Vanduo pakyla augalu. Kodėl vanduo kyla aukštyn stiebu? Kylantis vanduo aukštų medžių kamienuose

Vandens kelias augale fiziologija, struktūra ir apimtimi yra padalinta į tris skirtingus dalys: ant gyvų šaknų ląstelių; dėl negyvų šaknies, stiebo, lapkočio ir gyslų ksilemo elementų; palei gyvų lapų ląsteles iki garuojančio paviršiaus.

Didžiąją šio kelio dalį sudaro vandeniui laidžioji sistema, kurią sudaro negyvos tuščiavidurės kraujagyslės gaubtasėkliuose ir tracheidės gimnosėkliuose. Žoliniuose augaluose ši vandens tako dalis siekia keliasdešimt centimetrų, o sumedėjusiuose – daugybę metrų.

Vandens judėjimas per ksilemo indus, kurių ilgis gali siekti keliasdešimt centimetrų, vyksta gana lengvai. Kelias per tracheidą yra sunkesnis: iš vienos tracheidos į kitą vanduo pereina pro ribojamas poras; Akivaizdu, kad vandens judėjimas per juos patiria didesnį pasipriešinimą nei per indus. Matavimai rodo, kad lapuočių sumedėję augalai Medienos laidumas yra 3-6 kartus didesnis nei spygliuočių. Apskritai, vanduo šį kelią įveikia daug lengviau nei pirmąjį ir trečiąjį per kelių milimetrų ar net milimetrų dalis gyvų ląstelių – nuo ​​šaknų plaukelių iki centrinio cilindro kraujagyslių ir iš lapo gyslose esančių kraujagyslių iki garuojančios mezofilo ląstelės.

Autorius kraujagyslės ir tracheidės vanduo juda tarsi pro tuščiavidurius vamzdelius, paklusdamas bendriesiems hidrodinaminiams dėsniams, gyviesiems tas pats šaknų ir lapų ląstelės - osmosiniu būdu, naudojant gretimų ląstelių siurbimo jėgų skirtumą teisingai didėjančia seka. Dėl didelio pasipriešinimo vandens tekėjimui, kai jis pereina iš vienos gyvos ląstelės į kitą, šis metodas visiškai netinkamas vandens judėjimui dideliais atstumais. Todėl tracheidų atsiradimas į paparčius panašiuose augaluose buvo svarbus etapas evoliucijoje flora. Vandeniui laidi sistema tapo dar tobulesnė, kai gaubtasėkliuose atsirado tikri indai.

Per gamyklą pumpuojamas didžiulis vandens kiekis. Iš 1 hektaro kviečių pasėlių per vasarą išgaruoja apie 2 tūkst.t, dobilų - 7,5, kopūstų - 8 tūkst., t.y. jei surinksite visą 1 hektaro dobilų ar kopūstų sunaudotą vandenį, gausite 1 hektaro ploto ir 75-80 cm gylio vandens baseiną. Pietinės taigos jauni eglynai išleidžia 4,5 tūkst. vandens per metus nuo 1 hektaro miško ploto, pušies - 5, 0, alksnio - iki 11 tūkst.t.

Matyti, kad miškai suvartoja ne mažiau, o net daugiau nei kai kurios žemės ūkio kultūros. Šios didžiulės išlaidos pasipildo dėl šaknų sistemų, kurios pakankamai greitai sugeria vandenį iš dirvožemio, veikla. Remiantis tuo džiovinimo vaidmuo miškai užmirkusių miško dirvožemių sąlygomis. Gerai išvystyta vandens laidumo sistema, kuri nedelsdama tiekia vandenį į lapus, taip pat esantys vientisi audiniai, apsaugantys augalą nuo per didelio vandens praradimo, taip pat padeda palaikyti vandens balansą.

Kokios jėgos sukelia nuolatinį vandens tekėjimą iš šaknų per stiebą ir lapus? U žemaūgiai žoliniai augalai Ksilemo sulčių tekėjimo mechanizmas yra lengvai suprantamas. Šaknų slėgis priverčia vandenį į centrinio šaknies cilindro indus, o siurbimo jėgos, atsirandančios lapuose dėl transpiracijos proceso, pritraukia šį vandenį. Tai sukuria nuolatinį vandens srautą visame augale.

Vandens pakilimo nuo šaknų iki lapų procesas vadinamas srovė aukštyn, Skirtingai nei žemyn nukreipta srovė organinės medžiagos nuo lapų iki šaknų. Šaknų spaudimas, susidaręs dėl šaknų galūnių metabolizmo, vadinamas apatinio galo vandens srovės variklis. Vandenį pritraukiančios lapų čiulpimo jėgos vadinamos viršutinio galo vandens srovės variklis.

Sunkiau paaiškinti vandens stulpelio tęstinumą augalų pasaulio milžinuose – eukaliptuose, sekvojose ir kai kuriuose kituose sumedėjusiuose augaluose, kurių aukštis siekia 140 m. paprasti medžiai taip pat turi gana dideli dydžiai: beržas - iki 25 m, ąžuolas - 40 m, pušis ir eglė - iki 50 m Prie to reikėtų pridėti nemažą vandeniui laidžios šaknų sistemos ilgį.

Vandens srovė patiria ir įveikia gravitacijos jėgą, gravitacijos jėgą. Dėl to, pavyzdžiui, įprasti stūmokliniai siurbliai negali pakelti vandens iš didesnio nei 10 m gylio, nes ši 10 metrų vandens stulpelis atitinka 1 atm slėgį. Be to, vandens judėjimas per ksilemą patiria gana didelį pasipriešinimą, ypač sumedėjusių gimnazdžių augalų atstovams.

Paaiškinimas, kad daugelio dešimčių metrų ilgio vandens stulpelis nelūžta, randamas sukibimo (sankibimo) ir kraujagyslių bei tracheidų sienelių drėkinimo vandeniu (sukibimo) teorijoje. Iš tiesų, tarp judančio vandens molekulių yra didelės sukibimo jėgos, kurios verčia šias molekules sekti viena kitą. Tai taip pat palengvina tai, kad vandeniui laidūs elementai yra tarsi viena visuma su vandens srautu, nes jų sienos yra visiškai sudrėkintos ir prisotintos vandens. Juose nėra oro. Šioje būsenoje jie užtikrina minimalų pasipriešinimą judančiam srautui. Be to, pati indų struktūra nepalengvina oro burbuliukų judėjimo iš vieno indo į kitą.

Visa tai labai išskiria medienoje sukurtas sąlygas nuo sąlygų stūmokliniuose siurbliuose. Pastarajame tarp cilindro sienelių ir stūmoklio nuolat atsiranda oro burbuliukų, pažeidžiančių vandens stulpelio vientisumą. Šis stulpas lūžta pakilus į daugiau nei 10 m aukštį.

Norint pakelti vandenį į 100 m aukštį, medžio laja turi būti 30 - 35 atm siurbimo jėgos: gravitacijos jėgai įveikti - 10 atm, atsparumui filtravimui per skersines sieneles. laivai - 20 - 25 atm. Natūralioje miško aplinkoje tokios vertės dažnai fiksuojamos eksperimentiškai. Todėl grynai fiziniu požiūriu, atrodo, įmanoma paaiškinti vandens kilimą į 100 m ar didesnį aukštį.

Transpiracijos metu medžių lapuose atsiranda siurbimo jėgos, pasiekiančios dešimtis atmosferų. Lapai siurbia vandenį iš stiebo, todėl induose susidaro neigiamas vakuuminis slėgis. Šią būklę galima stebėti naudojant paprastus instrumentus: šiltą vasaros dieną, intensyviai netekus vandens, medžių kamienų skersmuo mažėja. Kitas būdas – pjaunant intensyviai pralaidžią šaką tamsintame vandenyje, dėl kraujagyslių išsiplėtimo pastebimas momentinis dažų prasiskverbimas pro pjaunamą paviršių.

Priklausomai nuo anatominė struktūra mediena, tiesinis kylančios srovės greitis svyruoja nuo 1 - 6 m/h spygliuočių ir išsibarsčiusių kraujagyslių medžių rūšims iki 25 - 60 m/h žiedinių kraujagyslinių medžių. Toks greitis užfiksuotas vasaros vidurdienį. Vandens judėjimo per medį greitis kinta per dieną ir daugiausia atitinka transpiracijos intensyvumą. Taip pat yra nuo šviesos priklausomas kylantis vandens srautas augaluose, nėra glaudžiai susiję su transpiracijos veikla (V.G. Reutsky).

Pačiame medyje vanduo greičiausiai juda kamiene, o lėčiausiai – jauniausiomis šakomis. Vidurinę šio rodiklio padėtį užima senos šakos.

Ypatumai vandens tekėjimas palei medžio kamieną:

· Taikant izotopinę technologiją ir į kamieną įvedant dažus, buvo įrodyta, kad daugumoje sumedėjusių augalų vandens srovė juda kamiene spirale. Tai glaudžiai susiję su medžio kamieno makrostruktūra, todėl sunku atsakyti į klausimą, kuri šaknų sistemos dalis į kurią medžio vainiko pusę tiekia vandenį.

Vandens judėjimas viduje radialinė kryptis atsiranda lėčiau ir atsiranda per poras ant kraujagyslių sienelių ir tracheidų. Tai svarbu norint palaikyti normalų vandens kiekį gyvuose medienos ir žievės elementuose.

