SỰ TRAO đổi nước ( tiết 4)

SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC ( tiết 4) MỤC TIÊU Hiểu biết trao đổi nước chức sinh lý quan trọng Nước cây, vai trò nước Sự hút nước rễ Sự vận chuyển nước mạch dẫn Sự thoát nước thực vật Mối quan hệ trình trao đổi nước Các điều kiện ngoại cảnh ảnh hưởng đến trình trao đổi nước, đề xuất biện pháp kỹ thuật tưới nước 1 NƯỚC TRONG CÂY VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG CỦA CÂY 1.1 Vai trò nước đời sống • Nước thành phần bắt buộc tế bào sống Có nhiều nước thực vật hoạt động bình thường Nhưng hàm lượng nước thực vật không giống nhau, thay đổi tùy thuộc loài hay tổ chức khác loài thực vật Hàm lượng nước phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng điều kiện ngoại cảnh mà sống Vì vậy: - Nước thành phần cấu trúc tạo nên chất nguyên sinh (>90%) - Nếu hàm lượng nước giảm chất nguyên sinh từ trạng thái sol chuyển thành gel hoạt động sống giảm sút - Các trình trao đối chất cần nước tham gia Nước nhiều hay ảnh hưởng đến chiều hướng cường độ trình trao đối chất - Nước nguyên liệu tham gia vào số trình trao đối chất - Sự vận chuyển chất vô hữu môi trường nước - Nước bảo đảm cho thực vật có hình dạng cấu trúc định Do nước chiếm lượng lớn tế bào thực vật, trì độ trương tế bào làm cho thực vật có hình dáng định - Nước nối liền với đất khí góp phần tích cực việc bảo đảm mối liên hệ khăng khít thống thể môi trường Trong trình trao đổi môi trường đất có tham gia tích cực ion H+ OH- nước phân ly - Nước góp phần vào dẫn truyền xung động dòng điện sinh học khiến chúng phản ứng mau lẹ không số thực vật bậc thấp ảnh hưởng tác nhân kích thích ngoại cảnh - Nước có số tính chất hóa lý đặc biệt tính dẫn nhiệt cao, có lợi cho thực vật phát tán trì nhiệt lượng Nước có sức căng bề mặt lớn nên có lợi cho việc hấp thụ vận chuyển vật chất Nước cho tia tử ngoại ánh sáng trông thấy qua nên có lợi cho quang hợp 1.2 Sự cân nước - Nước không liên kết hóa học nước cần để gây nên trương keo nguyên sinh chất thành tế bào, bảo đảm tính ổn định keo sinh chất biến đổi hóa sinh tế bào - Nước liên kết hóa học nước sử dụng trình quang hợp để tổng hợp nên chất hữu thể - Có thể hình dung cân nước cách cụ thể sau: SỰ HÚT NƯỚC CỦA RỄ CÂY 2.1 Cơ quan hút nước • Rễ quan hút nước chủ yếu Lông hút rễ phát triển mạnh Ví dụ: Cây lúa mỳ mùa đông - Tổng chiều dài lông hút: 10.000 km - Diện tích bề mặt: Gấp 230 lần phận mặt đất Ăn sâu: Cây hòa thảo: 60 – 160 cm Cây song tử diệp: 180 – 520cm Cây ăn quả: m Khả tái sinh mạnh: ngày có khoảng 110 triệu lông hút 2.2 Các dạng nước đất khả sử dụng • Các dạng nước đất - Nước trọng lực: phần nước lấp đầy khe hở đất linh động tạo nên nước trọng lực Nước trọng lực chảy từ nơi cao đến nơi thấp tác động trọng lực Rễ hấp thu phần nước chảy qua Dạng nước xuất nhiều trời mưa chúng chảy xuống sâu tạo nên nước ngầm - Nước mao quản: đất có kết cấu hạt tạo nhiều mao quản đất Nhờ lực mao quản mà nước lấp đầy mao quản tạo nên nước mao quản Đây dạng nước chủ yếu có ý nghĩa -• Nước màng nước ngậm: + Các hạt đất thường tích điện nên có khả thủy hóa tạo nên màng nước xung quanh gọi nước màng + Các phân tử nước phân bố sát bề mặt hạt keo đất bị lực hút mạnh nên rễ khả hút Chính