حرکت آب در گیاه
حرکت آب در داخل خاک
حرکت آب در گیاه: حرکت آب در داخل خاک‌ها به مقادیری که مناسب رشد گیاهان باشد، بصورت مایع فرض می‌شود. این حرکت معمولا در جهت شب نزولی پتانسیل ماتریک، که در عمل اختلاف پتانسیل کل آب در نظر گرفته می‌شود، صورت می‌گیرد. گرچه مقدار آبی که در خاک‌های خشک‌تر از ظرفیت زراعی بصورت بخار حرکت می‌کند، نیز قابل اندازه گیری است. ولی از نظر رابطه آن با گیاهان زراعتی قابل اهمیت نمی‌باشد.
با کاهش مقدار آب، هدایت هیدرولیکی نیز تقلیل پیدا می کند. بنابراین، کاهش پتانسیل آب خاک به میزان ۲۵ – بار همراه با تقلیل هدایت آب به مقدار یک هزارم اندازه آن در ظرفیت زراعی است. ولی، اهمیت مقاومت خاک با افزایش تراکم ریشه ها کاهش می یابد.
حرکت آب در گیاهان
حرکت آب از سطوح ریشه‌ها به سطوح تبخیر برگ‌ها به صورت مایع انجام می‌شود. در بیشتر این مسیر جریان توده‌ای آب و اجسام حل شدنی در داخل عناصر آوندی و در جهت شیب فشار هیدرواستاتیک می‌باشد. حداکثر مقاومت در برابر جریان آب در خلال ورود آن به ریشه‌ها است. که ناگزیر از توده‌ای از سلول‌های زنده عبور می‌نماید. البته مقاومت ریشه در مقابل جریان آب با افزایش شیب فشار کاهش می‌یابد. بنابراین سرعت جریان آب در داخل سیستم را نمی‌توان مستقیما متناسب با اختلاف پتانسیل آب بین سطوح ریشه و برگ دانست.
اینکه چه مقدار از حرکت آب در داخل ریشه بصورت جریان توده ای بوده و چه مقدار آن به صورت پخشیدنی است، قابل بحث می باشد
در گیاهان کند تعرق، پخشیدن آب به داخل آوندهای چوبی ریشه (جذب فعال) بیش از تلفات آب بوده. و نتیجه آن تولید فشار مثبت در داخل آوندهای چوبی است. ولی، در گیاهان سریع التعرق سرعت بخشیدن آب کافی نبوده و آب موجود در سلول های ریشه و نیز آوندهای چوبی تحت کشش می باشد.
در چنین شرایطی حرکت شعاعی آب در بافت‌های ریشه بصورت توده‌ای نیز انجام می‌گیرد. احتمالا در گیاهانی که تعرق آن‌ها با سرعت انجام می‌شود، حرکت آب در داخل تمام سیستم از سطوح ریشه تا سطوح تبخیر کننده سلول‌های مزوفیل و بشره برگ‌ها بصورت جریان توده‌ای است. ظاهرا در گیاهان سریع التعریق حرکت پخشیدنی آب بسیار کم است. ولی اختلاف فشار هیدرواستاتیک که عامل جریان توده‌ای آب می‌باشد، معادل اختلاف پتانسیل آب است.
حرکت آب به خارج از گیاه
حرکت آب از سطوح تبخیر به هوا بصورت بخار بوده و به روش پخشیدن انجام می‌گیرد. سرعت جریان متناسب با نیروی محرک یعنی اختلاف فشار بخار یا غلظت بخار بین سطوح تبخیر و هوا است. و بطور معکوس متناسب با مقاومت‌های مختلف از جمله کوتین، روزنه و، هوا مسیر می‌باشد. تغییر حالت آب از مایع به بخار موجب می‌شود که استفاده قانون اهم در مورد حرکت آب در این مرحله منجر به تولید اشتباهاتی گردد.