· Nelygumai vandens srovė. Ne visa mediena tarnauja kaip vandens laidininkas. Širdies medžiuose (pušis, ąžuolas) šiam tikslui naudojama tik sakų mediena. Tuo pačiu metu paskutiniai metiniai medienos sluoksniai aktyviau praleidžia vandenį. Tai paaiškinama tuo, kad tik šie sluoksniai virsta vienmečių šakų mediena, kuri glaudžiai susijusi su lapų vandeniui laidžia sistema. Spygliuočiuose, ypač eglėse, kraujagysliniai spyglių ryšuliai susisiekia su keliais metiniais žiedais. Seni žiedai paprasčiausiai nepasiekia vainiko, didėjant medžio aukščiui jie išnyra. Daugelyje medžių rūšių (baltosios akacijos, pistacijų, uosių) vandenį išleidžia tik paskutiniai 1–3 metiniai sakų sluoksniai. Tas pats vaizdas stebimas tiek sakykloje, tiek brandžių medžių (drebulės, beržo, liepų) rūšyse, tačiau jose yra šiek tiek daugiau vienmečių sluoksnių, kurie praleidžia vandenį.

Tokią medžio kamieno kylančios srovės savybę galima vadinti ir jos isolation. IN bendras kontūras jis būdingas ir žoliniams augalams. Tačiau sumedėjusiuose augaluose jis ryškesnis. Kamieno vandeniui laidi mediena yra atskirta nuo išorinė aplinka ne tik gyvos kambio ir floemo ląstelės, bet ir stora kamštiena ar pluta, ribojanti medienos ryšį su atmosferos oru.

Tokia kylančios srovės savybė kaip grįžtamumas, kartais stebimas gamtoje daugelio rūšių medžiams, įskaitant kai kuriuos spygliuočius (egles, egles), kai šaknysi apatinės šakos, besiliečiančios su dirvožemiu, arba nuvirtusių medžių viršūnės. Vandens srautas čia eina priešinga kryptimi – nuo ​​morfologiškai viršutinio galo iki morfologiškai apatinio galo.

Kylanti srovė aprūpina visas gyvas augalų ląsteles vandeniu ir mineraliniais elementais. Kylančios srovės vaidmuo taip pat labai svarbus aprūpinant gyvas šaknų, kamieno ir šakų ląsteles deguonimi, nes žievės, kambio, medienos audinių pralaidumas dujoms yra labai mažas. Šis kylančios srovės vandenyje ištirpęs deguonis naudojamas medžio gyvųjų elementų kvėpavimo procesui vykdyti.

Didėjanti srovė taip pat turi įtakos vandens Turinys audiniai, ypač kamieno mediena. Jauname amžiuje, prieš susiformuojant branduoliui, mediena turi didžiausią drėgmės kiekį spygliuočių rūšys. Šis skirtumas akivaizdžiai atsiranda dėl to, kad jie neturi libriformos, palyginti su kietmedžiu.

Stebimi staigūs medienos vandens kiekio pokyčiai per metus. Taigi spygliuočių sumedėję augalai turi daugiausia žema drėgmė stebimas vasaros mėnesiais, o didžiausias – žiemą. Vėlyvą pavasarį ir ankstyvą rudenį medienos drėgnumas yra viduryje. Šerdies drėgnumas praktiškai nesikeičia ir yra mažiausias. Lapuočių medžių rūšys turi du laikotarpius žema drėgmė- vasarą ir antroje žiemos pusėje ir dvi aukštesnės - pavasaris per sakų tekėjimą ir žiema - pirmoje žiemos pusėje.

Jaunų medžių medienos drėgnumas yra šiek tiek didesnis, o jo svyravimų amplitudė didesnė nei senų medžių. Vandens kiekis medienoje taip pat kinta vasaros dieną: didžiausias jis būna anksti ryte ir mažiausias vidurdienį.

Vanduo, laikomas kamieno viduryje, gali persikelti į jaunus ūglius, o tai ypač svarbu, kai dirvoje nėra augalams prieinamo vandens (sausra, šalnos). Pavyzdžiui, 100 metų pušis dėl vidinių vandens atsargų kamiene sausrą gali ištverti visą mėnesį.

Vanduo, tekantis per augalą skiriasi nuo metabolinio vandens, kuris tiesiogiai naudojamas įvairiuose medžiagų apykaitos procesuose. Vanduo nuolat keičiasi augalų ląstelėse. Su moderni technologija, ypač izotopų analize, pavyko parodyti, kad greičiausias intersticinio vandens pasikeitimas išoriniu vandeniu vyksta augalų šaknyse, o lėčiausiai – stiebuose. Lapai užima tarpinę padėtį.

Susijusi informacija.

Darbo tekstas skelbiamas be vaizdų ir formulių.
Pilna versija darbą galima rasti skirtuke „Darbo failai“ PDF formatu

Įvadas

Kaip dažnai žmonės gyvena įprastą gyvenimą ir nepastebi nuostabių dalykų. Mūsų miškų grožis yra nepakartojamas.Medžiai išsiskiria ne tik grožiu, bet ir įvairove. Kodėl mūsų planetoje platumos zonose auga tos pačios rūšies tam tikro aukščio medžiai? Kas lemia medžių aukštį? Kaip milžiniški medžiai aprūpina save kylančio vandens kiekiu? Šie klausimai mane labai sudomino. Diržoms galioja platumos zoniškumo dėsnis Atmosferos slėgis, kaip vienas iš veiksnių, turinčių įtakos gyviems organizmams. Medžių vandens tiekimo sistemą galima palyginti su vandens judėjimu vamzdžiais, o skysčio judėjimas medienos induose yra kapiliarinių vamzdžių pakilimo aukštis. Problema: kodėl skirtingose ​​klimato platumose auga tos pačios rūšies skirtingo aukščio medžiai ir nuo ko priklauso žemaūgių medžių ir medžių milžinų vandeniui laidi sistema. Hipotezė: jei yra medinio indo skersmens priklausomybė nuo medžio aukščio, tai jo aukštis priklauso nuo atmosferos slėgio kaip vieno iš įtakojančių veiksnių įvairiose platumose. Tikslas: medžio aukščio priklausomybės nuo medienos indo skersmens tyrimas esant tam tikram atmosferos slėgiui skirtingose ​​jo augimo platumose.

Projekto tikslai: 1. Studijuoti informacijos šaltinius pasirinkta tema. 2. Gilinti hidraulinių dėsnių ir kapiliarinių reiškinių teorijos žinias. 3. Atlikite ir apibūdinkite eksperimentą, kuris patvirtina arba paneigia iškeltą hipotezę. 4. Apdoroti ir analizuoti atlikto darbo rezultatus. 5. Pateikite rezultatus linijinės diagramos forma. 6. Padarykite tikslą atitinkančią išvadą.

Studijų objektas: fizikos dėsniai ir reiškiniai tiriant hidraulikos teoriją, kapiliariniai reiškiniai. Studijų dalykas: laidžioji medienos sistema. Temos aktualumas: Tyrimą lėmė hidraulikos dėsnių ir kapiliarinių reiškinių teorijos žinių pažanga, iškeliant tyrimo problemą, kaip pritraukti visuomenės dėmesį į problemas, susijusias su mums pažįstamais mūsų gyvenimo reiškiniais ir sudaryti priklausomybės diagramą. medinio indo skersmuo pagal aukštį.

1. Kas yra hidraulika

Hidraulika yra mokslas, turintis tūkstančio metų vystymosi istoriją. Žodis „hidraulika“ kilęs iš dviejų graikiškų žodžių junginio - Hydor(vanduo) ir aulos(vamzdis) - ir reiškia vandens judėjimą vamzdžiais. Šiuo metu terminas „hidraulika“ turi platesnę reikšmę. Šiuolaikine prasme hidraulika yra technikos mokslas, kuriame tiriami skysčių pusiausvyros ir judėjimo dėsniai bei šių dėsnių taikymo inžinerinėje praktikoje metodai. Hidraulikos dalis, kuri atsižvelgia į skysčių pusiausvyros dėsnius, vadinama hidrostatika, o ta dalis, kurioje atsižvelgiama į skysčių judėjimo dėsnius, vadinama hidrodinamika. Dvi hidraulikos studijų kryptys – dinaminiame ir statiniame kontekstuose. Hidrodinamika sprendžia vandens kinematikos problemas, o hidrostatika labiau orientuota į skysčių sąveikos su kitomis terpėmis ir kūnais dėsnius. Higroskopinio judėjimo priežastis – drėgmės svyravimai atmosferos oras. Įvairių tipų hidrauliniuose įrenginiuose reikalingas slėgis beveik visada sukuriamas naudojant kompresorius ar siurblius. Augalų organizme sprendžiant problemas, susijusias su įvairių rūšių judesių atlikimu, įskaitant ir kontrolinius, tokių didelių pastangų nereikia. Tačiau jie taip pat sprendžiami taikant hidraulikos dėsnius, tačiau daug aukštesniu būdu žemas slėgis 1 .

Vandens aplinka yra pagrindinis šios krypties studijų aspektas. Vanduo yra labiausiai paplitusi medžiaga biosferoje, atliekanti nepaprastai svarbų vaidmenį gyvosios gamtos ir ypač augalų gyvenime. Vanduo yra bet kurio gyvūno ir augalo ląstelių ir audinių dalis. Gyvam organizmui netekus didelio vandens kiekio, jis gali mirti. Augalai skatina greitesnį vandens apykaitą tarp dirvožemio ir oro. Sunku pervertinti teigiamą augalų pasaulio poveikį klimatui, jį reguliuojant.

