วันเสาร์ที่ 7 พฤศจิกายน พ.ศ. 2552

การลำเลียงน้ำของพืช


การดูดน้ำของราก
อุณหภูมิ ขณะที่ปากใบเปิดถ้าอุณหภูมิของอากาศสูงขึ้น อากาศจะแห้ง น้ำจะแพร่ออกจากปากใบมากขึ้น ทำให้พืชขาดน้ำมากขึ้น
ความชื้น ถ้าความชื้นในอากาศลดลงปริมาณน้ำในใบและในอากาศแตกต่างกันมากขึ้น จึงทำให้ไอน้ำแพร่ออกจากปากใบมากขึ้น เกิดการคายน้ำเพิ่มมากขึ้น
ลม ลมที่พัดผ่านใบไม้จะทำให้ความกดอากาศที่บริเวณผิวใบลดลง ไอน้ำบริเวณปากใบจะแพร่ออกสู่อากาศได้มากขึ้น และขณะที่ลมเคลื่อนผ่านผิวใบจะนำความชื้นไปกับอากาศด้วย ไอน้ำจากปากใบก็จะแพร่ได้มากขึ้นเช่นกัน แต่ถ้าลมพัดแรงเกินไปปากใบก็จะปิด
สภาพน้ำในดิน การเปิดปิดของปากใบมีความสัมพันธ์กับสภาพของน้ำในดินมากกว่าสภาพของน้ำในใบพืช เมื่อดินมีน้ำน้อยลงและพืชเริ่มขาดแคลนน้ำ พืชจะสังเคราะห์กรดแอบไซซิก (abscisic acid) หรือ ABAมีผลทำให้ปากใบปิดการคายน้ำจึงลดลง
ความเข้มของแสง ขณะที่พืชได้รับน้ำอย่างเพียงพอ ปากใบจะเปิดมากเมื่อความเข้มแสงสูงขึ้น และปากใบจะเปิดน้อยลงเมื่อความเข้มของแสงลดลง เนื่องจากความเข้มของแสงเกี่ยวข้องกับอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งมีผลต่อ การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำตาล ไอออน และสารอินทรีย์บางชนิดที่อยู่ในเซลล์คุม ดังนั้นเมื่อความเข้มข้นของแสงมากขึ้น จะเป็นผลให้การคายน้ำในใบมาก แต่ในบางกรณีถึงแม้ความเข้มของแสงมากแต่น้ำในดินน้อย พืชเริ่มขาดน้ำปากใบจะปิดโดยทั่วไปปากใบพืชจะเปิดในเวลากลางวันเพื่อนำคาร์บอนไดออกไซด์ไปใช้ในการ สังเคราะห์ด้วยแสงและปิดในเวลากลางคืน แต่พืชอวบน้ำ เช่น กระบองเพชรที่เจริญในที่แห้งแล้ง ปากใบจะเปิดในเวลากลางคืน และปิดในเวลากลางวันเพื่อลดการสูญเสียน้ำ ในเวลากลางคืนพืชตระกูลนี้จะตรึงคาร์บอนไดออกไซด์แล้วเปลี่ยนเป็นกรด อินทรีย์เก็บสะสมไว้ในแวคิลโอล ในเวลากลางวันพืชจะนำคาร์บอนไดออกไซด์จากกรดอินทรีย์มาใช้ในการสังเคราะห์ ด้วยแสง พืชบางชนิดยังมีการปรับโครงสร้างให้มีประสิทธิภาพในการดูดน้ำ โดยมีรากแผ่ขยายเป็นบริเวณกว้างหรือมีรากหยั่งลึกลงไปในดิน เช่น หญ้าแฝก พืชบางชนิดลำต้นและใบอวบน้ำเพื่อสะสมน้ำ มีขนปกคลุมปากใบจำนวนมาก มีคิวทินหนาที่ผิวใบ รูปร่างของใบมีขนาดเล็กลงหรือเปลี่ยนไปเป็นหนาม บางชนิดมีโครงสร้างที่ช่วยลดการคายน้ำ เช่น ปากใบอยู่ต่ำกว่าระดับผิวใบ เช่น ปากใบของต้นยี่โถ

