Передвижение воды в растении

[Барсунидзе]

Вода поглощается корнями растений из почвы. В растениях есть восходящий ток воды, переносящий минеральные соли
и более слабый нисходящий, который переносит синтезированные в листьях сахара (пластика).
Для выяснения причин восходящего и нисходящего тока воды нужно обратиться к учебникам физиологии. 
 
С.И.Лебедев  Физиология растений. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Агропромиздат, 1988.—544 с.; 
ил.—(Учебники и учеб.пособия для студентов высш. учеб. заведений)   



 
 

[Степан Петрович]

 Еще 20 лет назад, мой учитель объясним мне, что ни какого корневого давления нет, а есть охлаждение листьев от Солнца за счет испарения влаги  через устрицы листа, именуемое транспирацией. Элементарная физика! Растение- замкнутая система! И если в верхней части растения (листовая поверхность) создается разрежение, то минеральные соли просто всасываются корневыми волосками и поступают в растение, т.е "насосом" в данном случае являются листья! Для примера: Опустите шланг от велосипедного насоса в ведро с водой и потяните поршень вверх, вода будет заполнять полость насоса(проводящие сосуды). В данном случае поршень-это листья.
 Отсюда вывод: если нет листьев(убиты заморозком), разряжения нет. Влага под действием силы тяжести (других сил нет) будет опускаться вниз, т.об. иссушая стебель. Так растения готовятся в минусовым температурам. Если останется влага в растении, то она превратится в лед и порвет проводящие сосуды.
 Гипотетически- если растение поместить в невесомость, то в этом случае никакого движения не будет- нет притяжения!
 В нашем, конкретном случае, примороженную лозу лучше оставить вертикально для лучшего стока влаги, лежачая лоза задерживает сход влаги. Поэтому я и говорю, резать можно, а укладывать рано. 
 Это моя "железная" точка зрения, переделывать и переучивать уже поздно.

[Барсунидзе]

В природе встречаются деревья высотой 110 м (Секвойя, США) и 130 м (Эвкалипт, Австралия).  Давления, необходимые для перемещения воды на такие высоты, являются существенными. Столб воды высотой 10 м создает давление приблизительно в 1 атмосферу. Ясно, что для подъема воды на высоту в 100 м для самых высоких деревьев потребуются давления от 10 до 15 раз больше, чем атмосферное, или от 1,0 до 1,5 МПа.

Это давление  эквивалентно давлению у основания водонапорной башни  высотой от 100  до 150 метров.
Но даже давление такой величины не достаточно.
В дополнению к силе тяжести, движение воды через растение испытывает сопротивление, присущее структуре проводящей ткани - нерегулярные поверхности стенок, перфорационные пластинки и так далее. Таким образом, давление, которое нужно создать для подъема воды на вершину самых высоких деревьев,
на самом деле, должно быть в 2 раза больше - от 2,0 до 3,0 МПа.
Как можно создать такое громадное давление? 

Извините, вам запрещён просмотр содержимого спойлеров.

[Степан Петрович]

 Не берусь утверждать, но возможен подъем влаги многоступенчато, многодневно. По примеру станций второго подъема ВКХ. Сначала из скважины в накопитель, потом насосами пользователям.Деревья сегодня подняли на 10 м. "сложили", завтра еще на 10 м, "сложили" повыше и тд.Если бы физиологи применили меченные изотопы, картина прояснилась бы. Но в любом случае на деревьях такой высоты и "вакуум" создается серьезный, иначе они бы не росли такими высокими. Все просто!
 

[влад51]

что ни какого корневого давления нет

А как же ...
Делая прививку весной на совершенно голый подвой, голым привоем, мы видим не вооруженным взглядом пасоку на конце привоя.
На винограде даже бывает она сочится струйкой.  А листового аппарата нет.
Прививки бывают и в корень.    Что гонит воду?

[Степан Петрович]

Что гонит воду?