2. Flora ir hidraulikos dėsniai

Autonominiai augalo organizmo judesiai valdomi hidraulika. Technologijoje dizaineriai kuria aukštas spaudimas dėl suspaudimo: kai kurios judančios dalys, pavyzdžiui, stūmoklis, spaudžia skystį. Tokios technologijos panaudojimas gamyklai pareikalautų daug energijos ir specialių, be to, sudėtingų įrenginių sukūrimo. Todėl konstruktyviu požiūriu jie naudoja daug paprastesnį, o energijos suvartojimo požiūriu – daugiau efektyvus metodas- osmosas. Osmosas – tai medžiagos difuzija per pertvarą (membraną), kuri atskiria gryną tirpiklį ir tirpalą arba du skirtingos koncentracijos tirpalus. Pertvara yra pralaidi tik tirpikliui. Šis kūrimo būdas hidraulinis slėgis susijęs su natūraliu druskų gebėjimu pritraukti vandenį, ištirpinti jame ir sumažinti tirpalo prisotinimą. Osmoso būdu augalai sukuria gana aukštą slėgį. Intraląstelinis slėgis suteikia standumo tiems augalams, kurių audiniai nesuauga. Kai osmosinis slėgis nukrenta, pavyzdžiui, nupjautose ir į vazą dedamos gėlės, augalas nuvysta. Daugelis gamyklų šiems tikslams įsigijo tikras jungtis, veikiančias tuo pačiu principu kaip ir hidraulinės jungtys technologijose. Kaip augalas pasiekia staigų slėgio kritimą? Priežastis ta, kad ji gali pakeisti porų dydį pusiau pralaidžioje ląstelių membranoje. Didėjant porų dydžiui, ląstelėje esantis slėgis tirpalas išteka ir slėgis mažėja. Per kelias minutes ląstelės membrana grįžta į ankstesnę būseną ir procesas gali būti kartojamas dar kartą 2.

2.1. Vandens srauto varikliai

Vandens judėjimą per augalą lemia du pagrindiniai vandens tėkmės veiksniai: apatinis vandens srauto variklis arba šaknų slėgis, viršutinis vandens srauto variklis arba atmosferos siurbimo efektas. Mechanizmas, užtikrinantis vandens kilimą per augalą dėl šaknų slėgio, yra apatinis vandens srovės variklis. Vanduo prisipildo visą kelią nuo dirvožemio – per šaknį ir stiebą – iki lapo ląstelių. Visas vandens srautas nukreipiamas į žemesnį vandens potencialą. Šaknies slėgis priverčia vandenį į centrinio šaknies cilindro indus, o siurbimo jėgos pritraukia šį vandenį. Vandens pakilimo nuo šaknų iki lapų procesas vadinamas tekėjimu aukštyn. Šaknies slėgis vadinamas apatiniu vandens srovės varikliu. Vandenį traukiančių lapų siurbimo jėgos vadinamos viršutiniu vandens srovės galo varikliu. Mūsų paprasti medžiai yra gana didelių dydžių ir turi didelį vandens laidžių šaknų sistemos ilgį. Vandens srovė patiria ir įveikia gravitacijos jėgą, gravitacijos jėgą. Tarp judančių vandens molekulių yra sukibimo jėgos. Vandeniui laidūs elementai yra neatsiejami nuo vandens srauto, nes jų sienos yra visiškai sudrėkintos ir prisotintos vandens. Visa tai labai išskiria medienoje sukurtas sąlygas nuo sąlygų stūmokliniuose siurbliuose, kai tarp cilindro sienelių ir stūmoklio nuolat atsiranda oro burbuliukų, pažeidžiančių vandens stulpelio vientisumą. Šis stulpas lūžta pakilus į daugiau nei 10 metrų aukštį. Norint pakelti vandenį į 100 metrų aukštį, medžio laja turi būti iki 35 atmosferų siurbimo jėgų: gravitacijai įveikti – 10 atmosferų, atsparumui filtravimui per skersines indų sienas – iki 35 atmosferų. 25 atmosferos. Todėl grynai fiziniu požiūriu, atrodo, įmanoma paaiškinti vandens kilimą į 100 ar daugiau metrų aukštį.

3. Kapiliariniai reiškiniai

Kapiliarumas yra skysčio pakilimo arba kritimo kapiliaruose reiškinys, kurį sudaro šio skysčio gebėjimas keisti lygį mažo skersmens vamzdeliuose, siauruose kanaluose. laisva forma ir porėtus kūnus. Panašūs reiškiniai taip pat gali būti stebimi labai siauruose vamzdeliuose, vadinamuose kapiliarais (iš lot. kapiliusas- plaukai) 4 . Kapiliarumą pagrindžiančios jėgos yra d paviršiaus įtempimo ir sma-chi-va-niya poveikio.

3.1. Paviršiaus įtempimas

Sąvoka „paviršiaus įtempimas“ reiškia, kad paviršiuje esanti medžiaga yra „stangrios“, tai yra, įtemptos būsenos, kuri paaiškinama jėgos, vadinamos vidiniu slėgiu, veikimu. Jis traukia molekules skysčio viduje statmena jo paviršiui kryptimi. Vidiniuose medžiagos sluoksniuose esančios molekulės patiria vidutiniškai vienodą aplinkinių molekulių trauką visomis kryptimis. Paviršinio sluoksnio molekulės nevienodai traukiamos iš vidinių medžiagų sluoksnių ir iš pusės, besiribojančios su paviršiniu terpės sluoksniu. Skysčio ir oro sąsajoje skysčio molekules, esančias paviršiniame sluoksnyje, labiau traukia kaimyninės vidinių skysčio sluoksnių molekulės nei oro molekulės. Dėl vidinio slėgio skysčio paviršiuje esančios molekulės traukiasi į vidų, todėl tam tikromis sąlygomis paviršius sumažėja iki minimumo. Jėga, veikianti sąsajos ilgio vienetą, sukelianti skysčio paviršiaus susitraukimą, vadinama paviršiaus įtempimo jėga arba tiesiog paviršiaus įtempimu 5.

Paviršiaus įtempimo koeficientas yra pagrindinis dydis, apibūdinantis skysčio paviršiaus savybes ir vadinamas paviršiaus įtempimo koeficientu. Paviršiaus įtempis yra jėga, kurią sukelia skysčio molekulių tarpusavio trauka, nukreipta tangentiškai į jo paviršių. Paviršiaus įtempimo jėgų veikimas lemia tai, kad pusiausvyroje esantis skystis turi mažiausią galimą paviršiaus plotą. Kai skystis liečiasi su kitais kūnais, skysčio paviršius atitinka jo paviršiaus energijos minimumą.

3.2. Drėkinantis efektas

Linija, ribojanti lašo paviršių ant kieto kūno, yra trijų kūnų: skysčio, kietojo ir dujų paviršių riba. Todėl, nustatant skysčio lašo pusiausvyrą ties šių kūnų riba, veiks trys jėgos: skysčio paviršiaus įtempimo jėga prie ribos su dujomis ir skysčio paviršiaus įtempimo jėga prie ribos su dujomis. kietoji medžiaga ir kietosios medžiagos paviršiaus įtempimo jėga ties riba su dujomis. Ar skystis pasklis po kieto kūno paviršių, išstumdamas iš jo dujas, ar, atvirkščiai, susirinks į lašą, priklauso nuo šių jėgų dydžių santykio. Pažymėtina, kad būtent dėmės skersmens kitimo greitis, kurį sudaro skysčio lašas, užteptas ant švaraus medžiagos paviršiaus, yra pagrindinė drėkinimo kapiliaruose savybė. Jo vertė priklauso ir nuo paviršiaus reiškinių, ir nuo skysčio klampumo, tankio ir lakumo. Klampesnis skystis su kitomis identiškomis savybėmis ilgiau pasklinda paviršiuje ir lėčiau teka kapiliariniu kanalu 6.

3.3. Skysčio pakilimo kapiliariniuose vamzdeliuose aukštis

Kapiliarinius reiškinius sukelia dvi skirtingai nukreiptos jėgos: gravitacijos jėga, kuri verčia skystį kristi žemyn, ir paviršiaus įtempimo jėga, kuri judina vandenį aukštyn. Skysčio kilimas / nusileidimas išilgai cap-pill-la-ru išlieka, kai paviršiaus jėga lygties gravitacijai - atsistoja gravitacijos jėga, veikianti pogrindžio skysčio stulpelį. Aukštis, iki kurio nukrenta tepimo skystis kapiliariniame vamzdyje, įveikdamas gravitaciją, apskaičiuojamas pagal formulę (3.3.1):

(3.3.1)

Kur ------- bendras paviršiaus efektyvumas,N/m; - skysčio tankis, kg/m 3 ; - gravitacijos pagreitis,9,8 m/s 2 ; h - pakelto skysčio kolonėlės aukštis,m; r - kapiliarų spindulys, m; d - kapiliarų skersmuo, m 7.

Jei kapiliaras yra pasviręs į skysčio paviršių, tai skysčio pakilimo aukštis nepriklauso nuo pasvirimo kampo. Nesvarbu, kaip konstrukcijoje yra kapiliarai, skysčio pakilimo aukštis priklausys nuo ------, , r ( d ) . Iš skysčio pakilimo kapiliaruose aukščio formulės išreiškiame kapiliaro skersmens nustatymo formulę (3.3.2)

kur ------- viršutinės įtampos koeficientas, N/m; - skysčio tankis, kg/m 3 ; - gravitacijos pagreitis, 9,8 m/s 2 ; h - pakelto skysčio kolonėlės aukštis, m; d - kapiliarų skersmuo, m 8.

