Екологічна роль води

Значення води для організмів розглянемо в чотирьох аспектах: як компонент, розчинник, носій і чинник термобуферності.

1. Вода є основною частиною усіх живих організмів. У живих клітинах вміст води сягає 90%, причому в біохімічних процесах значення води як структурного чинника навіть важливіше, ніж як сировини в процесах продукування та розчинника хімічних сполук.

2. Важлива функція води і як розчинника. В ній може розчинятися велика кількість хімічних сполук. Як рослини, так і тварини засвоюють мінеральні солі тільки у формі водних розчинів.

3. Транспорт речовин в організмах здійснюється тільки через водні розчини. Процеси росту залежать від надходження води, оскільки вона також є будівельним елементом.

4. Вода – важливий чинник термобуферності організмів, оскільки дає їм змогу підтримувати відносну стабільність температури в умовах різкої зміни теплового режиму середовища.

За значенням води для життєдіяльнсті організмів поділяють на пойкілогідричні - ті, які витримують зневоднення тканин внаслідок зниження вологості середовища, і гомойогідричні – ті, які потребують стабільного вмісту води в тканинах.

Особливо чутливі до нестачі води тіневитривалі рослини-мезофіти, у яких втрата 1% води може спричинити в'янення. У степових ксерофітів втрата навіть 25% води не призводить до припинення життєдіяльності. Рекордсменом є торфовий мох сфагнум, який витримує втрату 95-97% води з організму.

1. Джерела води для організмів. Водний баланс організмізму регулюється як самим організмом, так і умовами навколишнього середовища.

Організми споживають воду такими основними шляхами:

1) абсорбцією із водного середовища крізь поверхню тіла (гідробіонти);

2) всмоктуванням за допомогою кореневої системи;

3) абсорбцією водяної пари (переважно нижчі рослини – мохи, лишайники, водорості, а також комахи);

4) отриманням води із дощових опадів (деякі рослини);

5) споживанням з їжею;

6) за рахунок вивільнення води в процесі метаболізму.

Джерелом води для рослин в основному є волога ґрунту, яку поділяють на категорії. Найважливіша з них – продуктивна. Її нижньою і верхньою межею є вологість в'янення рослин (ВВР) та повна вологоємність. Оптимальна для рослин продуктивна волога грунту – в діапазоні від вологості розриву капілярів (ВРК) до найменшої вологоємності (НВ).

Організми виділяють воду:

1) шляхом транспірації (залежно від відносної вологості повітря, швидкості вітру та ін.);

2) шляхом випаровування води з поверхні тіла (найчастіше нижчими рослинами і тваринами);

3) з водяною парою;

4) через екскрецію у тварин та гутацію у рослин.

3. Кількісний та якісний вплив води на організми.

За відношенням до води розрізняють такі групи організмів:

1) гідробіонти – організми, які живуть у воді;

2) гелобіонти – організми, які живуть у межовій зоні води й суходолу;

3) гігрофіли – організми, які потребують високої вологості середовища (атмофіли – високої вологості повітря, власне гігрофіли – високої вологості грунту);

4) мезофіли – організми, які живуть в умовах середнього зволоження;

5) ксерофіли – організми, найстійкіші в умовах сухого середовища.

Критичними періодами за потребами у воді для озимих і ярих зернових колосових культур є період від фази виходу в трубку до колосіння, для кукурудзи – від цвітіння до молочної стиглості, для бобових і гречки – період цвітіння, для соняшнику – від утворення кошика до цвітіння, для картоплі – періоди цвітіння і формування бульб, для бавовнику – від цвітіння до закладання коробочок, для баштанних – від цвітіння до достигання. За помірного і недостатнього забезпечення рослин водою урожайність їх знижується, але якість продукції, зумовлена вмістом цінних речовин, поліпшується. Так, за сухого клімату в зерні збільшується вміст білка, в насінні соняшнику – жиру, в бульбах картоплі – крохмалю, в ягодах винограду і коренеплодах цукрових буряків – цукру і т.д.

Надмірна вологість повітря (>75%):

● призводить до вилягання зернових культур;

● перешкоджає нормальному запиленню рослин;

● затримує підсихання зерна і соломи, збирання врожаю;

● зумовлює поширення грибкових захворювань рослин.

Занадто низька вологість повітря (< 30 %):

● призводить до підсихання листків, зменшення фотосинтетичного потенціалу посівів;

● спричиняє пересихання пилку, неповне запліднення;

● зумовлює слабке закладання бруньок;

● знижує якість льоноволокна;

● призводить до розтріскування зерна, дострокового його достигання, але підвищує хлібопекарські якості пшениці, вміст цукру в коренеплодах цукрових буряків.

Особливо небезпечне поєднання низької вологості повітря із нестачею води у ґрунті. Зокрема, в період після цвітіння це прискорює достигання зерна (так званий запал зерна), воно виходить щуплим, невиповненим.

Загальну кількість води, потрібну рослині для життєдіяльності впродовж періоду вегетації, виражають коефіцієнтом водоспоживання R_в;( грам води/грам сухої речовини). Для певної рослини він не є сталою величиною: за обмежених ресурсів вологи він зменшується, за достатніх – збільшується.