Это явление меня тоже смущало, но потом пришло понимание. Давайте разберемся!
 Какой фактор меняется весной? Конечно же температура! Из физики нам известно, что при нагревании тела расширяются! Вот и ответ, опять же система замкнута! В корневой системе создается избыточное давление, а куда гнать пасоку- только в раны от обрезки, вот она и плачет.

[Барсунидзе]

Какой фактор меняется весной? Конечно же температура! Из физики нам известно, что при нагревании тела расширяются!

Не все так просто...
Из экспериментов известно, что если лишить корни кислорода или убить, корневое давление исчезает.
С другой стороны, корневое давление не достаточно, чтобы поднять воду на нужную высоту для самых высоких деревьев и оно не превышает 16% от
необходимого.
Корневое давление имеет осмотическую природу. Вода перемещаеся в сторону большей концентрации солей (и сахаров).
Избыточная концентрация солей создается в корнях за счет активного транспорта ионов, то есть с затратой энергии.
   

[Степан Петрович]

если лишить корни кислорода или убить,

А как это сделать? И возможно ли?
 Без всякого сомнения, осмотическое давление оказывает свое влияние. Ну тоже физика.

корневое давление не достаточно,

Из других источников корневое давление составляет 1-0,5 %, и природа его -осмотическое давление.

[МихСаныч]

Еще 20 лет назад, мой учитель объясним мне, что ни какого корневого давления нет, а есть охлаждение листьев от Солнца за счет испарения влаги  через устрицы листа, именуемое транспирацией. Элементарная физика! Растение- замкнутая система! И если в верхней части растения (листовая поверхность) создается разрежение, то минеральные соли просто всасываются корневыми волосками и поступают в растение, т.е "насосом" в данном случае являются листья! Для примера:

Для примера возьмите поверхностный (всасывающий) насос. Он поднимет воду со скважины глубиной не более 8метров. При большей глубине столб воды "рвется".
Подобную картину можно видеть в ртутном манометре. Стеклянную трубку заполняют ртутью и опрокидывают в чашку со ртутью. В верхней части трубки возникает "пустота", заполненная парами ртути. Высота столба самой ртути зависит от атмосферного давления.

[Степан Петрович]

При большей глубине столб воды "рвется".

Хороший пример, против транспирации! С таким явлением сталкивался, потому перешел на погружные насосы.
Но скважина с поверхностным насосом,замкнутой системой не является, в водоносных слоях возможны пустоты, может какие то соединения , при определенных условиях, переходят в газы. Также в скважине, в отличии от растений, нет мембран, работающих по системе "ниппель".Выше я предположил, что в растении могут быть накопители, работающие с периодом день-ночь. В любом случае, меня такая теория устраивает.
 Опять же, ни кто не высказывает идей и предположений, как происходит подъем воды на большие высоты. Кто, что может предложить?
 Строев- не догма, а руководство к действию. Я тоже умею цитировать догмы и аксиомы.
 Ранее считалось аксиомой и теория Дарвина и теория Эйнштейна. Теперь они под большим вопросом.  А еще, не так давно, Земля стояла на трех слонах(китах)...

 

[Барсунидзе]

Снова обратимся к учебнику физиологии растений

Кузнецов, Вл.В.  Физиология растений: Учебник. / Вл.В. Кузнецов, Г.А. Дмитриева. Изд. 2-е, перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 2006. — 742 с.

[Степан Петрович]

  Итак... ( корень подает воду т.е. много, а верхняя часть теряет молекулы, т.е мало). Хотелось бы спросить у Кузнецова В.В. как он представляет подачу воды корнем?"заставляет" для ликвидации потери- вот это объяснение, вот это слог!  Корень ничего не подает, а только предоставляет "трубы " для транзита! Поделив давление на нижние и верхнее, создается впечатление, что оба эти давления примерно равны! Ни чего подобного! Мизерное нижние, осмотическое давление, возникающее за счет разности концентрации солевых растворов, и вполне вероятно служит для накопления пит. веществ в зимний период, которые весной, при повышении температуры выходят в виде пасоки.
 Вот по таким учебникам и учат студентов С/Х академий, потому они выходят, мягко говоря, слабо подготовлены. А в большинстве не могут ответить на вопрос- назовите макроэлементы.