mà đất phơi khô, chúng chứa lượng nước định mà hút gọi nước ngậm • Hệ số héo đất - Là lượng nước lại đất mà không sử dụng bị héo - Công thức tính độ héo đất Brigonaf Shan đề nghị: q== Bảng 2.1 Thành phần dạng nước hệ số héo loại đất 2.3.Sự vận động nước từ đất vào rễ • Con đường hút nước từ đất vào mạch dẫn Hình 2.1.Con đường nước từ đất đến mạch dẫn rễ (a)vòng đai caspar (b) • Các đường nước tế bào Hình 2.2 Sơ đồ đường nước tế bào rễ a Con đường không bào ; b Con đường symplast ; c Con đường apoplast - Nước qua hệ thống không bào từ tế bào sang tế bào khác tất nhiên phải xuyên qua sợi liên bào tế bào để nối liền không bào thành hệ thống Động lực để nước hệ thống không bào nhờ sức hút nước tăng dần từ lông hút đến mạch dẫn( S lông hút < S nhu mô < S nội bì…) - Nước hệ thống chất nguyên sinh gọi symplast Nước hệ thống chủ yếu nhờ lực hút trương hệ thống keo nguyên sinh chất - Nước hệ thống thành vách tế bào gọi apoplast Động lực chi phối nước hệ thống lực hút mao quản, lực trương keo thành tế bào 2.4 Yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hút nước hạn sinh lý • Yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến hút nước Ảnh hưởng nhiệt độ - Xu hướng ảnh hưởng: Nhiệt độ thấp hút nước giảm + Độ nhớt chất nguyên sinh tăng + Hô hấp rễ giảm + Thoát nước giảm + Giảm khả sinh trưởng rễ - Yêu cầu nhiệt độ nhiệt đới + Nhiệt độ tối thấp: – 70C + Nhiệt độ tối thích: 25 – 300C + Nhiệt độ tối cao: 400C Ảnh hưởng nồng độ oxy đất - Nồng độ oxy cao hút nước tăng - Nồng độ oxy thích hợp: 10- 12% Nồng độ dung dịch đất - Nồng độ dung dịch đất cao hút nước giảm - Nồng độ dung dịch đất thích hợp: 0,02 – 0,05% • Hạn sinh lý Khái niệm: Cây không hút nước môi trường có nước Các trường hợp hạn sinh lý - Nhiệt độ đất thấp - Nồng độ oxy thấp - Nồng độ dung dịch đất cao - Biện pháp khắc phục hạn sinh lý : + Nếu hạn sinh lý thiếu oxy đất phải tìm cách cung cấp oxy cho rễ biện pháp làm đất, phá váng, sục bùn… + Nếu đất mặn, ta tìm biện pháp giảm nồng độ dung dịch đất cho nước vào pha loãng nồng độ muối, đào rãnh sâu ép phèn để kìm hãm nồng độ ion lớp đất mặt + Cần bố trí thời vụ hợp lý để tránh rét, cần chọn giống chống chịu điều kiện hạn sinh lý 3 QÚA TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC TRONG CÂY - Chặng 1: Từ lông hút đến hệ thống mạnh dẫn rễ - Chặng 2: Từ mạch dẫn rễ đến mạnh dẫn - Chặng 3: Từ mạch dẫn qua tế bào thịt 3.1 Sự vận chuyển nước gần • Đặc trưng Nước với khoảng cách ngắn Nước qua hệ thống tế bào tổ chức chuyên hóa • Động lực vận chuyển nước Động lực: Do sức hút nước tế bào Ví dụ: - tế bào sát nhau: Áp suất thẩm thấu chênh lệch 0,1 atm - Khi tế bào cách 1m: Áp suất thẩm thấu chênh lệch 1000 atm 3.2 Sự vận chuyển nước xa • Đặc trưng: Khoảng cách dài có hệ thống cấu trúc chuyên hóa cho vận chuyển nước • Cấu trúc hệ thống vận chuyển nước Hệ thống quản bào - Gồm tế bào hẹp dài hẳn nguyên sinh chất - Thành tế bào dày, hóa gỗ, có nhiều lỗ cho nước qua - Giữa tế bào có vách ngăn có nhiều lỗ Hệ thống mạch gỗ - Cấu trúc hệ thống quản bào - Giữa tế bào vách ngăn tạo nên hệ thống mao quản liên tục hết hệ thống dẫn • Động lực vận chuyển nước Áp lực rễ Sức kéo Động lực bổ trợ - Lực nội tụ: Lực liên kết phân tử nước - Lực liên kết phân tử nước với thành mạch dẫn [...]