العلاقات المائية في النبات

4:48 ص مكتبة الزراعية الشاملة

كتاب : العلاقات المائية في النبات

تأليف : الوهيبي  محمد بن حمد محمد،.

عدد صفحات الكتاب :  380 ص

تتعلق العلاقات بين النبات والماء بكيفية تحكم النباتات في ترطيب خلاياها ، بما في ذلك جمع المياه من التربة ونقلها داخل النبات وفقدانها عن طريق التبخر من الأوراق. عادة ما يتم التعبير عن حالة المياه للنباتات على أنها "إمكانات مائية" ، والتي تحتوي على وحدات ضغط ، تكون دائمًا سالبة ، وفي شكل بسيط هو المجموع الجبري للضغط الهيدروستاتيكي والضغط الاسموزي للماء. تدفق المياه عبر النبات والتربة على مسافات ماكروية مدفوعة بالتدرجات في الضغط الهيدروستاتيكي. على مسافات مجهرية (على سبيل المثال عبر أغشية شبه منفذة) يتم تحريكها بواسطة التدرجات في إمكانات المياه. يتم التحكم في تبخر الماء من الأوراق بشكل أساسي عن طريق الثغور ، وإذا لم يتم تحسينه من خلال تدفق المياه من التربة عبر النبات إلى الأوراق ، يؤدي ذلك إلى ذبول النباتات. المقاومة لهذا التدفق لا تزال غير مفهومة جيدا.

تعد العلاقات المائية في الخلايا النباتية من أهم الموضوعات في الدورات الجامعية في فسيولوجيا النبات. يعتمد التعرف على الآليات الكامنة وراء توازن الماء في الخلايا النباتية على فهم مفاهيم مثل التناضح والانتشار. يُعرَّف الانتشار بأنه الحركة الحرارية العشوائية للجزيئات التي يتحرك فيها صافي تدفق المادة على طول تدرج تركيز (من منطقة ذات تركيز أعلى نحو منطقة تركيز أقل ؛ فريدلر وآخرون   ؛ فريدمان وسبريلاكيس  ) . التناضح هو تدفق المذيب عبر غشاء شبه نافذ من منطقة ذات تركيز منخفض إلى عالي الذائبة ).

 يخضع التدفق التناضحي لإمكانات الماء ، والتي يمكن وصفها في شكل مبسط على أنها مجموع جهد الضغط وإمكانات الذائبة ، حيث يكون جهد الضغط مساويًا للضغط الهيدروستاتيكي . يعتمد امتصاص الماء وإطلاقه في الخلية على التناضح. على الرغم من أن نقل الماء عبر أغشية الخلايا يحدث أيضًا بشكل مباشر عبر طبقة ثنائية الفسفوليبيد ، فإن الإزاحة السريعة لكميات كبيرة من الماء تتم بواسطة الأكوابورينات - وهي بروتينات غشائية جوهرية رئيسية تسمى أيضًا "قنوات الماء"  . في الخلايا المحصنة ، يؤدي التدفق التناضحي للماء خارج الخلية إلى ظاهرة تسمى "تحلل البلازما" ، حيث يتقلص السيتوبلازم ويسحب غشاء البلازما بعيدًا عن جدار الخلية

الماء ضروري لكل من الحيوانات والنباتات ، لذا فإن فهم العلاقات المائية للنبات مهم. من خلال انحلال المواد ، يلعب الماء دورًا مهمًا في الحياة. تستهلك النباتات كميات هائلة من الماء يوميًا وتفقد كمية كبيرة منه من خلال النتح. الأنواع المختلفة من النباتات لها متطلبات مائية متفاوتة.

التنافذ

يتحرك الماء عبر غشاء نصف نافذ يسمى التناضح. ينتقل الماء من منطقة ذات تركيز أعلى نحو منطقة ذات تركيز أقل من أجل الوصول إلى التوازن. يتضمن هذا مرة أخرى عمليتين تدعى الانصمام الداخلي والاندماج الخارجي. يحدث تفاعل الانسمام عندما ينتشر الماء إلى الداخل من خلال غشاء شبه نافذ عندما يكون الوسط المحيط أقل تركيزًا بينما يحدث تفاعل الانكسار عندما ينتشر الماء للخارج من خلال غشاء شبه نافذ عندما يكون الوسط المحيط شديد التركيز.

إمكانات المياه

بالإضافة إلى امتلاكها للطاقة الحركية ، تمتلك جزيئات الماء خصائص أخرى. يحتوي الماء على طاقة حركية أو إمكانات مائية تتناسب بشكل مباشر مع تركيزه في النظام. ينتقل جزيء الماء من نظام به طاقة أعلى إلى نظام به طاقة أقل عندما يكون هناك اتصال بين نظامين يحتويان على الماء. باسكال هي الوحدة للتعبير عن الطاقة الكامنة للماء. الماء عند درجة الحرارة القياسية له قيمة طاقة محتملة صفرية.