4. Hidrostatinis slėgis

Kiekviena skysčio dalelė, esanti Žemės gravitaciniame lauke, yra veikiama gravitacijos jėgos. Veikiamas šios jėgos, kiekvienas skysčio sluoksnis spaudžia po juo esančius sluoksnius. Skysčiuose dėl savo svorio susidaro slėgis. Skystis gali lengvai pakeisti savo formą. Skysčio dalys gali laisvai judėti, slysti viena kitos atžvilgiu. Skysčiai praktiškai nesuspaudžiami. Vanduo medienoje gali būti statinės (stabilios) arba dinaminės (nestabilios) būsenos. Jei vanduo yra termodinaminėje pusiausvyroje su mediena ir aplinką, tada jame nevyksta jokių pokyčių nei laike, nei erdvėje. Tokia vandens būsena vadinama stabilia ir apibūdina galutinį medienos ir vandens sąveikos rezultatą. Dinamika nustato labiausiai bendrus modelius medienos ir vandens sąveika. Slėgis, atsirandantis dėl skysčio svorio, vadinamas hidrostatiniu slėgiu. Pagal Paskalio dėsnį skysčiui veikiamas slėgis skysčiu perduodamas vienodai visomis kryptimis. Taip yra dėl molekulių mobilumo skysta būsena 9 .

Skysčio kolonėlės slėgis nustatomas pagal (5.1) formulę:

R = ρgh ,Pa

Kur ρ - skysčio tankis, kg/m 3 ; g - gravitacijos pagreitis, 9,8 m/s 2 ;
h - skysčio kolonėlės aukštis arba gylis, kuriame matuojamas slėgis, m 10.Hidrostatinis slėgis yra lygus skysčio kolonėlės svoriui su vienetiniu pagrindu, o aukštis lygus taško, esančio po laisvu skysčio paviršiumi, panardinimo gyliui. Slėgis indo apačioje nustatomas tik pagal skysčio kolonėlės aukštį. Nepriklausomai nuo laivo formos ir dydžio.

5. Atmosferos slėgio juostos

Žemę supantis oras turi masę ir daro spaudimą visiems objektams, esantiems žemės paviršiuje. Jėga, kuria oras spaudžia žemės paviršių, vadinama Atmosferos slėgis. Oro slėgis paprastai laikomas 760 milimetrų, kaip įprastas atmosferos slėgis. gyvsidabrio jūros lygyje 45° platumos ir 0 °C temperatūroje. Oro slėgis mūsų planetoje gali labai skirtis. Atmosferos slėgio pasiskirstymas žemės paviršiuje turi ryškų zoninį pobūdį.

Planetoje susiformavo kelios atmosferos slėgio juostos:

žemas slėgis ties pusiauju;

aukštas slėgis tropikuose;

žemas slėgis vidutinėse platumose;

aukštas slėgis virš polių.

Taip atsitinka dėl nuolatinio aukšta temperatūra oras prie pusiaujo. Įkaitęs oras kyla aukštyn ir juda tropikų link. Ties ašigaliais žemės paviršius visada šaltas, o atmosferos slėgis aukštas. Jį sukelia oras, patenkantis iš vidutinio klimato platumų. Vidutinio klimato platumose dėl oro nutekėjimo susidaro žemo slėgio zona 11.

Taigi Žemėje yra dvi atmosferos slėgio juostos – žemas ir aukštas. Sumažėjo ties pusiauju ir dviejose vidutinio klimato platumose. Išauginta ant dviejų tropinių ir dviejų poliarinių. Priklausomai nuo metų laiko, jie gali šiek tiek pasislinkti. Ištisus metusžemo slėgio zonos išlieka prie pusiaujo ir pietiniame pusrutulyje vidutinio klimato platumose.

5.1. Atmosferos slėgio poveikis augalams

Yra laboratorijos vakuuminiai įrenginiaiįvairių dydžių ir galingumo. Naudojant tokią instaliaciją, pagrįstą labai žemu atmosferos slėgiu, galima realizuoti bonsai meną – išauginti tikslią tikro medžio kopiją miniatiūroje – tiesiogiai proporcingą augalų augimo aukščio priklausomybę nuo atmosferos. spaudimas. Didėjant / mažėjant atmosferos slėgiui, absoliutus augimas proporcingai didėja / mažėja. Tai gali būti eksperimentinis įrodymas, kodėl po prieš milijonus metų Žemėje įvykusios katastrofos medžiai arba visiškai išmirė, arba sumažėjo 12. Šiandien prarastos biosferos liekanos yra milžiniški medžiai, pasiekiantys iki 150 metrų aukštį, kurie dar visai neseniai buvo plačiai paplitę visoje planetoje. Tankus oras yra labiau laidus šilumai, todėl subtropinis klimatas iš pusiaujo išplito į ašigalius, kur nebuvo ledo apvalkalo. Dėl didelio atmosferos slėgio oro šilumos laidumas buvo didelis. Ši aplinkybė lėmė tai, kad temperatūra planetoje pasiskirstė tolygiai, o klimatas visoje planetoje buvo subtropinis. Dėl didelio oro šilumos laidumo esant aukštam atmosferos slėgiui poliuose augo ir tropiniai bei subtropiniai augalai.

Pastaruoju metu pastebėjome laipsnišką slėgio mažėjimą planetoje. Per pastaruosius tūkstantį metų slėgis, jei manysime, kad per metus sumažėjo 1-2 mm gyvsidabrio, sumažėjo nuo trijų iki vienos atmosferos. Žemė užima tik 1/3 planetos paviršiaus, pasirodo, Žemė buvo padengta vientisos žalios masės sluoksniu. Daugiapakopė miškų prigimtis leido Žemėje patalpinti tūkstančius kartų didesnę masę nei šiuolaikinė biosfera.

6. Milžiniški medžiai

Kadaise didžiąją žemės dalį apėmė reliktiniai miškai su milžiniškais augalais gaublys. Fosiliniai įrodymai rodo, kad milžiniški medžiai jau egzistavo Juros periodu. Gamtoje taip atsitinka, kad dešimt aukščiausių medžių auga JAV ir priklauso Sequoia rūšiai. Kaip unikalūs medžiai kiekvienas iš jų turi tinkamą pavadinimą. Tačiau kituose žemynuose ir šalyse auga ne mažiau nuostabios ir unikalios medžių rūšys.

Sequoia yra aukščiausias medis pasaulyje, kuris auga visą savo gyvenimą aukščio ir pločio. Mokslininkai nustatė, kad sekvoja Žemėje augo daugiau nei prieš 100 milijonų metų. Tai liudija rastos fosilijos su žievės liekanomis. Mokslininkai teigia, kad prieš daugybę milijonų metų sekvojos augo visame šiauriniame Žemės pusrutulyje. Šiandien savo natūralia forma šie milžinai auga siauroje juostoje palei Ramiojo vandenyno pakrantę Šiaurės Amerikoje; Kalifornijos valstija niekada nėra toli nuo kranto. Šis medis dirbtinai auginamas Kanadoje, Meksikoje, Didžiojoje Britanijoje, Portugalijoje, Italijoje, Pietų Afrikoje, Naujojoje Zelandijoje, Kryme, Kaukaze. Tačiau visur, kur šis medis būtų pasodintas dirbtinai, jis nepasiekia tokių milžiniškų dydžių kaip savo natūralioje tėvynėje Šiaurės Amerikoje. Eukaliptas yra amžinai žaliuojantis milžinas, augantis Australijoje, Naujojoje Zelandijoje ir Tasmanijoje. Didžiuliai eukaliptai gali gyventi tik drėgname subtropikų klimate. Eukaliptas yra medis, kuris nesuteikia šešėlio, nes lapų ašmenys pasisuka į saulę. Dėl šios savybės eukaliptas gali ilgą laiką išlaikyti sugeriamą drėgmę, tai tikras vandens siurblys. Vienas toks medis per dieną gali sugerti daugiau nei 300 litrų drėgmės. O šis per metus išgeria daugiau nei 100 tonų vandens. Dėl šių savybių šis medis dažnai naudojamas melioruojant 13 .

6.1. Kylantis vanduo aukštų medžių kamienuose

Ilgą laiką vandens kilimo į aukštų medžių viršūnes mechanizmas liko paslaptis. Vanduo iš medžio šaknų kyla per ksilemą – kraujagyslių audinį ir kapiliarinėmis jėgomis juda aukštyn, prieš gravitaciją. Kuo aukštesnis medis (taigi ir vandens stulpelio aukštis), tuo didesnė gravitacija apsunkina kopimą. Vandens stulpelio slėgis ksileme nuolat mažėja didėjant aukščiui. Vandens stulpelis lūžta, kai atsiranda oro burbuliukų. Didesniame nei 110 metrų aukštyje, t.y. milžiniškų medžių viršūnėse slėgis ksileme yra labai artimas minimaliam įmanomam. Tačiau per sausras neįmanoma išvengti slėgio kritimo žemiau leistino lygio - viršutinė dalis karūna tikriausiai miršta, bet tada pakeičiama nauja. Beveik visos aukštos sekvojos turi keletą smailių. Kaip ir ksilemo slėgis, vidinis hidrostatinis slėgis gyvose ląstelėse, būtinas jų augimui ir lapų plėtrai, mažėja tiesiškai didėjant aukščiui 14 .

Medžio aukščio ribą lemia vandens prieinamumas. Aukštis, kurį gali pasiekti sekvojos, nėra pastovus, jis kinta laikui bėgant, priklausomai nuo klimato ir atmosferos pokyčių – juk vandens tiekimą ir medžio anglies balansą įtakoja daugybė veiksnių: koncentracijos lygis. anglies dioksidas atmosferoje, išorinės aplinkos temperatūros ir drėgmės pokyčiai.

7. Eksperimentuokite

Eksperimento tikslas:įrodyti, kad skysčio pakilimo kapiliaruose aukštis priklauso nuo šių kapiliarų skersmens.

Įranga ir medžiagos: indas skysčiams, termometras, suportai, žymeklis, įvairaus diametro vamzdelių komplektas, šaltinio vanduo, natūrali beržų sula (A priedas).