...2.3 .Sự vận động nước từ đất vào rễ • Con đường hút nước từ đất vào mạch dẫn Hình 2.1.Con đường nước đi từ đất đến mạch dẫn rễ (a)vòng đai caspar (b) • Các con đường nước đi trong tế bào Hình 2.2 Sơ đồ về các con đường đi của nước trong các tế bào rễ a Con đường không bào ; b Con đường symplast ; c Con đường apoplast - Nước đi qua hệ thống không bào từ tế bào này... thịt lá ra ngoài 3.1 Sự vận chuyển nước gần • Đặc trưng Nước đi với khoảng cách ngắn Nước đi qua hệ thống tế bào không có tổ chức chuyên hóa • Động lực của sự vận chuyển nước Động lực: Do sức hút nước của tế bào Ví dụ: - 2 tế bào sát nhau: Áp suất thẩm thấu chênh lệch là 0,1 atm - Khi 2 tế bào cách nhau 1m: Áp suất thẩm thấu chênh lệch là 1000 atm 3.2 Sự vận chuyển nước xa • Đặc trưng: Khoảng cách dài... mao quản, lực trương của keo trong thành tế bào 2.4 Yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sự hút nước và hạn sinh lý • Yếu tố ngoại cảnh ảnh hưởng đến sự hút nước Ảnh hưởng của nhiệt độ - Xu hướng ảnh hưởng: Nhiệt độ thấp thì sự hút nước của cây giảm + Độ nhớt của chất nguyên sinh tăng + Hô hấp của rễ giảm + Thoát hơi nước giảm + Giảm khả năng sinh trưởng của rễ - Yêu cầu về nhiệt độ của cây nhiệt đới +... thành một hệ thống Động lực để nước đi trong hệ thống không bào là nhờ sức hút nước tăng dần từ lông hút đến mạch dẫn( S lông hút < S nhu mô < S nội bì…) - Nước đi trong hệ thống chất nguyên sinh gọi là symplast Nước đi trong hệ thống này chủ yếu nhờ lực hút trương của hệ thống keo nguyên sinh chất - Nước đi trong hệ thống thành vách tế bào gọi là apoplast Động lực chi phối nước đi trong hệ thống này là... + Nhiệt độ tối cao: 400C Ảnh hưởng của nồng độ oxy trong đất - Nồng độ oxy cao thì sự hút nước tăng - Nồng độ oxy thích hợp: 10- 12% Nồng độ dung dịch đất - Nồng độ dung dịch đất cao thì hút nước giảm - Nồng độ dung dịch đất thích hợp: 0,02 – 0,05% • Hạn sinh lý Khái niệm: Cây không hút được nước trong môi trường có nước Các trường hợp hạn sinh lý - Nhiệt độ đất quá thấp - Nồng độ oxy thấp - Nồng độ... cho sự vận chuyển nước • Cấu trúc của hệ thống vận chuyển nước Hệ thống quản bào - Gồm các tế bào hẹp và dài đã mất hẳn nguyên sinh chất - Thành tế bào dày, hóa gỗ, có nhiều lỗ cho nước đi qua - Giữa các tế bào cũng có vách ngăn nhưng có nhiều lỗ Hệ thống mạch gỗ - Cấu trúc như hệ thống quản bào - Giữa các tế bào không có vách ngăn tạo nên hệ thống mao quản liên tục hết hệ thống dẫn • Động lực của sự. .. như cho nước vào pha loãng nồng độ muối, đào rãnh sâu ép phèn để kìm hãm nồng độ ion ở lớp đất mặt + Cần bố trí thời vụ hợp lý để tránh rét, cần chọn giống chống chịu các điều kiện hạn sinh lý 3 QÚA TRÌNH VẬN CHUYỂN NƯỚC TRONG CÂY - Chặng 1: Từ lông hút đến hệ thống mạnh dẫn của rễ - Chặng 2: Từ mạch dẫn của rễ đến mạnh dẫn của lá - Chặng 3: Từ mạch dẫn của lá qua tế bào thịt lá ra ngoài 3.1 Sự vận... thống quản bào - Giữa các tế bào không có vách ngăn tạo nên hệ thống mao quản liên tục hết hệ thống dẫn • Động lực của sự vận chuyển nước trong cây Áp lực rễ Sức kéo của lá Động lực bổ trợ - Lực nội tụ: Lực liên kết giữa các phân tử nước - Lực liên kết giữa phân tử nước với thành mạch dẫn