Šaknys, antžeminės dalys ir medžiagų pernaša

Vienas augalas priklauso nuo dviejų aplinkų

Pomidoras gali augti drėgname substrate, o jo lapai karštą popietę vis tiek vysti. Šaknys ir antžeminės dalys sudaro vieną gyvą sistemą, tačiau jų sąlygos skiriasi. Šaknų zona aprūpina vandeniu ir mineralinėmis maisto medžiagomis, o antžeminė dalis gauna šviesą, keičiasi dujomis ir netenka vandens. Sutrikimas bet kurioje šios sistemos dalyje gali paveikti visą augalą.

Šaknys įtvirtina daugumą mums pažįstamų auginamų augalų ir užtikrina sąlytį su auginimo terpe. Stiebai laiko organus ir juos sujungia. Lapai yra svarbiausi fotosintezės paviršiai, nors prie jos gali prisidėti žali stiebai ir kiti audiniai. Augimo zonose, įskaitant šaknų ir ūglių viršūnes, formuojasi nauji audiniai. Bendruose žinių pagrinduose aiškinamos membranos, fotosintezė ir kvėpavimas; čia nagrinėjame šių procesų reikšmę auginimui.

Vienas organas gali atlikti kelias funkcijas. Šaknis gali siurbti vandenį ir kartu kaupti atsargas. Lapas gali gaminti cukrus, tačiau jo paties ląstelėms palaikyti taip pat reikia vandens, mineralinių medžiagų ir energijos. Augalo dalies pavadinimas yra pradžia, bet jis nepaaiškina visų joje vykstančių procesų.

Vanduo ir jonai turi pasiekti gyvas šaknis

Vanduo juda dėl vandens potencialo skirtumų. Šis dydis nusako vandens polinkį judėti iš vienos vietos į kitą. Jam įtakos turi ištirpusios medžiagos, slėgis ir aplinkinė terpė. Todėl druskingoje terpėje vandens gali būti daug, nors jį pasisavinti sunkiau. Vandens kiekis ir jo prieinamumas yra susiję, tačiau skirtingi dydžiai.

Mineralinių maisto medžiagų jonai šaknų paviršių pasiekia judėdami aplinkiniame vandenyje ir šaknims augant į naujas terpės vietas. Patekimas į gyvas ląsteles ir judėjimas per jas priklauso nuo membranų ir reguliuojamos pernašos. Nitratų ar kalio pasisavinimas nėra tas pats, kas jau pagaminto maisto pasisavinimas: didžioji auginamo augalo anglies dalis gaunama fotosintezės metu fiksuojant anglies dioksidą.

Šaknys taip pat kvėpuoja. Prastas aprūpinimas oru, žalinga temperatūra, sužalojimai ar ligos gali sutrikdyti jų veiklą net tada, kai vandens yra. Drėgmės ir oro sąlygos plačiau nagrinėjamos šaknų zonos straipsnyje; čia vytimas ar lapų spalva nelaikomi vienos konkrečios priežasties diagnoze.

Ksilema sujungia vandens šaltinį su antžemine dalimi

Ksilema, arba mediena, yra augalo audinys, kurio susijungusiais takais pernešamas vanduo ir ištirpusios mineralinės maisto medžiagos. Transpiruojančiame augale vandens garavimas nuo lapų paviršių padeda susidaryti vandens potencialo gradientui nuo šaknų zonos link lapų. Taip vandens kelias susiejamas su atmosfera aplink augalo lają.

Žiotelės yra reguliuojamos poros, dalyvaujančios dujų apykaitoje. Joms atsivėrus anglies dioksidas gali patekti į fotosintetinančius audinius, o vandens garai – pasišalinti. Uždarymas gali sumažinti vandens netekimą, bet kartu riboti anglies dioksido patekimą. Rezultatas priklauso nuo augalo, jo vystymosi tarpsnio ir sąlygų; visiems atvejams tinkamo geriausio žiotelių atvėrimo nėra.

Šaknys neperduoda tiesiog pastovaus vandens kiekio, kuris patenkintų bet kokį lapų poreikį. Didelis atmosferos lemiamas garavimo poreikis gali viršyti šaknų ir pernašos audinių užtikrinamą tiekimą. Pažeistas pernašos kelias ar stiprus vandens trūkumas gali jį dar labiau sumažinti. Todėl auginant šaknų zona ir antžeminė dalis vertinamos kartu.

Floema sujungia cukrų šaltinius su jų naudojimo vietomis

Floema, arba karniena, perneša cukrus ir kitus junginius iš šaltinių į akceptorius. Šaltinis tuo metu išsiunčia daugiau asimiliuotų medžiagų, negu jų reikia vietoje, o akceptorius jas gauna augimui, gyvybinėms funkcijoms palaikyti ar atsargoms kaupti. Subrendęs apšviestas lapas gali būti šaltinis, o besivystantys vaisiai ir augančios šaknų viršūnės – akceptoriai.