Darbo eiga: 1. Paruošti mėgintuvėlių pavyzdžiai įvairaus skersmens tyrimams. Suportu nustačiau jų vidinį skersmenį ir atitinkamai sunumeravau mažinant skersmenį, o duomenis suvedžiau į 10.1 lentelę (B priedas). 2. 1 centimetro atstumu nuo vieno bandinio galo žymekliu pažymėjau liniją. Ji paėmė indą su šaltinio vandeniu ir vieną po kito nuleido mėgintuvėlius į vandenį taip, kad vandens lygis sutaptų su nubrėžta linija. 3. Žymekliu pažymėjo skysčio pakilimo aukštį. Šį eksperimentą atlikau su kiekvienu mėginiu (B priedas). 4. Suportu išmatavau šaltinio vandens pakilimo aukštį vamzdeliuose. Gauti analizės duomenys įrašyti į 10.2 lentelę (D priedas). 5. Pakartokite eksperimentą su natūralia beržų sula (E priedas). 6. Su apkabu išmatavau beržų sulos pakilimo aukštį vamzdeliuose. Gauti analizės duomenys įrašyti į 10.3 lentelę (E priedas).

Šaltinio vandens temperatūra eksperimente 20 0 C; tankis = 1000 kg/m 3 ; paviršiaus įtempimo koeficientas = 0,073 N⁄m. Natūralios beržų sulos temperatūra 20 0 C; tankis = 1000 kg/m 3 ; paviršiaus įtempimo koeficientas = 0,062 N⁄m 15. Pagal formulę, skirtą skysčio pakilimo kapiliaruose aukščio nustatymo formulei (3.3.1), šis aukštis priklausys nuo ------, , d .

Išvada: Iš 10.2 ir 10.3 lentelių matyti, kad pakeltų skysčių aukštis yra proporcingas vamzdelių skersmeniui, eksperimento su šaltinio vandeniu rezultatai patvirtina šį proporcingumą su eksperimento su natūralia beržų sula rezultatais. Natūrali beržų sula, kaip klampesnis skystis, lėčiau teka kapiliariniu kanalu.

Vienas iš pagrindinių bendrųjų teorinių principų kūrimo metodų yra apibendrinimas – priemonė pereiti nuo konkrečių reiškinių žinojimo prie bendrųjų. Jį sudaro tokių materialaus pasaulio savybių ir reiškinių, būdingų ne vienam reiškiniui, o visai klasei reiškinių, kurie šiuo atžvilgiu yra vienarūšiai, tyrimas.

Panašumo teorija yra eksperimento mokslinio apibendrinimo metodų doktrina. Jis atsako į klausimą, kaip nustatyti eksperimentą ir apdoroti gautus duomenis, kad juos būtų galima išplėsti į panašius reiškinius. Kiekvienas gamtos reiškinys yra materialių kūnų sistema, kuri dėl tėkmės joje įvairūs procesai patiria tam tikrą būsenos pasikeitimą. Panašūs reiškiniai – tai geometriškai panašios viena į kitą kūnų sistemos, kuriose vyksta tos pačios fizikinės prigimties procesai ir kuriuose tie patys reiškinius apibūdinantys dydžiai yra tarpusavyje susiję kaip pastovūs skaičiai.

Panašumo metodas naudojamas sprendžiant taikomąsias problemas, kurių sprendimuose reikia atsižvelgti į daugybę fiziniai kiekiai ir leidžia nustatyti bedimensius parametrus, kurie savarankiškai veikia tiriamą procesą. Šis metodas leidžia supaprastinti kokybinius tyrimus ir skaitinį eksperimentų modeliavimą. Pakelto skysčio stulpelio aukštis panašus į medžio aukštį, vamzdžių skersmuo panašus į medienos indų skersmenį. Išanalizavęs rezultatus, remiantis gautais duomenimis apie medžių vandeniui laidžią sistemą ir panašumo metodą, sudariau aukščio kreivę: tiesinę priklausomybės diagramą. medinio indo skersmuo, priklausomai nuo aukščio. (G priedas).

Kapiliariniame vamzdelyje esantis skystis įveikia gravitaciją. Šiuo laiko momentu skysčio būsena bus stabili ir apibūdina galutinį medienos ir vandens sąveikos rezultatą. Slėgis susidaro dėl medyje esančio skysčio svorio.

Pagal hidrostatinio nustatymo formulę skysčio kolonėlės slėgis (5.1) slėgis indo dugne nustatomas tik pagal skysčio kolonėlės aukštį ir neatsižvelgiant į indo formą ir jo matmenis. Atmosferos oro slėgis spaudžia žemės paviršių. Hidrostatinis slėgis tam tikrame skysčio taške susidaro dėl skysčio svorio virš šio taško ir atmosferos svorio virš skysčio paviršiaus. Slėgis skysčio paviršiuje dažnai yra lygus atmosferos slėgiui.

Išvada iš eksperimento: drėkinimo skysčiai šaltinio vanduo ir natūrali beržų sula, savo sudėtimi artimi natūraliems vandens šaltiniams visam augalų pasauliui ir sula teka medžiuose, pakyla medinių indų kapiliarais, įveikdami gravitaciją, į medžio aukštį, priklausomai nuo koeficiento šių skysčių paviršiaus įtempimo, jų tankio ir skersmens medienos kapiliarinių indų.

Kadangi atmosferos slėgio pasiskirstymas žemės paviršiuje turi ryškų zoninį pobūdį ir tam tikrose platumose susiformavo kelios žemo ir aukšto atmosferos slėgio juostos, labai tikėtina, kad esant tam tikram atmosferos slėgiui skirtingose ​​platumose medžių aukštis skirsis. jo augimo ir priklausys nuo atmosferos slėgio, kaip vieno iš veiksnių, turinčių įtakos augalų pasaulio augimui ir vystymuisi.

Medžių aukščiui įtakos turi įvairūs klimato veiksniai, tarp jų ir atmosferos slėgis, bet pirmiausia tai priklauso nuo paties medžio hidraulinės sistemos.

Išvada

Dėl jos tiriamasis darbas aš pasiekti problemos sprendimai, naudojant užsibrėžtą tikslą ir uždavinius:

1. Studijavo specializuotą literatūrą, įskaitant mokslinius ir žurnalų straipsnius, vadovėlius, žodynus, enciklopedijas pasirinkta tema.

2. Pagilinau žinias apie hidraulikos ir kapiliarinių reiškinių dėsnius, plačiai paplitusius tiek žmogaus veikloje, tiek gamtoje.

3. Eksperimentiškai įrodyta medinio indo skersmens priklausomybė nuo aukščio.

4. Išanalizavo tiriamojo darbo rezultatus ir juos pateikė linijinės diagramos forma.

5. Patvirtinta hipotezė apie medžio aukščio priklausomybę nuo atmosferos slėgio, kaip vieną iš įtakojančių veiksnių įvairiose jo augimo platumose.

6. Darbo metu pagerėjo asmeninės savybės:

atkaklumas;

stebėjimas;

gebėjimas dirbti su dideliais informacijos kiekiais;

savęs tobulėjimo troškimas.

Nupirkta:

sutelkti dėmesį į rezultatus;

sisteminis mąstymas;

analitiniai įgūdžiai.

Matau tolimesnių perspektyvų savo sukurtą produktą panaudoti žinioms tobulinti fizikos ir biologijos pamokose mokykloje.

Naudotos literatūros sąrašas

1. Bashta T.M. Hidraulika, hidraulinės mašinos. - M.: Aljanso leidykla, 2002. - 422 p.

2. Galdinas N.S. Hidraulikos ir hidraulinės pavaros pagrindai: Pamoka. - Omskas: SibADI leidykla, 2006. - 145 p.

3. Gomoyunovas K.K. Fizika. Aiškinamasis žodynas moksleiviams ir studentams. - M.: Prospekt, 2 leidimas, 2010. - 496 p.

4. Paturi F. Augalai yra puikūs gamtos inžinieriai. - M.: Pažanga, 2002. - 265 p.

5. Magerramovas M. A. Natūralių ir koncentruotų vaisių ir daržovių sulčių termofizinės savybės. - Baku.: Guoba, 2006. - 274 p.

6. Salnikovas V.S. Skysčių ir dujų mechanika. - Jaroslavlis: Fakel leidykla, 2002. - 199 p.

7. Telesnin R.V. Molekulinė fizika: vadovėlis. – Sankt Peterburgas: Lan, 2009 m. - 368 p.

8. Šemšukas V. A. Kaip galime grąžinti rojų. - M.: Omega plius, 2009. - 336 p.

9. Alekhina N. D. Vandens judėjimas visoje gamykloje (Elektroninis išteklius). -http://gendocs.ru

10. Burova L.A. Aukščiausias medis pasaulyje (elektroninis išteklius). - http://www.doklad-na-temu.ru

11. Gorkin A.P. Šiuolaikinė iliustruota enciklopedija (Elektroninis išteklius). - https://www.litmir.me

12. Galston A. Vandens kilimas aukštų augalų kamienuose (Elektroninis išteklius). - http://www.booksshare.net

13. Michailova N.V. Kur auga eukaliptas? (Elektroninis išteklius). -http://fb.ru

Programos

A priedas

B priedas

10.1 lentelė. Vamzdžių skaičius ir vidinis skersmuo

D priedas

10.2 lentelė. Šaltinio vandens pakilimo vamzdžiuose aukštis

D priedas

E priedas

10.3 lentelė. Natūralios beržų sulos kėlimo aukštis vamzdeliuose

Vanduo patenka į augalą iš dirvožemio per šaknų plaukelius ir per indus pasiskirsto visoje jo antžeminėje dalyje. Augalų ląstelių vakuolėse ištirpsta įvairios medžiagos. Šių medžiagų dalelės spaudžia protoplazmą, kuri gerai praleidžia vandenį, tačiau neleidžia pro ją prasiskverbti vandenyje ištirpusioms dalelėms. Ištirpusių medžiagų slėgis protoplazmoje vadinamas osmosiniu slėgiu. Ištirpusių medžiagų absorbuojamas vanduo ištempia elastingą ląstelės membraną iki tam tikros ribos. Kai tik tirpale yra mažiau ištirpusių medžiagų, vandens kiekis sumažėja, apvalkalas susitraukia ir įgauna minimalų dydį. Osmosinis slėgis nuolat palaiko augalo audinį įtemptą ir tik esant dideliam vandens netekimui, vytimo metu ši įtampa – turgoras – augale sustoja.

