 15 %.
 Fyziologicky užitečná modifikace chemického potenciálu vody, tzv. vodní potenciál (ψ /w/), se vyjadřuje v Pa.
Čistá voda má největší potenciál, 0 Pa (podle dohody). V rostlině je však ve vodě rozpuštěno mnoho solí a dalších látek, tím její potenciál značně klesá. Čím je obsah solí v rostlinné vodě vyšší (roztok má větší větší koncentraci), tím je hodnota vodního potenciálu rostliny menší, tedy zápornější, typické např. pro listy. Čím je obsah solí v rostlinné vodě menší (roztok má menší koncentraci), tím je hodnota vodního potenciálu větší, méně záporná, typické např. pro kořen.

vodn_potencil

Obrázek č. 1 Hodnoty vodních potenciálů v půdě a rostinných orgánech 

Složky vodního potenciálu

Vodní potenciál - ψ/w/ má 3 složky:

  1. ψ/s/ - osmotický potenciál, je obvykle záporný – je zápornou hodnotou osmotického tlaku; čím je roztok koncentrovanější, tím je hodnota osmotického tlaku vyšší, ale osmotický potenciál menší (zápornější).
  2. ψ/p/ - tlakový potenciál, má obvykle kladnou hodnotu; skládá se z hodnot tlaků na obsah buňky – tlak buněčné stěny, tlaku okolních buněk a z hydrostatického tlaku. Během vadnutí rostliny tlakový potenciál rychle klesá.
  3. ψ/r/ - matriční potenciál, vyjadřuje stav vody vázané v koloidech buněčných stěn, cytoplazmy a organel. Jeho hodnota je záporná.  
Schopnost buňky přijímat vodu je dána vztahem:   ψ/w/ = ψ/s/  + ψ/p/.

Příjem vody rostlinou

  • Nižší rostliny a vodní rostliny přijímají vodu celým povrchem těla difúzí a osmózou.
  • Vyšší suchozemské rostliny přijímají vodu kořenovým systémem, část vody mimokořenovým systémem (pomocí listů) – rosa, déšť, vzdušná vlhkost aj.

Kořenový příjem vody

Aby mohla rostlina přijímat vodu kořenovými vlásky, musí být vodní potenciál kořenů nižší než půdy. Rozvod vody po těle rostliny umožňují cévy a cévice (viz. vodivá pletiva).
U olistěných rostlin, kde dochází k transpiraci, je to tzv. apoplastická cesta - pasivní příjem vody. Molekuly vody difundují mezibuněčnými prostory a submirkospickými prostory přímo v buněčných stěnách. Na listech dochází k transpiraci vody, tím vzniká podtlak a voda se z půdy pasivně nasává. Vzniká souvislý transpirační proud, který je umožněn kohezí (soudržnými silami) molekul vody. Je rychlejší než aktivní příjem, zároveň nedochází ke spotřebování energie.
V době, kdy rostlina nemá vyvinuté listy a u neolistěných rostlin nasávají buněčné stěny buněk kořenových vlásků vodu osmoticky přímo z půdy a bobtnají. Voda se dostává do buněčné šťávy vakuol. Odtud ji přebírá další buňka, je to tzv. symplastická cesta - aktivní příjem vody. Tím, že vodu přebere další buňka, se obnoví nasávací schopnost buněčné stěny kořenových vlásků. Tento příjem vody je značně pomalý a vyžaduje energii. 
apoplast
Obrázek č. x Apoplast a symplast.
Legenda k obrázku: cell wall - buněčná stěna, cytoplasm - cytoplazma, vacuole - vakuola, apoplast pathway - apoplastická cesta, symplast pathway - symplastická cesta; trough cell.

Faktory ovlivňující příjem vody rostlinou

  • teplota půdy - v teplejší půdě mohou buňky kořene intenzívně dýchat a mohou přijímat více vody;
  • obsah vody v půdě - čím je větší obsah vody v půdě, tím se snižuje schopnost rostliny přijímat vodu (buňky nemohou dostatečně dýchat a tím nemají dostatek energie pro příjem vody);
  • velikost půdních částic - čím jsou částice menší, tím je jejich povrch větší, na který se mohou molekuly vody adhezí více vázat, tím nemůže voda dostatečně pronikat do kořenů;
  • obsah kyslíku v půdě - v dostatečně okysličované půdě mohou buňky intenzívně dýchat (dostatek energie pro příjem vody) a tím přijímat více vody;
  • koncentrace živin v půdě - vysoká koncentrace iontů v půdě (zasolené půdy) znemožňuje příjem vody;
  • vlhkost vzduchu - ovlivňuje transpiraci a tím příjem vody, čím je vlhkost vzduchu větší, tím je intenzita transpirace menší, zároveň tedy menší příjem vody.
Výdej vody rostlinou

Rostlina může vodu vydávat pomocí transpirace a gutace.   

Transpirace - vypařování vody rostlinou může být:

  • kutikulární (pokožková) – výdej celým povrchem listů, méně než 10 % celkové transpirace;
  • stomatární (průduchová) – štěrbinami průduchů, hlavní podíl celkové transpirace, kolísá však podle velikosti průduchové štěrbiny.

prduchy

Obrázek č. x Svěrací buňky s průduchovou štěrbinou - EM

Vedle transpirace může rostlina vydávat vodu po kapkách, tzv. gutace. Ta je projevem kořenového vztlaku. Obvykle nastává při nízkých teplotách a velké vzdušné vlhkosti (v přírodě v ranních hodinách); gutační voda obsahuje minerální látky (ionty).

gutace_na_listugutace 

Obrázek č. x Gutace na listu

Vodní bilance rostliny

Vyjadřuje poměr mezi objemem přijaté a vydané vody. Nastane-li větší výdej vody než její příjem, vzniká tzv. vodní deficit. Při něm napětí (turgor) klesá, rostlina vadne buď vratně (reversibilně) - deficit, který nastal ve dne, pomine v noci, nebo nevratně (irreversibilně) - deficit se během noci neodstraní, přitom dochází k poruše základních fyziologických funkcí (fotosyntéza, růst ad.). Pokud je příjem a výdej vody v rovnováze, nastává tzv. optimální bilance.






Navigace: 1. ročník Základy rostlinné fyziologie Vodní režim rostlin