ความสำคัญของน้ำต่อพืช
1. น้ำเป็นส่วนประกอบที่สำคัญภายในเซลล์พืช
ใบพืชล้มลุกจะมีน้ำเป็นส่วนประกอบอยู่มากกว่าพืชยืนต้น คือมีถึงร้อยละ 80-90 ของน้ำหนักสด
ส่วนพืชยืนต้นมีประมาณร้อยละ 30-50
นอกจากนี้มีปริมาณน้ำในพืชยังขึ้นอยู่กับชนิดของพืช
อายุชนิดของเนื้อเยื่อและอวัยวะของพืชด้วย เนื้อเยื่อที่อ่อนจะมีน้ำมากกว่าเนื้อเยื่อที่แก่
เป็นต้น
2. น้ำช่วยให้เซลล์พืชเต่ง
ทำให้เซลล์มีรูปร่างคงตัว เมื่อพืชขาดน้ำทำให้เหี่ยวเฉา
น้ำในพืชยังช่วยให้เกิดการเปิดปิดของปากใบและการเคลื่อนไหวของพืชด้วย
3. น้ำเป็นตัวทำละลาย
เช่น ละลายแร่ธาตุต่างๆ ทำให้การลำเลียงแร่ธาตุของพืช ละลายสารอาหาร เช่น กลูโคส
ซูโครส ทำให้เกิดการลำเลียงสารอาหารในพืช
4. น้ำเป็นตัวร่วมในปฏิกิริยาเคมีในเซลล์
ซึ่งมีความสำคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึม เช่น การย่อยแป้งเป็นน้ำตาล
การสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งต้องใช้น้ำเป็นวัตถุดิบร่วมกับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์
5. น้ำทำหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิของเซลล์
และลำต้นพืช พืชโดยทั่วไปอยู่กลางแจ้งตลอดเวลา
ดังนั้นจึงได้รับความร้อนจากแสงอาทิตย์เป็นจำนวนมาก
การคายน้ำของพืชช่วยในการระบายความร้อนให้พืช เนื่องจากน้ำมีความร้อนจำเพาะสูง
การระเหยของน้ำออกจากพืชต้องมีการเปลี่ยนสถานะจากน้ำในรูปของเหลวให้เป็นไอซึ่งต้องใช้ปริมาณความร้อนถึง
540 แคลอรีต่อกรัม
จึงทำให้อุณหภูมิภายในต้นพืชไม่เปลี่ยนแปลงมากนักไม่ว่าอุณหภูมิภายนอกจะร้อนหรือเย็น
การลำเลียงน้ำ (WATER CONDUCTION)
การลำเลียงน้ำ รวมทั้งเกลือแร่ อาหาร และสิ่งต่างๆในพืชนั้นอาจจำแนกได้เป็น
4
อย่างตามอัตราความเร็วที่เกิดขึ้น คือ
1.
ลำเลียงไปอย่างช้ามาก
โดย การแพร่ ของอณูและไอออนจากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง
2.
ลำเลียงไปเรื่อยๆ
โดยอาศัย Cytoplasmic
( protoplasmic ) streaming ภายในเซลล์
3.
ลำเลียงไปค่อนข้างเร็ว
โดย การไหล (Flow)
ไปใน sieve tube ของ phloem
4.