Kai osmosinį slėgį subalansuoja ištempta membrana, vanduo negali patekti į ląstelę. Bet kai tik ląstelė netenka dalies vandens, membrana susitraukia, ląstelės sultys ląstelėje tampa labiau koncentruotos ir vanduo pradeda tekėti į ląstelę, kol membrana vėl išsitempia ir subalansuoja osmosinį slėgį. Kuo daugiau vandens augalas netenka, tuo stipriau vanduo patenka į ląsteles. Osmosinis slėgis augalų ląstelėse yra gana didelis ir matuojamas, kaip ir slėgis garo katiluose, atmosferose. Jėga, kuria augalas sugeria vandenį – siurbimo jėga – taip pat išreiškiama atmosferomis. Augalų siurbimo jėga dažnai siekia 15 atmosferų ir daugiau.

Augalas nuolat išgarina vandenį per lapuose esančias stomatas. Stomatos gali atsidaryti ir užsidaryti, sudarydamos platų arba siaurą tarpą. Šviesoje stomos atsidaro, bet tamsoje ir per daug netekus vandens užsidaro. Priklausomai nuo to, garavimas vanduo ateina Kartais jis būna intensyvus, kartais visiškai sustoja.
Jei nupjaunate augalą prie šaknies, iš kanapių pradeda tekėti sultys. Tai rodo, kad pati šaknis pumpuoja vandenį į stiebą. Vadinasi, vandens tiekimas augalui priklauso ne tik nuo vandens išgaravimo per lapus, bet ir nuo šaknų slėgio. Jis distiliuoja vandenį iš gyvų šaknų ląstelių į tuščiavidurius negyvų indų vamzdelius. Kadangi šių indų ląstelėse nėra gyvos protoplazmos, vanduo per jas laisvai juda į lapus, kur išgaruoja per stomatas.

Augalui labai svarbus garavimas. Su judančiu vandeniu šaknų absorbuoti mineralai pernešami visame augale.
Garinimas sumažina augalo kūno temperatūrą ir taip apsaugo jį nuo perkaitimo. Iš dirvožemio augalas sugeria tik 2-3 dalis vandens, likusios 997 - 998 dalys išgaruoja į atmosferą. Kad susidarytų vienas gramas sausųjų medžiagų, augalas mūsų klimato sąlygomis išgaruoja nuo 300 g iki kilogramo vandens.

Vanduo, patekęs į šaknų ląsteles, veikiamas vandens potencialų skirtumo, atsirandančio dėl transpiracijos ir šaknų slėgio, juda į laidžius ksilemo elementus. Pagal šiuolaikines koncepcijas vanduo šaknų sistemoje juda ne tik per gyvas ląsteles. Dar 1932 m Vokiečių fiziologas Munchas sukūrė idėją, kad šaknų sistemoje yra du santykinai nepriklausomi tūriai, per kuriuos juda vanduo - apoplastas ir simpplastas.

Apoplastas yra laisva šaknies erdvė, kurią sudaro tarpląstelinės erdvės, ląstelių membranos ir ksilemo indai. Symplast yra visų ląstelių protoplastų rinkinys, atskirtas pusiau pralaidžia membrana. Dėl daugybės plazmodesmų, jungiančių atskirų ląstelių protoplastus, simpplastas yra viena sistema. Apoplastas nėra ištisinis, o padalintas į du tūrius. Pirmoji apoplasto dalis yra šaknies žievėje prieš endodermines ląsteles, antroji – kitoje endoderminių ląstelių pusėje ir apima ksilemo kraujagysles. Endodermos ląstelės juostų dėka. Kasparis yra kliūtis vandens judėjimui per laisvą erdvę (tarpląstelines erdves ir ląstelių membranas). Vanduo juda išilgai šaknies žievės daugiausia išilgai apoplasto, kur jis susiduria su mažesniu pasipriešinimu, ir tik iš dalies palei simpplastą.

Tačiau, kad patektų į ksilemo kraujagysles, vanduo turi praeiti pro pusiau pralaidžią endoderminių ląstelių membraną. Taigi, mes susiduriame su kažkuo panašaus į osmometrą, kuriame endoderminėse ląstelėse yra pusiau pralaidi membrana. Per šią membraną vanduo veržiasi link mažesnio (neigiamo) vandens potencialo. Tada vanduo patenka į ksilemo indus. Kaip jau minėta, dėl priežasčių, dėl kurių vanduo išsiskiria į ksilemo indus, yra įvairių nuomonių. Remiantis Craftso hipoteze, tai yra druskų išsiskyrimo į ksilemo indus pasekmė, dėl kurios ten susidaro padidėjusi koncentracija, o vandens potencialas tampa neigiamas. Daroma prielaida, kad dėl aktyvaus (su energijos sąnaudų) suvartojamos druskos kaupiasi šaknų ląstelėse. Tačiau ksilemo kraujagysles supančiose ląstelėse (periciklo) kvėpavimo dažnis yra labai mažas ir jose nesulaikomos druskos, kurios taip desorbuojamos į kraujagysles. Tolesnis vandens judėjimas vyksta per šaknies, stiebo ir lapo kraujagyslių sistemą. Laidieji ksilemo elementai susideda iš kraujagyslių ir tracheidų.

Eksperimentai su žiedavimu parodė, kad vandens srautas aukštyn per augalą daugiausia juda išilgai ksilemo. Laidžiuose ksilemo elementuose vanduo susiduria su nedideliu pasipriešinimu, o tai natūraliai palengvina vandens judėjimą dideliais atstumais. Tiesa, tam tikras vandens kiekis juda už kraujagyslių sistemos ribų. Tačiau, palyginti su ksilemu, kitų audinių atsparumas vandens judėjimui yra daug didesnis (mažiausiai trimis dydžiais). Dėl to tik 1–10% viso vandens srauto juda už ksilemo ribų. Iš stiebo indų vanduo patenka į lapo indus. Vanduo juda iš stiebo per lapkotį arba lapo apvalkalą į lapą. Lapo ašmenyse venose išsidėstę vandeniui laidūs indai. Venos palaipsniui išsišakoja ir tampa mažesnės. Kuo tankesnis gyslų tinklas, tuo mažesnis pasipriešinimas susiduria su vandeniu persikeldamas į lapo mezofilines ląsteles. Štai kodėl lapų vėdinimosi tankumas laikomas vienu iš svarbiausių kseromorfinės struktūros požymių – išskirtiniu sausrai atsparių augalų bruožu.

Kartais lapų gyslų mažų šakelių būna tiek daug, kad jos aprūpina vandeniu kone kiekvieną ląstelę. Visas vanduo ląstelėje yra pusiausvyros būsenoje. Kitaip tariant, vandens prisotinimo požiūriu yra pusiausvyra tarp vakuolės, citoplazmos ir ląstelės membranos, jų vandens potencialas yra lygus. Šiuo atžvilgiu, kai tik transpiracijos procesas sukelia parenchimos ląstelių sienelių neprisotinimą vandeniu, jis iš karto perkeliamas į ląstelę, kurios vandens potencialas mažėja. Vanduo juda iš ląstelės į ląstelę dėl vandens potencialo gradiento. Matyt, vandens judėjimas iš ląstelės į ląstelę lapo parenchimoje vyksta ne palei simpplastą, o daugiausia išilgai ląstelės sienelių, kur pasipriešinimas yra daug mažesnis.

Vanduo juda per indus dėl vandens potencialo gradiento, susidariusio dėl transpiracijos, gradiento nemokama energija(iš sistemos su didesne energijos laisve į sistemą su mažiau). Galite pateikti apytikslį vandens potencialų pasiskirstymą, kuris sukelia vandens judėjimą: dirvožemio vandens potencialas (0,5 bar), šaknis (2 bar), stiebas (5 bar), lapai (15 bar), oras esant santykinei drėgmei. 50% (1000 barų).

Tačiau joks siurbimo siurblys negali pakelti vandens į didesnį nei 10 m aukštį. Tuo tarpu yra medžių, kur vanduo pakyla į daugiau nei 100 m aukštį. Tai paaiškina rusų mokslininko E. F. Votchalo ir anglų fiziologo E. Dixono pateikta sankabos teorija. Norėdami geriau suprasti, apsvarstykite toliau pateiktą patirtį. Į gyvsidabrio puodelį įdedamas vandens pripildytas vamzdelis, kuris baigiasi iš porceliano pagamintu piltuvu. Visoje sistemoje nėra oro burbuliukų. Vandeniui išgaruojant gyvsidabris pakyla pro vamzdelį. Tuo pačiu metu gyvsidabrio pakilimo aukštis viršija 760 mm. Tai paaiškinama sukibimo jėgomis tarp vandens ir gyvsidabrio molekulių, kurios visiškai pasireiškia, kai nėra oro. Panaši situacija, tik dar ryškesnė, yra augalų induose.

