Vodný režim rastlín

Množstvo vody v jednotlivých typoch rastlín je rôzne a rôzny je aj jej obsah v jednotlivých pletivách. V zelených rastlinách voda tvorí 70–80% rastlinného tela, zdrevnatené pletivá obsahujú 50% vody, suché semená 5–14%. Až 98% vody obsahuje telo vodných rastlín.

Rastlinné bunky prijímajú vodu osmoticky cez plazmatické membrány. Vo vode (v pôdnom roztoku) sú rozpustené rôzne častice ako ióny, atómy a molekuly. Plazmatická membrána osmoticky prijíma len vodu. Rozpustené častice nemôžu prenikať súčasne s vodou, narážajú na plazmatické membrány buniek, čím vzniká osmotický tlak. Ten je tým väčší, čím je vyššia koncentrácia rozpustených látok. Od osmotického tlaku závisí osmotický potenciál bunky. Je to vlastne záporná hodnota osmotického tlaku. Teda, čím je vo vode bunky (vo vakuolách) vyššia koncentrácia rozpustených látok, tým je vyšší osmotický tlak, a teda tým je nižší osmotický potenciál.

Na obsah bunky pôsobí tlak aj zvonku. Je to tlak bunkovej steny čiže turgor, tlak okolitých buniek a hydrostatický tlak. Súčet týchto tlakov označujeme ako tlakový potenciál.

Aktivita vody v bunke nezávisí na jej množstve, ale na vodnom potenciáli bunky. Vodný potenciál tvorí:

osmotický potenciál + tlakový potenciál

Vodný potenciál vlastne vyjadruje o koľko je aktivita vody v bunke nižšia ako je aktivita čistej vody. Hodnota vodného potenciálu sa vyjadruje v pascaloch (Pa). Najvyšší vodný potenciál má čistá voda, = 0 Pa. Ak je vo vode rozpustená nejaká látka, dosiahne vodný potenciál zápornú hodnotu (lebo osmotický tlak má zápornú hodnotu). Vodný potenciál môže dosiahnuť napr. hodnoty -100 kPa, -50 kPa a pod. Väčší deficit vody bude mať bunka s vodným potenciálom -100 kPa ako bunka s vodným potenciálom -50 kPa.

Hospodárenie rastliny s vodou, čiže vodný režim rastliny pozostáva z troch častí:

1. príjem vody
2. transport vody po rastlinnom tele
3. výdaj vody

Príjem vody link

Vodné rastliny prijímajú vodu celým povrchom tela, vyššie rastliny koreňovou sústavou. Koreňové vlásky pokrývajúce koreň zväčšujú absorpčnú plochu. Príjem vody je ovplyvňovaný rôznymi faktormi:

Teplota. So zvyšovaním teploty po určitú hranicu (asi 30°C) sa príjem vody zvyšuje a nad ňu spomaľuje. Pri nula stupňoch sa u väčšiny rastlín príjem vody zastavuje. Niektoré rastliny neprijímajú vodu už pri ochladení na 4°C (rajčiaky, uhorky, tekvica).

Koncentrácia pôdneho roztoku. Rastlinám sa nedarí dobre v pôdach s vysokým obsahom solí (slané pôdy). Sú však druhy, ktoré takúto pôdu obľubujú (slanomilné rastliny – halofyty).

Množstvo vody v pôde. Nedostatok i nadbytok vody sú príčinou zníženia príjmu. Ak je v pôde veľa vody, má koreňový systém nedostatok kyslíka, preto sa znižuje intenzita jeho dýchania.

Príjem vody do rastlinného tela môže prebiehať pasívne alebo aktívne. Pasívny príjem vody sa uskutočňuje v čase, keď má rastlina listy. Pri vyparovaní vody cez listy vzniká v rastline podtlak, ktorý spôsobí pasívne nasávanie vody z pôdy cez koreňové vlásky. Pri pasívnom príjme preniká voda do drevnej časti cievneho zväzku priestormi medzi jednotlivými bunkami. Takýmto spôsobom prijme rastlina vyše 90% všetkej vody. Aktívny príjem vody prevláda na jar, keď rastlina ešte nemá vytvorené listy. Pri tomto spôsobe rastlina prijíma vodu na princípe osmózy.

Transport vody link

Pohyb vody z koreňa do listov sa označuje ako transpiračný prúd, lebo jeho pohyb je do značnej miery spôsobený vyparovaním vody v listoch čiže transpiráciou. Je to pohyb vody proti gravitácii a okrem transpiračnej sacej sily listov ho zabezpečuje aj koreňový výtlak. Koreňový výtlak je schopnosť koreňa vytláčať vodu v cievach proti gravitácii. Je spôsobený osmotickými silami cytoplazmy buniek koreňa. Pri rastlinách bylinného typu tieto sily na rozvoz vody stačia, ale pri drevinách dosahujúcich výšku niekoľko desiatok metrov už nepostačujú. Voda musí v cieve prekonávať prekážky ako sú: vlastná tiaž vodného stĺpca, trenie a steny ciev, odpor vzduchových bublín v cievach a pod.

Pri pohybe vody sa teda uplatňujú aj ďalšie faktory, a to adhézia (priľnavosť) vody na steny ciev, kohézne sily t.j. súdržnosť molekúl vody a kapilarita. Kohézne sily vodného stĺpca spôsobujú, že vodný stĺpec je prakticky nepretržitý. V niektorých prípadoch môžu plynné látky rozpustené vo vode unikať a prerušiť kontinuálny stĺpec vody. Tento jav sa nazýva kavitácia a pre rastlinu je potenciálne veľmi nebezpečný, pretože môže dočasne alebo trvalo zastaviť tok vody v xyléme a rastlina môže uvädnúť.

Výdaj vody link

Rastlina z prijatej vody využíva k látkovej premene len malú časť, asi 1%. Ostatnú vodu vracia späť do prostredia. Výdaj vody sa uskutočňuje cez listy, buď vo forme kvapiek – gutácia alebo vo forme vodnej pary – transpirácia. Gutácia nastáva, ak je v prostredí vysoká vlhkosť vzduchu a rastlina nemôže vodu odparovať. Na jej vytláčaní sa zúčastňuje koreňový výtlak. Transpirácia, vyparovanie vody z rastliny, sa uskutočňuje hlavne cez listy. Povrch listu pokrýva rôzne silná vrstvička kutínu, ktorý zabraňuje prenikaniu vody. Cez kutikulu sa preto môže odpariť len malá časť vody – kutikulová transpirácia. Prevažná časť vody sa odparuje cez špeciálne zariadenia určené k tomuto účelu – prieduchy. Vtedy hovoríme o prieduchovej transpirácii. Prieduchová transpirácia sa deje regulovaným spôsobom.

Veľkosť prieduchovej štrbiny a umiestnenie prieduchov priamo reguluje úroveň transpirácie. Hrúbka bunkovej steny parenchýmu môže ovplyvniť, ako rýchlo voda prechádza cez bunky k prieduchom. Vlhkosť a teplota vzduchu ovplyvňuje rýchlosť odparovania vody, a pohyb vzduchu odstraňuje vodnú paru z povrchu listov, čo zvyšuje transpiráciu.