ลำเลียงไปรวดเร็วมาก
เป็นการลำเลียงน้ำและเกลือแร่ใน xylem
การดูดน้ำของราก
รากพืชโดยทั่วไปจะแตกออกเป็นรากแขนงเล็ก ๆ ที่บริเวณส่วนปลายของรากเรียกว่า
บริเวณขนราก จะมีขนรากมากทำให้เพิ่มพื้นที่สัมผัสกับน้ำ ขนรากดูดน้ำโดยกระบวนการ
ออสโมซิส ที่ยื่นออกมาและเป็นส่วนของเซลล์ที่ติดต่อกันตลอดเพราะเป็นเซลล์เดียวกัน
เซลล์เอพิเดอร์มิสที่มีขนรากที่ยังอ่อนอยู่จะมีแวคิวโอลขนาดเล็กหลาย ๆ อัน
เมื่อเซลล์มีอายุมากขึ้นแวคิวโอลจะรวมกันเป็นแวคิวโอลขนาดใหญ่
ภายในแวคิวโอลมีสารละลายบรรจุอยู่เต็ม
สารละลายนี้มีความเข้มข้นค่อนข้างสูงเพราะมีสารต่างละลายอยู่มากในสภาวะปกติสารละลายที่อยู่รอบรากโดยแทรกอยู่ในช่องอากาศของดินจะมีความเข้มข้นน้อยกว่าสารละลายภายในราก
น้ำแพร่เข้าสู่ขนรากได้ตลอดเวลา จะเห็นได้ว่าปัจจัยสำคัญที่ทำให้น้ำจากดินเข้าสู่รากหรือออกจากรากสู่ดินได้แก่
ความแตกต่างระหว่างความเข้มข้นของสารละลายในดินกับในราก
จากการศึกษาโครงสร้างภายในของรากทิศทางการเคลื่อนที่ของน้ำภายในรากเริ่มตั้งแต่ขนรากของเซลล์เอพิเดอร์มิส
ผ่านเข้าสู่ชั้นคอร์เทกซ์ซึ่งมีชั้นเอนโดเดอร์มิสเป็นชั้นในสุด
ผ่านเพริไซเคิลและเข้าสู่ไซเลมตามลำดับการเคลื่อนที่ของน้ำเป็นไปในแนวรัศมีรอบส่วนของรากจากภายนอกเข้าสู่ภายใน
น้ำเคลื่อนเข้าสู่รากได้ 2 วิถีคือ
1. วิถีอโพพลาส (apoplasmic pathway) เป็นการเคลื่อนที่ของน้ำที่ผ่านช่องระหว่างผนังเซลล์ในชั้นคอร์เทกซ์และผ่านเซลล์ที่ไม่มีชีวิต
(ยกเว้นเอนโดเดอร์มิส) คือเทรคีด และเวสเซล ระบบอะโพพลาสต์ จะแบ่งออกเป็น 2 ส่วนคือ
ส่วนที่อยู่ในคอร์เทกซ์และในไซเล็มโดยมีชั้นเอนโดเดอร์มิสของคอร์เทกซ์เป็นตัวกั้น
สรุป วิถีอโพพลาส น้ำในดินจะเข้าสู่รากผ่านชั้นคอร์เทกซ์ของรากไปจนถึงชั้นเอนโดเดอร์มิสโดยน้ำจะผ่านจากเซลล์หนึ่งทางผนังเซลล์หรือผ่านทางช่องว่างระหว่างเซลล์
2. วิถีซิมพลาส(symplasmic pathway) เป็นระบบที่ผ่านไซโทพลาซึมของเซลล์โดยไซโทพลาซึมของเซลล์แต่ละเซลล์จะเชื่อมต่อกันด้วยท่อเล็ก
ๆ เรียกว่าพลาสโมเดส
น้ำเมื่อผ่านเยื่อหุ้มเซลล์แล้วผ่านจากไซโทพลาซึมไปยังคอร์เทกซ์
น้ำส่วนใหญ่ผ่านไปตามผนังเซลล์เมื่อถึงเอนโดเดอร์มิสไม่สามารถผ่านไปได้
เนื่องจากมีสารซูเบอร์รินเคลือบอยู่เรียกว่าแคสพาเรียนสติพ
โมเลกุลของน้ำจึงต้องผ่านไซโทพลาซึมแล้วจึงเข้าสู่เพริไซเคิลและไซเล็มต่อไป
สรุป