Visas gamykloje esantis vanduo sudaro vieną tarpusavyje sujungtą sistemą. Kadangi tarp vandens molekulių yra sukibimo jėgos (sanglauda), vanduo pakyla į aukštį, žymiai didesnį nei 10 m. Skaičiavimai parodė, kad dėl afiniteto tarp vandens molekulių sukibimo jėgos pasiekia 30 barų vertę. Tai tokia jėga, kuri leidžia pakelti vandenį į 120 m aukštį nenutraukiant vandens gijų, o tai yra maždaug maksimalus aukštis medžiai. 120m, nenutraukiant vandens gijų, kas yra maždaug maksimalus medžių aukštis. Sanglaudos jėgos taip pat egzistuoja tarp vandens ir kraujagyslių sienelių (sukibimas). Laidžių ksilemo elementų sienelės yra elastingos. Dėl šių dviejų aplinkybių, net ir trūkstant vandens, ryšys tarp vandens molekulių ir kraujagyslių sienelių nenutrūksta. Tai patvirtina ir žolinių augalų stiebo storio kitimo tyrimai. Nustatymai parodė, kad vidurdienį augalų stiebų storis mažėja. Jei nupjaunate stiebą, indai iš karto išsiplečia ir į juos patenka oras. Iš šios patirties aišku, kad stipriai išgaruojant indai susiaurėja ir dėl to atsiranda neigiamas slėgis. Taip

Ψ in.indo = Ψ osm.+ Ψ slėgis.

Vandens siūlų įtempimo laipsnis induose priklauso nuo vandens absorbcijos ir išgaravimo procesų santykio. Visa tai leidžia augalo organizmui išlaikyti vieną vandens sistemą ir nebūtinai papildyti kiekvieną išgaravusio vandens lašą. Taigi, esant normaliam vandens tiekimui, susidaro vandens tęstinumas dirvožemyje, augale ir atmosferoje. Tuo atveju, jei oras patenka į atskirus indų segmentus, jie, matyt, yra išjungti nuo bendros vandens laidumo srovės. Tai vandens kelias per augalą ir jo pagrindinės varomosios jėgos. Šiuolaikiniai metodai tyrimai leidžia nustatyti vandens judėjimo per augalą greitį. Vandens judėjimo greitį lemia vandens potencialo skirtumas kelio pradžioje ir pabaigoje, taip pat pasipriešinimas, su kuriuo jis susiduria. Pagal gautus duomenis vandens judėjimo greitis kinta visą dieną. Dienos metu jis yra daug didesnis. Kuriame skirtingi tipai augalai skiriasi vandens judėjimo greičiu. Jei spygliuočių medžių judėjimo greitis dažniausiai yra 0,5-1,2 m/h, tai lapuočių medžiuose jis yra daug didesnis. Pavyzdžiui, ąžuolas turi 27–40 m/h judėjimo greitį. Vandens judėjimo greitis mažai priklauso nuo medžiagų apykaitos intensyvumo. Temperatūros pokyčiai ir medžiagų apykaitos inhibitorių įvedimas neturi įtakos vandens judėjimui. Tuo pačiu metu šis procesas, kaip ir galima tikėtis, labai priklauso nuo transpiracijos greičio ir vandeniui laidžių indų skersmens. Platesniuose induose vanduo susiduria su mažesniu pasipriešinimu. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad oro burbuliukai dažniau patenka į platesnius indus arba gali atsirasti kitų vandens tekėjimo sutrikimų.

Vanduo, patekęs į šaknų ląsteles, veikiamas vandens potencialų skirtumo, atsirandančio dėl transpiracijos ir šaknų slėgio, juda į laidžius ksilemo elementus. Pagal šiuolaikines koncepcijas vanduo šaknų sistemoje juda ne tik per gyvas ląsteles. Dar 1932 m Vokiečių fiziologas Munchas sukūrė idėją, kad šaknų sistemoje yra du santykinai nepriklausomi tūriai, per kuriuos juda vanduo - apoplastas ir simpplastas.

Apoplastas yra laisva šaknies erdvė, kurią sudaro tarpląstelinės erdvės, ląstelių membranos ir ksilemo indai. Symplast yra visų ląstelių protoplastų rinkinys, atskirtas pusiau pralaidžia membrana. Dėl daugybės plazmodesmų, jungiančių atskirų ląstelių protoplastus, simpplastas yra viena sistema. Apoplastas nėra ištisinis, o padalintas į du tūrius. Pirmoji apoplasto dalis yra šaknies žievėje prieš endodermines ląsteles, antroji – kitoje endoderminių ląstelių pusėje ir apima ksilemo kraujagysles. Endodermos ląstelės juostų dėka. Kasparis yra kliūtis vandens judėjimui per laisvą erdvę (tarpląstelines erdves ir ląstelių membranas). Vanduo juda išilgai šaknies žievės daugiausia išilgai apoplasto, kur jis susiduria su mažesniu pasipriešinimu, ir tik iš dalies palei simpplastą.

Tačiau, kad patektų į ksilemo kraujagysles, vanduo turi praeiti pro pusiau pralaidžią endoderminių ląstelių membraną. Taigi, mes susiduriame su kažkuo panašaus į osmometrą, kuriame endoderminėse ląstelėse yra pusiau pralaidi membrana. Per šią membraną vanduo veržiasi link mažesnio (neigiamo) vandens potencialo. Tada vanduo patenka į ksilemo indus. Kaip jau minėta, dėl priežasčių, dėl kurių vanduo išsiskiria į ksilemo indus, yra įvairių nuomonių. Remiantis Craftso hipoteze, tai yra druskų išsiskyrimo į ksilemo indus pasekmė, dėl kurios ten susidaro padidėjusi koncentracija, o vandens potencialas tampa neigiamas. Daroma prielaida, kad dėl aktyvaus (su energijos sąnaudų) suvartojamos druskos kaupiasi šaknų ląstelėse. Tačiau ksilemo kraujagysles supančiose ląstelėse (periciklo) kvėpavimo dažnis yra labai mažas ir jose nesulaikomos druskos, kurios taip desorbuojamos į kraujagysles. Tolesnis vandens judėjimas vyksta per šaknies, stiebo ir lapo kraujagyslių sistemą. Laidieji ksilemo elementai susideda iš kraujagyslių ir tracheidų.

Eksperimentai su žiedavimu parodė, kad vandens srautas aukštyn per augalą daugiausia juda išilgai ksilemo. Laidžiuose ksilemo elementuose vanduo susiduria su nedideliu pasipriešinimu, o tai natūraliai palengvina vandens judėjimą dideliais atstumais. Tiesa, tam tikras vandens kiekis juda už kraujagyslių sistemos ribų. Tačiau, palyginti su ksilemu, kitų audinių atsparumas vandens judėjimui yra daug didesnis (mažiausiai trimis dydžiais). Dėl to tik 1–10% viso vandens srauto juda už ksilemo ribų. Iš stiebo indų vanduo patenka į lapo indus. Vanduo juda iš stiebo per lapkotį arba lapo apvalkalą į lapą. Lapo ašmenyse venose išsidėstę vandeniui laidūs indai. Venos palaipsniui išsišakoja ir tampa mažesnės. Kuo tankesnis gyslų tinklas, tuo mažesnis pasipriešinimas susiduria su vandeniu persikeldamas į lapo mezofilines ląsteles. Štai kodėl lapų vėdinimosi tankis laikomas vienu iš svarbiausių kseromorfinės struktūros požymių - išskirtinis bruožas sausrai atsparūs augalai.

Kartais lapų gyslų mažų šakelių būna tiek daug, kad jos aprūpina vandeniu kone kiekvieną ląstelę. Visas vanduo ląstelėje yra pusiausvyros būsenoje. Kitaip tariant, vandens prisotinimo požiūriu yra pusiausvyra tarp vakuolės, citoplazmos ir ląstelės membranos, jų vandens potencialas yra lygus. Šiuo atžvilgiu, kai tik transpiracijos procesas sukelia parenchimos ląstelių sienelių neprisotinimą vandeniu, jis iš karto perkeliamas į ląstelę, kurios vandens potencialas mažėja. Vanduo juda iš ląstelės į ląstelę dėl vandens potencialo gradiento. Matyt, vandens judėjimas iš ląstelės į ląstelę lapo parenchimoje vyksta ne palei simpplastą, o daugiausia išilgai ląstelės sienelių, kur pasipriešinimas yra daug mažesnis.

Vanduo juda per indus dėl vandens potencialo gradiento, susidariusio dėl transpiracijos, laisvosios energijos gradiento (nuo sistemos, kurioje yra daugiau laisvos energijos, į sistemą, kurioje yra mažiau). Galite pateikti apytikslį vandens potencialų pasiskirstymą, kuris sukelia vandens judėjimą: dirvožemio vandens potencialas (-0,5 bar), šaknies (-2 bar), stiebo (-5 bar), lapų (-15 bar), oro potencialas. esant 50 % santykinei oro drėgmei (-1000 barų).

Tačiau joks siurbimo siurblys negali pakelti vandens į didesnį nei 10 m aukštį. Tuo tarpu yra medžių, kur vanduo pakyla į daugiau nei 100 m aukštį. Tai paaiškina rusų mokslininko E. F. Votchalo ir anglų fiziologo E. Dixono pateikta sankabos teorija. Norėdami geriau suprasti, apsvarstykite toliau pateiktą patirtį. Į gyvsidabrio puodelį įdedamas vandens pripildytas vamzdelis, kuris baigiasi iš porceliano pagamintu piltuvu. Visoje sistemoje nėra oro burbuliukų. Vandeniui išgaruojant gyvsidabris pakyla pro vamzdelį. Tuo pačiu metu gyvsidabrio pakilimo aukštis viršija 760 mm. Tai paaiškinama sukibimo jėgomis tarp vandens ir gyvsidabrio molekulių, kurios visiškai pasireiškia, kai nėra oro. Panaši situacija, tik dar ryškesnė, yra augalų induose.