حرکت آب در اثر احتیاج
اندازه منافذ روزنه‌ها در تنظیم جریان آب در سیستم خاک -گیاه- اتمسفر نقش مهمی ایفا می‌کند. ولی در واقع سرعت جریان بسته به وضعیت آب و خاک و نیز عوامل جوی است، که بر تعرق گیاه موثرند. علاوه بر این، واکنش‌های بین این عوامل و پتانسیل آب برگ بر باز و بسته شدن روزنه‌ها موثر است. مثلا در شرایطی که پتانسیل تعرق بالا باشد، امکان دارد که پتانسیل برگ بحدی کاهش یابد که موجب انسداد روزنه‌ها گردد. ولی اگر پتانسیل سرعت تعرق خیلی پایین باشد، حتی اگر پتانسیل آب خاک نیز کم باشد، پتانسیل آب برگ در حدی بالا باقی خواهد ماند.
در نتیجه عوامل اصلی کنترل کننده سرعت تعرق عبارتند از:
- عواملی که بر ذخیره آب خاک موثرند. مثل پتانسیل آب خاک، هدایت هیدرولیکی خاک و توزیع ریشه ها
- عواملی که بر اندازه منافذ روزنه ها و کنترل تعرق موثرند.
عوامل موثر بر حرکت آب
بطور کلی می‌توان گفت که حرکت آب در داخل گیاهان در جهت شیب نزولی پتانسیل آب است. البته غیر ممکن است که بتوان خلاصه مفیدی از مقدار نسبی نیروهای محرک و مقاومت‌ها را در مراحل مختلف ذکر نمود. زیرا، حالت آب از مایع به بخار تغییر نموده و با تغییر سرعت جریان مقدار مقاومت‌ها نیز عوض می‌شود.
با این عوامل فرض این مطلب که حرکت آب در داخل سیستم متناسب با اختلاف پتانسیل آب است، غیر ممکن می‌باشد. با در نظر گرفتن این موضوع، ابتدا حرکت آب را مرحله به مرحله مورد رسیدگی قرار داده. سپس نظریه کاربرد توام این مرحله مورد گفتگو قرار می‌گیرد.
عوامل کنترل کننده حرکت آب
کوشش شده است که نظریه واحدی بر مبنای تشابه جریان آب با جریان در داخل سیم های هادی بکار برده شود. تا عوامل کنترل کننده حرکت آب مشخص گردند. گرچه این الگو مفید می باشد، ولی بیش از حد در آن ساده سازی شده است.
- در مرحله اول این الگو یک جریان یکنواخت را نشان می دهد که به ندرت در گیاهان اتفاق می افتد.
- ثانیا فرض شده است که مقدار مقاومت در هر مرحله ثابت است. در صورتی که مقاومت خاک، ریشه ها و برگ ها با سرعت جریان آب متغیر می باشند.
- ثالثا چون حرکت آب در داخل خاک و گیاه بصورت مایع و از گیاه به هوا به صورت بخار انجام می گیرد، از این جهت نیز اشکالاتی تولید می گردد.
بنابراین خاک و گیاه در برابر جریان آب مایع و برگ ها و هوا در برابر جریان بخار مقاومت می نمایند. نیروی محرک اساسی در هر دو حالت حرکت مایع و بخار، اختلاف پتانسیل آب است. البته جریان مایع مستقیما متناسب با شیب پتانسیل است. در حالیکه جریان بخار با این شیب بستگی نداشته و متناسب با فشار بخار یا شیب غلظت بخار است.
در حالت بخار، استفاده از پتانسیل آب به عنوان معیاری در اندازه گیری شیب، اشتباهاتی را در رابطه با اهمیت مقاومت هوا در مقابل بخشیدن بخار آب تولید می نماید. بطوریکه قبلا گفته شد، حرکت بخار آب بوسیله فشار بخار یا شیب غلظت بخار کنترل می شود. نه بوسیله شیب های پتانسیل آب.
منبع : کتاب رابطه آب و خاک و گیاه، موسسه چاپ و انتشارات آستان قدس رضوی.
دیدگاهتان را بنویسید