[Барсунидзе]

Поделив давление на нижние и верхнее, создается впечатление, что оба эти давления примерно равны!

Для выяснения вопроса одного учебника может оказаться недостаточно.
Тем не менее, обратимся вновь к учебнику Кузнецова В.В.

[влад51]

Учась в школе, очень любил физику (спасибо учителю этого предмета).
Так вот на одном из уроков учитель показывал эксперимент со спичкой смоченной зеленкой ... 
Полазив в ине-те нашел подобное: https://fis.wikireading.ru/3730

[Степан Петрович]

 Эту часть "учебника" я не видел. Но вообщем он соответствует моему представлению о передвижении воды.
 Пишет для слабоумных, нижний концевой, верхний концевой двигатель! Автоматически работающий механизм!"Присасывает" воду! Градиент водного потенциала!Дыхание клеток. Аденозинтрифосфа́т(АТФ). Для кого пишет? То корень подает воду, то главную роль играет .. верхний. Запутал!
 Если он так и преподает фотосинтез- о, бедные студенты!
 Какие "писатели", такие и учебники, такие и студенты!

[Степан Петрович]

 

эксперимент со спичкой смоченной зеленкой ...

Рекомендую к прочтению.Смачиваемость, Капиллярность. Думаю, что данный пример не актуален для нашей дискуссии. Т.к. сухая спичка(зубочистка), не совсем дерево.
 Я тоже люблю физику и химию, особенно в части производства спиртосодержащих растворов.

[Барсунидзе]

Так вот на одном из уроков учитель показывал эксперимент со спичкой смоченной зеленкой ... 
Полазив в ине-те нашел подобное: https://fis.wikireading.ru/3730

Опыт демонстрирует подъем жидкости в капиллярах древесины за счёт сил поверхностного натяжения.
Поначалу учёные думали, что эти силы могут отвечать за подъем жидкости в растениях.
Однако дальнейшие исследования показали, что высота подъёма слишком мала для древесных растений, таких как виноград.
Формулу для подсчета высоты подъема в капилляре проходят в школе в 10 классе на уроках по физике:
h = 2*к/(ro*g*R)
Посчитаем к = 0,072 - коэффициент поверхностного натяжения воды, ro=1000 плотность воды, g =10 ускорение свободного падения, R - радиус капилляра (для растений R = 0,00002 - 0,0006 м)
Высота подъёма получается от 1,5 до 0,5 метра.
Таким образом, мы видим что капиллярные силы не объясняют подъем воды в сосудах древесных растений на большую высоту (10 - 100 метров).
Об этом говорится во всех учебниках физиологии растений.

[Барсунидзе]

Скорость передвижения пасоки в растениях меняется в течении суток.
Днем, когда испарение листьями максимально, скорость подъема воды также достигает максимума, около 1 метра в час.
Ночью, когда устьица в листьях закрываются, скорость движения пасоки практически падает до нуля.
График, показывающий периодические изменения скорости движения воды в трех различных деревьях, взят из книги 
Крамер П.Д., Козловский Т.Т. Физиология древесных растений: Пер. с анг. - М.: Лесн. пром-сть, 1983.- 464 с.

[Степан Петрович]

Скорость передвижения пасоки в растениях меняется в течении суток.

Согласен на все 100! А вот интересно, дает ли данная книга пояснение о том где и ках хранится поднятая жидкость? И как "тормозится" и не опускается вниз.

[Барсунидзе]

А вот интересно, дает ли данная книга пояснение о том где и ках хранится поднятая жидкость?

Большая часть поглощенной воды испаряется листьями в окружающий воздух для их охлаждения.
1% или менее тратится на фотосинтез.
И небольшая часть воды возвращается в сосуды флоэмы, по которым осущестляется поток воды вместе с синтезированными в листьях сахарами вниз.
Механизм движения воды вниз отличается от механизма подъема пасоки, как и строение сосудистой системы флоэмы от сосудов ксилемы.
Почитаю имеющиеся книги и сообщу, что там по данному вопросу пишут )