يتم إضافة كمية معينة من المذاب إلى الماء النقي ، مما يؤدي إلى انخفاض تركيز الماء وانخفاض إمكانات الماء. يصف جهد المذاب مقدار تناقص إمكانات الماء مع المواد المذابة المضافة. هذا دائمًا سلبي ومع ارتفاع تركيز المذاب المذاب ، تنخفض قيمة جهد المذاب. المياه النقية لها قيمة محتملة أعلى عندما تكون تحت ضغط أكبر من الضغط الجوي. في النباتات ، الخلية المنتفخة هي الخلية التي يتم ضغط جدرانها بالماء الذي يدخل الخلية عن طريق الانتشار. نتيجة لذلك ، يزداد الضغط داخل الخلية. بشكل عام ، هذه قيمة موجبة. جهد المذاب وإمكانات الضغط هما مكونان لإمكانات الماء.

تشرب

في عملية التشرب ، تمتص البذور أو المواد شبه النفاذة أو النفاذة مثل الخشب أو الغرواني الماء من التربة. على سبيل المثال ، إذا كان لديك قش أو قطع خشبية في الحقل الذي نمت فيه مزرعة ، فسيتعين عليك استخدام المزيد من المياه بشكل منتظم لأن العشب الجاف والقطع الخشبية تشرب بعض الماء. بصرف النظر عن حقيقة أن هذه الأشياء قابلة للاختراق ، فإن مساحة سطحها ودعمها الشعري والتوتر السطحي تساهم أيضًا في عملية التشرب.

تحلل البلازما

تتضمن عملية تحلل البلازما طرد الماء من الخلية وانكماش غشاء الخلية. يحدث هذا عندما تتعرض الخلية لمحلول منشط بشكل مفرط (يحتوي على المزيد من المواد المذابة). يُفقد الماء السيتوبلازمي ، يليه ماء فجوي. لا يسمح المحلول متساوي التوتر للماء بالانتقال إلى الخلية ، بينما يسمح المحلول منخفض التوتر للماء بالانتقال إلى الخلية وممارسة الضغط على جدرانها ، وهو ما يُعرف باسم ضغط التورغور.

الماء والإمكانيات التناضحية

الطاقة الكامنة هي كمية الطاقة الموجودة في جزيئات الماء. بالنظر إلى حجم ونقاء الماء وكذلك الطاقة الموجودة في كل جزيء ، يمكن للمرء حساب الطاقة الموجودة في الماء. يمكن أن يؤدي استخدام أنقى أشكال المياه بحجم معين عند درجة حرارة معينة كمعيار إلى توقع متغيرات أخرى بشكل أفضل. نتيجة لعدة عوامل بما في ذلك الجاذبية والتناضح والضغط الميكانيكي والعمل الشعري وما إلى ذلك ، فإن الماء لديه القدرة على التدفق أو الانتقال من مكان إلى آخر. من خلال عمل التناضح ، يتدفق الماء عبر غشاء نصف نافذ. ينتقل الماء من منطقة التركيز العالي إلى منطقة التركيز المنخفض في هذه العملية. يمكننا التعرف على علاقة النباتات بالمياه من خلال دراسة هذه الأنواع المختلفة من الإمكانات.

عملية تناول الماء

تتطلب النباتات الماء كأحد متطلباتها الأساسية. ما يقرب من 90٪ من جسم النبات عبارة عن ماء. بمساعدة الماء ، تؤدي النباتات الخضراء عمليات مثل التمثيل الضوئي ؛ تمتص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتطلق الأكسجين نتيجة لذلك. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر الماء العناصر الغذائية مثل النيتروجين من خلال النترات والبوتاسيوم والفوسفور من خلال الفوسفات والكلور والمغنيسيوم والزنك والكالسيوم والموليبدينوم والحديد والكبريت والنحاس والبورون من خلال الانتشار عبر التربة. بالإضافة إلى الحفاظ على جدران الخلايا منتفخة ، يساعد الماء أيضًا في الحفاظ على مرونتها. يساعد ضغط التورجر على زيادة حجم الخلية ؛ يساعد انقسام الخلايا في نمو النباتات.

لذلك ، الماء ضروري لتضخم الخلايا. يتم نقل السموم من الأوراق عن طريق الماء. تنتج الثغور ضغطًا منخفضًا في المساحة الخالية ، مما يسمح لمزيد من الماء بملء الفراغ ؛ هذا يسمح للمواد الغذائية بالتحرك بحرية. عملية النتح هي استخدام مفيد آخر للمياه في النباتات التي تمنع النبات من الجفاف. علاوة على ذلك ، الماء عنصر أساسي في تثبيت النيتروجين.

 

   الفصل الأول : الماء والنبات

الفصل الثاني : خواص الماء التركيبية والفيزيائية

الفصل الثالث : الماء والتربة

 ب الفصل الرابع : العلاقات المائية للخلية

الفصل الخامس : انتقال الماء إلى النبات

الفصل السادس : فقد الماء من النبات

الفصل السابع : الاجهاد المائي

 

-----------------------

تنزيل الكتاب

----------------------------

مشاركة