วิถีซิมพลาสน้ำจะเคลื่อนผ่านเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่งทางไซโทพลาซึมที่ เรียกว่า
พลาสโมเดส เข้าไปในเซลล์เอนโดเดอร์มิสก่อนเข้าสู่ไซเล็ม
เพราะน้ำจะเคลื่อนถึงผนังชั้นเอนโดเดอร์มิสที่มีแคสพาเรียนสติพกั้นอยู่
แคสพาเรียนสติพจะป้องกันไม่ให้น้ำผ่านผนังเซลล์เข้าไปในไซเล็ม
ดังนั้นน้ำจึงต้องผ่านทางไซโทพลาสซึมจึงจะเข้าไปในไวเล็มได้
กลไกการลำเลียงน้ำของพืช
ขนรากของพืชดูดน้ำจากในดินผ่านเข้าสู่ไซเล็มของรากต่อจากนั้นจะเคลื่อนเข้าสู่ไซเล็มภายในลำต้นซึ่งเชื่อมต่อกับไซเล็มของรากโดยวิธีบัคโฟล
หรือแมสโฟล คือเคลื่อนที่เป็นกลุ่มก้อนหรือเป็นสายน้ำเพราะไซเล็มไม่มีเยื่อหุ้ม
การเคลื่อนที่จะเป็นแบบออสโมซิส
แรงต้านการไหลของน้ำมีน้อยเพราะไม่มีไซโทพลาสซึมกั้นน้ำเหล่านี้จะเคลื่อนจากรากไปสู่ลำต้นและส่วนต่างของต้นพืช
พืชที่มีลำต้นสูงๆ
ต้องอาศัยแรงจำนวนมากในการลำเลียงน้ำทั้งแรงดันจากรากและรากดึงจากใบ
การลำเลียงน้ำอาศัยปัจจัย ที่ทำให้เกิดแรงดันและแรงดึง
1.แรงดันราก(Root pressure) เมื่อเราตัดต้นพืชบางชนิดที่ปลูกในที่มีน้ำชุ่มให้ติดโคนต้นจะพบว่ามีน้ำใสๆไหลซึมออกมาตรงบริเวณที่ตัด
ซึ่งเกิดจากความเข้มข้นของน้ำในดินกับน้ำในท่อไซเล็ม
โดยน้ำในท่อไซเล็มมีความเข้มข้นสูงกว่าน้ำในดินเพราะมีพวกแร่ธาตุและสารต่างๆอยู่มากจึงเกิดกระบวนการออสโมซิสของน้ำในดินสู่รากได้เรื่อยๆจึงเกิดแรงดันในท่อไซเล็มจึงดันให้น้ำเข้าไปในท่อไซเล็มได้
2. แรงแคพิลลารี (Capillary force) เมื่อเราเอาหลอดแก้วเล็กๆ
หลายๆหลอดที่มีขนาดของรูต่างๆกันจุ่มลงในอ่างน้ำ
การที่น้ำผ่านขึ้นไปในหลอดแก้วได้เพราะแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำกับผนังด้านข้างของหลอดแก้วนั้น
เรียกว่า แรงแอดฮีชัน (Adhesion) นอกจากนี้น้ำยังมีแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลของน้ำด้วยกันเอง
เรียกว่า แรงโคฮีชัน (Cohesion) ทำให้น้ำขึ้นไปได้สูงและต่อเนื่องกันตลอด
3.
แรงดึงจากการคายน้ำหรือทรานสพิเรชันพูล(Transpiration pull) หมายถึง
แรงดึงที่เกิดขึ้นจากการคายน้ำของพืช ใบจะคายน้ำออกไปเรื่อยๆทำให้เซลล์ของใบขาดน้ำไป
จึงเกิดแรงดึงน้ำทำให้น้ำเคลื่อนที่ต่อเนื่อง คือแรงโคฮีชัน
ซึ่งยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำด้วยกันเอง และแรงแอดฮีชัน
ซึ่งยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของน้ำกับผนังเซลล์ของไซเล็ม
No comments:
Post a Comment