Šie vaidmenys kinta. Jaunas lapas gali gauti cukrus iš kitur, kol pats tampa svarbiu jų tiekėju. Atsargas kaupiantis organas vėliau gali jas tiekti naujam augimui. Todėl floemos pernašos negalima tiksliai apibūdinti teiginiu, kad cukrūs visada juda žemyn. Jos tinklo taip pat nederėtų painioti su transpiruojančio augalo vandens keliu, kuriame vyrauja judėjimas iš šaknų į antžeminę dalį.

Schema rodo dažną auginamo augalo situaciją, o ne visas galimas medžiagų judėjimo kryptis. Vėlesniame straipsnyje apie šaltinių ir akceptorių ryšius išsamiau nagrinėjamas derliaus formavimasis. Pašalinus lapus ar pažeidus stiebus pakinta gyvas tinklas; vien pašalintų dalių skaičius neleidžia numatyti augalo reakcijos.

Naudingas balansas turi aiškias ribas

Ne visas šaknų pasisavintas vanduo tampa naujų augalo audinių dalimi. Daug jo netenkama dėl transpiracijos, o dalis keičia augale sukauptą vandens kiekį. Balansas gali padėti nustatyti trūkstamą dydį, tačiau visi jo nariai turi būti apibrėžti pagal tas pačias sistemos ribas.

Tarkime, kad hipotetinis augalas per nurodytą laikotarpį pasisavina 1.00 litro vandens, transpiruoja 0.90 litro, o kitų nuostolių per augalo sistemos ribą nepaisome. Tuomet augale sukaupto vandens kiekis padidėja 0.10 litro. Tai balanso skaičiavimas, o ne rekomenduojamas santykis, išmatuotas auginimo efektyvumas ar augimo įvertis.

Vazono sistemos balansas dar apimtų substrate likusį vandenį, drenažą ir tiesioginį garavimą. Šie nariai nepatenka į vien augalo balansą. Vazono masės pokyčio nelaikykite transpiracija, jeigu kiti pokyčiai nebuvo išmatuoti ar sąmoningai kontroliuojami.

Supratus mechanizmą galima pasirinkti tinkamesnius stebėjimus

Kai augalas auga prastai, prieš keisdami kelias sąlygas vienu metu užrašykite pažeidimų pasiskirstymą ir aplinkos sąlygas. Kurie organai paveikti? Ar šaknų zona šlapia, sausa, ar nevienoda? Kas pasikeitė temperatūroje, apšvietime, vandens kokybėje ar fizinėje būklėje? Lyginkite tokius pačius audinius ir tarpsnius, o ne laikykite kiekvieną lapą vienodai tinkamu jutikliu.

Persodinto augalo šaknys kurį laiką gali turėti prastesnį sąlytį su vandens šaltiniu negu įsitvirtinusio augalo. Stiebo sužalojimas gali nutraukti pernašą. Didelis lapų vandens poreikis gali atskleisti apribojimą, kuris vėsesnėmis sąlygomis nebuvo pastebimas. Tai galimi tirti mechanizmai, o ne vien iš nuotraukos nustatomos diagnozės.

Naudingi auginimo sprendimai sieja augalo sandarą su tikrais matavimais ir konkrečiai kultūrai tinkamomis gairėmis. Išsamus laistymo valdymas, maisto medžiagų naudojimas, augalų sveikatos diagnozavimas ir įrangos projektavimas turi savo vietas žemėlapyje.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pasitikrinkite supratimą

1. Ar medžiagos floema visada juda žemyn?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Medžiagos juda iš šaltinių į akceptorius; jų vieta ir vaidmenys priklauso nuo organų vystymosi ir sąlygų.

2. Ar daugiau ištirpusių druskų turintį vandenį visada galima pasisavinti taip pat lengvai kaip mažiau druskingą?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Ištirpusios medžiagos keičia vandens potencialą. Vien vandens kiekis nenustato jo prieinamumo.

3. Ar vazono masės sumažėjimas, išreikštas 0.10 L vandens, įrodo, kad augalas transpiravo 0.10 L?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Prie pokyčio gali prisidėti garavimas iš substrato, drenažas ir sukaupto vandens kiekio kitimas. Augalo ir vazono balansų sistemos ribos skiriasi.

Svarbiausios mintys

• Auginamo augalo šaknys ir antžeminės dalys turi bendrą susijusią pernašos sistemą.
• Ksilema perneša vandenį ir mineralines maisto medžiagas, o floema sujungia šaltinius su akceptoriais.
• Vandens pasisavinimas priklauso nuo jo prieinamumo, šaknų veiklos ir antžeminės dalies poreikio.
• Simptomas padeda kelti klausimus, bet pats savaime nenustato priežasties.