Το μονοπάτι της κίνησης του νερού

Transcript

1 Το μονοπάτι της κίνησης του νερού

2 Κίνηση στο έδαφος πρόσληψη νερού από τις ρίζες τοπική ξήρανση εντονότερη προσκόλληση μορίων νερού στα σωματίδια του εδάφους μείωση Ψ κίνηση νερού από υγρότερες σε ξηρότερες περιοχές

3 Κίνηση στο έδαφος

4 Κίνηση στο ξύλωμα

5 Κίνηση στο ξύλωμα

6 Κίνηση στο ξύλωμα Θεωρία συνοχής επιφανειακής τάσης 1. Η διαπνοή προκαλεί διαβάθμιση Ψ μεταξύ: ατμόσφαιρας υποστομάτιων χώρων μεσοκυττάριων χώρων παρεγχυματικών κυττάρων κυττάρων ξυλώματος

7 Κίνηση στο ξύλωμα Ψ=Ρ-σπ-m 2. Το Ψ των κυττάρων του ξυλώματος ελαττώνεται Ψ = Ρ (π = 0) αρνητική πίεση (τάση)

8 Κίνηση στο ξύλωμα 3. Η τάση μεταδίδεται μέχρι την ρίζα προϋπόθεση: η ύπαρξη συνεχόμενης στήλης νερού 1. Τα κύτταρα του ξυλώματος δεν σπάνε κάτω από τάση (παχιά & λιγνοποιημένα κυτταρικά τοιχώματα) 2. Η στήλη του νερού δεν ξεκολλάει από τα τοιχώματα (δεσμοί υδρογόνου) 3. Τα μόρια του νερού - σχηματίζουν συνεχόμενη στήλη νερού - δεν εξατμίζονται κάτω από τάση λόγω ισχυρών δυνάμεων συνοχής (δεσμοί υδρογόνου)

9 Κίνηση στο ξύλωμα Η κίνηση του νερού στα αγγεία του ξύλου συμβαίνει μέσω μαζικής ροής οφείλεται σε αρνητική πίεση (τάση) που αναπτύσσεται στο υπέργειο τμήμα είτε σε θετική πίεση που αναπτύσσεται στη ρίζα

10 Ριζική πίεση?????

11 Σταγονόρροια

12 Η υδραυλική ανακατανομή του νερού μέσω των ριζών Έξοδος νερού σε καταστάσεις ξηρασίας ενυδάτωση ριζόσφαιρας συντήρηση μικροβίων Υδραυλικός ανελκυστήρας (Hydraulic lift) 60% του νερού στα φυτά επιφάνειας

13 Η υδραυλική ανακατανομή του νερού μέσω των ριζών Υδραυλικός ανελκυστήρας

14 Κορεσμένη συγκέντρωση υδρατμών c s, mol m -3 Διαπνοή και στοματικός έλεγχος Απώλεια νερού σε μορφή υδρατμών από το μεσόφυλλο προς την ατμόσφαιρα 5 Ψ RT V w ln( ) c Σχετική υγρασία ΣΥ 100 c s Θερμοκρασία αέρα, ο C

15 Διαπνοή και στοματικός έλεγχος Απώλεια νερού σε μορφή υδρατμών από το μεσόφυλλο στην ατμόσφαιρα Σχετική υγρασία Κινούσα δύναμη: E ΔΣΥ μεσόφυλλο 100% ατμόσφαιρα 40-70% r ΣΥ c c r ανάλογο του νόμου του Ohm s Σχετική υγρασία, % Δυναμικό νερού, MPa

16 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών E r Rb Rc 1. Αντίσταση εφυμενίδας, R c (cuticle resistance) Rs 2. Στοματική αντίσταση, R s (stomatal resistance) 3. Αντίσταση μεσοφύλλου, R m (mesophyll resistance) 4. Αντίσταση οριακού στρώματος, R bl (boundary layer resistance)

17 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών E r 1. Αντίσταση εφυμενίδας, R c (cuticle resistance) 2. Στοματική αντίσταση, R s (stomatal resistance) 3. Αντίσταση μεσοφύλλου, R m (mesophyll resistance) 4. Αντίσταση οριακού στρώματος, R bl (boundary layer resistance)

18 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών Αντίσταση οριακού στρώματος, R bl

19 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών Αντίσταση οριακού στρώματος, R bl χωρίς αέρα με αέρα

20 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών Αντίσταση οριακού στρώματος, R bl η διαφορά Ψ πολύ μεγάλη, άρα μεγαλύτερη ταχύτητα διαπνοής

21 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών χωρίς αέρα με αέρα με αέρα βυθισμένο φύλλο

22 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών Κανονικές συνθήκες Μέτρια υδατική καταπόνηση Ξηρόφυτο Μεγάλη υδατική καταπόνηση

23 Αντίσταση στην κίνηση των υδρατμών Συστήματα αύξησης του οριακού στρώματος

24 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων 1. Ικανότητα αντιστρεπτής αλλαγής του Ρ αλλαγή όγκου

25 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων 1. Ικανότητα αντιστρεπτής αλλαγής του Ρ αλλαγή όγκου 2. Αλλαγή σχήματος εξαρτώμενη από τις ιδιότητες του τοιχώματος Δεν υπάρχουν πλασμοδέσμες (συμπλαστική απομόνωση) Υπάρχουν χλωροπλάστες

26 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων Ψ=Ρ-π Άνοιγμα μαζική αύξηση διαλυμένων ουσιών αύξηση π μείωση Ψ είσοδος νερού αύξηση Ρ εξισορρόπηση Ψ

27 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων Δεκαπλασιασμός [Κ + ]

28 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων

29 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες φως 1. PAR ( nm) υψηλές εντάσεις απορρόφηση από chl καταφρακτικών ΑΤΡ & μηλικό

30 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες

31 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες φως 1. PAR ( nm) υψηλές εντάσεις απορρόφηση από chl καταφρακτικών ΑΤΡ & μηλικό 2. μπλε φως χαμηλές εντάσεις διέγερση αντλίας H + υδρόλυση αμύλου κορεσμός σε χαμηλή ένταση CΟ 2 [CΟ 2 ] στους υποστομάτιους χώρους [CΟ 2 ] στην ατμόσφαιρα

32 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες Έλλειψη νερού

33 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες Έλλειψη νερού - ΑΒΑ μείωση σπαργής δέσμευση ΑΒΑ σε αποδέκτη της πλασματικής μεμβράνης αύξηση κυτταροπλασματικού [Ca 2+ ] μείωση [Η + ] έξοδος Κ +

34 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες Επάρκεια νερού στο έδαφος φως (μέρα/νύχτα και ένταση) [CO 2 ] στους υποστομάτιους χώρους ΣΥ ατμόσφαιρας

35 Απόκριση των στομάτων σε περιβαλλοντικούς παράγοντες Ανεπάρκεια νερού στο έδαφος αύξηση συγκέντρωσης ΑΒΑ στα φύλλα δράση ΑΒΑ παραμένει για μερικές μέρες