Деревья

Как деревья выкачивают воду из почвы

Многие деревья очень высокие. На их вершинах весело плещется на ветру зеленая листва. Это значит, что любое дерево умеет не только выкачивать воду из почвы, но и поднимать ее кверху, к самой вершине. Каким образом происходит этот удивительный процесс?

Корень дерева впитывает почвенную влагу с помощью тончайших выростов – корневых волосков. Именно так впитывает в себя каплю воды клочок ваты. В результате в корне возникает небольшое давление, под воздействием которого вода поднимается вверх. Работу корневого давления можно наблюдать на свежих спилах стволов и срезах стеблей. В течение некоторого времени на их поверхности выделяется небольшое количество воды.

Обнаженные корни дерева

Если бы корневого давления было достаточно, чтобы вода поднималась по стеблям и стволам вверх на большую высоту, то из свежих пеньков вода хлестала бы струей! Так бывает, когда люди роют артезианские скважины. В них вода находится под большим давлением и сама поднимается кверху фонтанчиком. Из водозаборных колонок воду приходится выкачивать вручную, затрачивая силы. Как же вода сама поднимается вверх по стволам и стеблям растений?

Проделайте простой опыт. Возьмите пустой пластиковый стерженек от шариковой ручки и разрежьте его поперек пополам. Открытую с двух концов трубочку немного погрузите в воду и вытащите обратно. Небольшой столбик воды останется в трубочке. Он не будет из нее вытекать. Так происходит потому, что вода смачивает стенки трубочки. Вода хорошо «прилипает» к различным поверхностям. Вытащенная из воды рука остается мокрой. Вся вода с нее сразу вниз не стечет. Пластик плохо смачивается водой, а стекло хорошо. Если взять тоненькую стеклянную трубочку и опустить ее кончик в воду, вода начнет смачивать стенки. В результате столбик воды сам поползет кверху! Чем тоньше будет трубочка, тем выше сможет подняться по ней вода.

Опыт, иллюстрирующий корневое давление

В стеблях и стволах деревьев роль таких трубочек играют особые длинные трубки – сосуды. Они напоминают длинные и очень тонкие водопроводные трубы, которые идут от корня через стебель к листьям или иголкам. По таким сосудам вода с растворенными в ней минеральными веществами поднимается кверху и испаряется с поверхности листьев. Испарение помогает воде двигаться по стеблю. Так и тряпка, один конец которой сохнет на солнце, а другой погружен в тазик с водой, будет «выкачивать» из него воду. Получается бесшумный и не требующий никаких насосов водопровод! Работает он весьма эффективно – скорость подъема воды по стволам деревьев может достигать 100 м в час.

Зачем деревья сбрасывают листья?

Осенью многие деревья сбрасывают листья. Не случайно такие деревья называют листопадными. Вместе с тем сосны, ели и другие хвойные деревья и зимой остаются зелеными. Почему так происходит? Для того чтобы ответить на этот любопытный вопрос, надо разобраться, как и зачем растения испаряют воду.

Наверняка вы замечали – летом по утрам на листьях многих растений блестят крупные капли воды. Они переливаются на солнце, словно драгоценные камни. Особенно бросаются в глаза такие капли на листьях травы манжетки. В средние века люди, изучавшие таинственные свойства металлов и минералов, – алхимики – собирали эту влагу и использовали ее для своих опытов. Они считали ее волшебной.

Что же это за капли? Вряд ли роса. Бисеринки росы не бывают такими крупными, к тому же капли на листьях растений часто располагаются правильным образом – на узких концах листьев или только на их краях.

В жаркий солнечный день испаряющаяся с поверхности листьев вода предохраняет растения от перегрева. Вместе с тем испарение воды помогает растворам минеральных веществ двигаться по стеблям и стволам от корней к листьям.

Испарение хорошо происходит днем, когда воздух сухой. Ночью воздух становится влажным, испарение затрудняется. В сыром помещении или в тумане белье ведь почти не сохнет. Воду же с минеральными солями в листья подавать все равно надо. Куда деть ее излишки? Они удаляются через специальные отверстия в виде капель. Когда корни всасывают воду быстрее, чем ее испаряют листья, избыток воды специально выделяется наружу! Такое явление называется гуттацией (от лат. gutta – «капля»).

Листья манжетки

Что происходит с растениями при обратной ситуации, когда воды в почве становится мало? Такое случается, например, засушливым летом. Если листья будут продолжать испарять воду с прежней скоростью, влаги в них станет совсем немного. Даже с закрытыми устьицами они будут терять воду. В результате листья завянут и погибнут. В очень жаркие сезоны некоторые деревья начинают сами сбрасывать листья, не дожидаясь осени. В результате потеря воды уменьшается. Так случается, например, с березами. Растущий в полупустынях и пустынях саксаул при недостатке влаги в почве часто сбрасывает листья и тем самым уменьшает испарение воды.