โครงสร้างของพืชที่ทำหน้าที่ลำเลียงพืชเป็นสิ่งที่มีชีวิตที่สร้างอาหาร ได้เอง โดยใช้อนินทรียสาร ได้แก่ น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และเกลือแร่ที่จำเป็นบางชนิด คาร์บอนได้ออกไซด์ส่วนใหญ่จะเข้าสู่พืชโดยการแพร่ผ่านปากใบและอีกบางส่วน ละลายน้ำเข้าสู่ราก ส่วนน้ำและเกลือแร่ส่วนใหญ่จะนำเข้าสู่พืชโดยผ่านทางราก แต่มิได้หมายความว่าทุกส่วนของรากจะดูดน้ำ และเกลือแร่ได้เท่ากันหมด ทั้งนี้เพราะว่าโครงสร้างแต่ละส่วนของรากนั้นมีความแตกต่างกัน จากการศึกษาพบว่าน้ำจะถูกดูดได้ดีที่สุดบริเวณขนราก (root hair) ส่วนเกลือแร่ถูกดูดได้ดีที่สุดในบริเวณที่เป็นเยื่อเจริญคอร์เทกซ์ (Cortex) เป็นชั้นของเนื่อเยื่อที่ประกอบด้วยเซลล์หลายแถวและหลายชนิด ชั้นคอร์เทกซ์ในรากกว้างกว่าในลำต้น ซึ่งการที่รากมีคอร์เทกซ์กว้างนี้นับว่ามีความเหมาะสมมากที่สุด เพราะรากจำเป็นต้องอาศัยโครงสร้างนี้ในการสะสมน้ำและเกลือแร่ที่ดูดเข้ามา เอาไว้ให้ได้มากที่สุด เนื้อเยื่อที่เป็นองค์ประกอบในชั้นนี้มีหลายประเภท เช่นพาเรนไคมา (Parenchyma) พบมาก ทั้งในรากและลำต้น ประกอบด้วยเซลล์ที่ยังมีชีวิตอยู่ส่วนใหญ่เซลล์มีรูปร่างเป็นทรงกระบอกกลม หรือทรงกระบอกเหลี่ยมด้านเท่า หรือกลมรี ผนังเซลล์บาง ในลำต้นที่มีสีเขียวจะมีคลอโรพลาสท์ อยู่ในเนื้อเยื่อชนิดนี้ และสังเคราะห์ด้วยแสงได้ จึงเรียกพาเรนไคมาชนิดที่คลอโรพลาสท์บรรจุอยู่ภายในนี้ว่า คลอเรนไคมา (Chlorenchyma)
กลไกการลำเลียงน้ำของพืช

1.ออสโมซิส (Osmosis) ถ้าระยะที่น้ำจะขึ้นไปไม่ไกลนัก เซลล์ที่อยู่สูงจะมี D.P.D. ของมันสูงกว่าเซลล์ที่อยู่ต่ำ น้ำก็จะแพร่จากที่ๆมี D.P.D. ต่ำไปยังที่ๆมี D.P.D. สูงได้ จึงเป็นการลำเลียงน้ำ

2.แรงดันราก (Root pressure) ต้นไม้ ถ้าตัดให้เหลือแต่ตอเหนือดินเล็กน้อย ขณะที่มันกำลังมีการคายน้ำจะเห็นรอยต่อของตอไม้มีของเหลว (Secreted sap) ไหลซึมออกมาเรื่อยๆ เมื่อเอาปลายหนึ่งของท่อยางต่อเข้ากับตอไม้ ส่วนอีกปลายหนึ่งของท่อยางต่อกับหลอดแก้วซึ่งมีปรอทขังอยู่ เมื่อทิ้งไว้นานๆระดับปรอททางขวาจะสูงกว่าทางซ้าย เนื่องจากมีของเหลวออกมาจากต้นไม้ไหลดันเข้าไปในหลอดแก้ว และดันปรอทให้เคลื่อนที่ไปทางขวาจนขึ้นสูงกว่าทางซ้ายเรื่อยๆแสดงว่ามีแรง ดันขึ้นในต้นไม้ (ราก) แล้วของเหลวดันให้ไหลขึ้นไปดันปรอทอีกทีหนึ่ง แรงดันอันนี้ เรียกว่า แรงดันราก (Root pressure) วิธีการของการเกิดแรงดันรากนี้ มันเกิดขึ้นได้เพราะภายในเซลล์ของพืชมีแรงดันออสโมติคสูงกว่าของสารละลายใน ดิน และน้ำในเซลล์ของพืชก็มี D.P.D. สูงกว่าของน้ำในดิน ปริมาณของแรงดันรากตามปกติมักไม่เกิน 2 บรรยากาศ แต่ของพืชบางชนิดพบว่ามีถึง 10 บรรยากาศ ตามปกติแล้ว 1 บรรยากาศสามารถดันให้น้ำขึ้นไปได้สูง 32 ฟุต

3. Transpiration pull หมายถึง แรงดึงที่เกิดขึ้นจากการคายน้ำของพืช เป็นวิธีลำเลียงน้ำได้ดีของพืชทุกชนิดและทุกขนาด ตามปกติใบจะคายน้ำออกไปเรื่อยๆทำให้เซลล์ของใบขาดน้ำไป จึงเกิดแรงดึงๆน้ำจากข้างล่างขึ้นมาแทน

4. Capillary action เมื่อเราเอาหลอดแก้วเล็กๆ หลายๆหลอดที่มีขนาดของรูต่างๆกันจุ่มลงในอ่างน้ำ จะปรากฏว่าน้ำเข้าไปในหลอดแก้วระดับต่างกัน โดยหลอดแก้วที่มีรูเล็กที่สุดจะมีระดับน้ำสูงขึ้นกว่าหลอดอื่นๆ การที่น้ำผ่านขึ้นไปในหลอดแก้วได้เพราะแรงดึงดูดระหว่างอณูของน้ำกับผนัง ด้านข้างของหลอดแก้วนั้น เรียกว่า Adhesion Xylem ในพืชก็คล้ายๆกับหลอดแก้ว คือ เป็นท่อเล็กมาก ฉะนั้นน้ำจึงสามารถขึ้นไปในท่อ xylem ได้สูงหลายฟุต โดยอาศัย capillary action

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

แสดงความคิดเห็น