Visas gamykloje esantis vanduo sudaro vieną tarpusavyje sujungtą sistemą. Kadangi tarp vandens molekulių yra sukibimo jėgos (sanglauda), vanduo pakyla į aukštį, žymiai didesnį nei 10 m. Skaičiavimai parodė, kad dėl afiniteto tarp vandens molekulių sukibimo jėgos pasiekia 30 barų vertę. Tai tokia jėga, kuri leidžia pakelti vandenį į 120 m aukštį nenutraukiant vandens gijų, o tai yra maždaug maksimalus medžių aukštis. 120m, nenutraukiant vandens gijų, kas yra maždaug maksimalus medžių aukštis. Sanglaudos jėgos taip pat egzistuoja tarp vandens ir kraujagyslių sienelių (sukibimas). Laidžių ksilemo elementų sienelės yra elastingos. Dėl šių dviejų aplinkybių, net ir trūkstant vandens, ryšys tarp vandens molekulių ir kraujagyslių sienelių nenutrūksta. Tai patvirtina ir žolinių augalų stiebo storio kitimo tyrimai. Nustatymai parodė, kad vidurdienį augalų stiebų storis mažėja. Jei nupjaunate stiebą, indai iš karto išsiplečia ir į juos patenka oras. Iš šios patirties aišku, kad stipriai išgaruojant indai susiaurėja ir dėl to atsiranda neigiamas slėgis. Taip

W. indas = -- W osm. + (- W slėgis.).

Vandens siūlų įtempimo laipsnis induose priklauso nuo vandens absorbcijos ir išgaravimo procesų santykio. Visa tai leidžia augalo organizmui išlaikyti vieną vandens sistemą ir nebūtinai papildyti kiekvieną išgaravusio vandens lašą. Taigi, esant normaliam vandens tiekimui, susidaro vandens tęstinumas dirvožemyje, augale ir atmosferoje. Tuo atveju, jei oras patenka į atskirus indų segmentus, jie, matyt, yra išjungti nuo bendros vandens laidumo srovės. Tai vandens kelias per augalą ir jo pagrindinės varomosios jėgos. Šiuolaikiniai tyrimo metodai leidžia nustatyti vandens judėjimo per augalą greitį. Vandens judėjimo greitį lemia vandens potencialo skirtumas kelio pradžioje ir pabaigoje, taip pat pasipriešinimas, su kuriuo jis susiduria. Pagal gautus duomenis vandens judėjimo greitis kinta visą dieną. Dienos metu jis yra daug didesnis. Tuo pačiu metu skirtingų rūšių augalai skiriasi vandens judėjimo greičiu. Jei spygliuočių medžių judėjimo greitis dažniausiai yra 0,5-1,2 m/h, tai lapuočių medžiuose jis yra daug didesnis. Pavyzdžiui, ąžuolas turi 27–40 m/h judėjimo greitį. Vandens judėjimo greitis mažai priklauso nuo medžiagų apykaitos intensyvumo. Temperatūros pokyčiai ir medžiagų apykaitos inhibitorių įvedimas neturi įtakos vandens judėjimui. Tuo pačiu metu šis procesas, kaip ir galima tikėtis, labai priklauso nuo transpiracijos greičio ir vandeniui laidžių indų skersmens. Platesniuose induose vanduo susiduria su mažesniu pasipriešinimu. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad oro burbuliukai dažniau patenka į platesnius indus arba gali atsirasti kitų vandens tekėjimo sutrikimų.

Aukštesnis augalas yra padalintas į organus, kurie atlieka skirtingas funkcijas, bet turi daug bendrosios savybės, įskaitant maistinių medžiagų, medžiagų ir vandens poreikį fiziologiniams procesams vykti. Kadangi vandenį sugeria ne visi organai, o daugiausia šaknų sistema, reikia, kad jis judėtų visame augale. Šis procesas sudaro vadinamąją kylančią srovę. Pažymėtina, kad šis pavadinimas atspindi ne kryptį, o judėjimo pobūdį ir jo lokalizaciją augale. Jis daugiausia prasiskverbia per negyvus stiebo ar lapkočio audinius – gaubtasėklių kraujagysles ar trachėją, o gimnosėkliuose – tracheidas. Tačiau ši lokalizacija nėra absoliuti: vanduo gali judėti ir per kitus anatominius elementus, pavyzdžiui, per floemų sistemą.

Vanduo su mineralais ir jame ištirpusiomis medžiagomis kyla į viršų medienos indais.

Jei atsižvelgsime į visą kylančios srovės kelio ilgį, tada jį galima suskirstyti į dvi nevienodo ilgio dalis.

1. Negyvi histologiniai elementai kraujagyslių ar tracheidų laidžiojo kelio viduryje. Šios atkarpos ilgis yra reikšmingas, tačiau vanduo pro jį praeina gana lengvai, nes pasyviai juda išilgai negyvų elementų, nepatirdamas didelio jų pasipriešinimo.

2. Gyvos šaknies ir lapo ląstelės, esančios judėjimo kelio pradžioje ir pabaigoje. Šis kelias erdviškai trumpas, bet įveikiamas labai sunkiai, nes ląstelių membranos užkirsti kelią vandens judėjimui.

Vandens judėjimas aukštyn kylančia srove yra svarbus augalo gyvenime. Ši srovė aprūpina visus organus ir audinius vandeniu, sukeldama juos į turgoro būseną. Vandens srautas aukštyn sulaiko mineralinius jonus, kuriuos absorbuoja šaknis, perneša juos ir taip palengvina pasiskirstymą (bet ne absorbciją!) visame augale.

Kad vanduo judėtų per augalą (ir ne tik judėtų, o kiltų aukštyn), reikalingas tam tikras energijos kiekis, kurio taikymo taškai yra srovės galuose, dėl ko jie vadinami. galiniai varikliai.

Apatinis variklis arba šaknies slėgis. Jo vaidmuo daugiausia pasireiškia aktyvios absorbcijos - vandens įpurškimo metu. Dalyvaujant susitraukiantiems baltymams, jis ne tik tiekia vandenį šaknų sistema, bet ir stumia jį toliau į šaknies kraujagysles ir stiebu aukštyn. Vandens įpurškimas

Aktyvus nuo energijos priklausomas procesas, kuris ryškiausiai pasireiškia šaknies žievėje. Galinio variklio išvystyta jėga nedidelė (apie 0,15 MPa), ji gali užtikrinti vandens pakėlimą į ne didesnį nei vieno metro aukštį, t.y. pakankamai žoliniams augalams ir mažiems krūmams.

Symplast yra tarpusavyje sujungtų augalų protoplastų sistema. Kaimyninių ląstelių protoplastai yra sujungti vienas su kitu plazmodesmatomis – citoplazminėmis gijomis, einančiomis per ląstelių sienelių poras. Vanduo su bet kokiomis jame ištirpusiomis medžiagomis, patekęs į vienos ląstelės protoplastą, gali judėti toliau palei simpplastą, neperžengdamas jokių membranų. Šį judėjimą kartais palengvina tvarkingas citoplazmos srautas.

Apoplastas yra gretimų ląstelių sienelių sistema, kuri sudaro ištisinį tinklą visame augale. Iki 50% tokio celiuliozinio rėmo yra savotiška „laisva erdvė“, kurią gali užimti vanduo. Jam išgaruojant į tarpląstelinius tarpus nuo mezofilo ląstelių paviršiaus, ištisiniame apoplastiniame vandens sluoksnyje atsiranda įtampa, o visas jis pagal tūrinio tekėjimo mechanizmą dėl sanglaudos traukiamas į sumažėjimo vietą. ("sukibimas") vandens molekulių. Apoplastas gauna vandenį iš ksilemo.

Viršutinis variklio galas arba transpiracijos siurbimo jėga. Nuolat išgaruojant vandeniui augalų lapuose, siurbimo jėga (1–1,5 MPa) nutrūksta, siurbiant vandenį iš artimiausių ląstelių ir perduodama į kitas ląsteles, per kurias vanduo juda, iki indų. Kraujagyslėse nėra citoplazmos, todėl nėra osmosinio slėgio, o skystis absorbuojamas dalyvaujant visam siurbimo jėgos dydžiui. Jis leidžia pakelti vandenį kelis metrus, veikdamas kaip hidraulinis siurblys. Šios jėgos pakanka krūmams ir santykinai mažiems medžiams aprūpinti vandeniu.

Kylantis vanduo virš medžio kamieno

Galiniai varikliai gali pakelti vandenį iki 10 m aukščio.Tačiau daugelis sumedėjusių augalų turi daug ilgesnį kamieną, ir tada abu galiniai varikliai negali užtikrinti vandens pakėlimo. Tokiuose augaluose į pagalbą ateina sukibimo jėgos tarp vandens molekulių, kurios yra labai didelės ir gali siekti 30 - 35 MPa. Šios jėgos pakanka pakelti vandenį 1 - 2 km, o tai yra žymiai didesnis nei bet kurio medžio aukštis.

Vandens molekulių sukibimo jėgos veikia tik tam tikromis sąlygomis: vandens srovės induose turi tekėti nuolat, be oro burbuliukų. Į jas patekus oro, o tai gali būti sužalojus ar įsipjovus, vandens judėjimas nutrūksta. Tuo paaiškinamas sumedėjusių augalų su lapais ir žiedais (pavyzdžiui, alyvinės) ūglių nuvytimas, kai po nupjovimo jie dedami į vandenį ne iš karto, o po kurio laiko.