Ugrás a tartalomhozLoginInformation

Ugrás a tartalomhoz

Login

Information

Contact

Magyar

A- A A+

Front pageNewsBrowsing

Main page > TAMOP 4.2.5 Book Database > Books > Applied Sciences > Agriculture

Plant Physiology

Ördög Vince, Molnár Zoltán (2011)

Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem

Beágyazás

Chapter 2. Water and nutrients in plant

Table of Contents

Water balance of plantWater potentialAbsorption by rootsTransport through the xylemTranspirationPlant water statusInfluence of extreme water supplyNutrient supply of plantEssential nutrientsNutrient uptakeSolute transportNutritional deficiencies

Water balance of plant

Water in plant life

Water plays a crucial role in the life of plant. It is the most abundant constituents of most organisms. Water typically accounts for more than 70 percent by weight of non-woody plant parts. The water content of plants is in a continual state of flux. The constant flow of water through plants is a matter of considerable significance to their growth and survival. The uptake of water by cells generates a pressure known as turgor. Photosynthesis requires that plants draw carbon dioxide from the atmosphere, and at the same time exposes them to water loss. To prevent leaf desiccation, water must be absorbed by the roots, and transported through the plant body. Balancing the uptake, transport, and loss of water represents an important challenge for land plants. The thermal properties of water contribute to temperature regulation, helping to ensure that plants do not cool down or heat up too rapidly. Water has excellent solvent properties. Many of the biochemical reactions occur in water and water is itself either a reactant or a product in a large number of those reactions.

The practice of crop irrigation reflects the fact that water is a key resource limiting agricultural productivity. Water availability likewise limits the productivity of natural ecosystems (Figure 1.1). Plants use water in huge amounts, but only small part of that remains in the plant to supply growth. About 97% of water taken up by plants is lost to the atmosphere, 2% is used for volume increase or cell expansion, and 1% for metabolic processes, predominantly photosynthesis. Water loss to the atmosphere appears to be an inevitable consequence of carrying out photosynthesis. The uptake of CO2 is coupled to the loss of water (Figure 1.2). Because the driving gradient for water loss from leaves is much larger than that for CO2 uptake, as many as 400 water molecules are lost for every CO2 molecule gained.

Figure 1.1 Productivity of various ecosystems as a function of annual precipitation (source: Taiz L., Zeiger E., 2010)

Figure 1.2 Water pathway through the leaf (source: Taiz L., Zeiger E., 2010)

Water potential

The structure and properties of water

Water consists of an oxygen atom covalently bonded to two hydrogen atoms (Figure 1.3). The oxygen atom carries a partial negative charge, and a corresponding partial positive charge is shared between the two hydrogen atoms. This asymmetric electron distribution makes water a polar molecule. However, the partial charges are equal, and the water remains a neutral molecule. There is a strong electrical attraction between adjacent water molecules or between water and other polar molecules, which is called hydrogen bonding. The hydrogen bonding ability of water and its polar structure make it a particularly good solvent for ionic substances and for molecules such as sugars and proteins. The hydration shells that form around biologically important macromolecules are often referred to as bound water. Bound water prevents protein molecules from approaching close enough to form aggregates large enough to precipitate.

Figure 1.3 A) Structure of a water molecule B) Hydrogen bonds among water molecules (source: Hopkins W.G., Hüner N.P.A., 2009)

The extensive hydrogen bonding between water molecules results in water having both a high specific heat capacity and a high latent heat of vaporization. Because of its highly ordered structure, liquid water also has a high thermal conductivity. This means that it rapidly conducts heat away from the point of application. The combination of high specific heat and thermal conductivity enables water to absorb and redistribute large amounts of heat energy without correspondingly large increases in temperature. The heat of biochemical reactions may be quickly dissipated throughout the cell. Compared with other liquids, water requires a relatively large heat input to raise its temperature. This is important for plants, because it helps buffer temperature fluctuations. The latent heat of vaporization decreases as temperature increases, reaching a minimum at the boiling point (100°C). For water at 25°C, the heat of vaporization is 44kJ mol-1 – the highest value known for any liquid.

The excellent solvent properties of water are due to the highly polar character of the water molecule. The polarity of molecules can be measured by a quantity known as thedielectric constant. Water has one of the highest dielectric constant, which is as high as 78.4. The dielectric constant of benzene and hexane is 2.3 and 1.9, respectively. Water is thus an excellent solvent for charged ions or molecules, which dissolve very poorly in non-polar organic liquids.

The extensive hydrogen bonding in water gives a new property known as cohesion, the mutual attraction between molecules. A related property, called adhesion, is the attraction of water to a solid phase, such as cell wall. The water molecules are highly cohesive. One consequence of cohesion is that water has exceptionally high surface tension, which is the energy required to increase the surface area of a gas-liquid interface. Surface tension and adhesion at the evaporative surfaces in leaves generate the physical forces that pull water through the plant’s vascular system. Cohesion, adhesion and surface tension give rise to a phenomenon known as capillarity. These combined properties of water help to explain why water rises in capillary tubes and are exceptionally important in maintaining the continuity of water columns in plants.

Hydrogen bonding gives water a high tensile strength, defined as the maximum force per unit area that a continuous column of water can withstand before breaking. Water can resist pressures more negative than -20 MPa, where the negative sign indicates tension, as opposed to compression. Pressure is measured in units called pascals (Pa), or more conveniently, megapascals (MPa). One MPa equals approximately 9.9 atmospheres.

Water movement by diffusion, osmosis and bulk flow

Movement of substances from one region to another is commonly referred to as translocation. Mechanisms for translocation may be classified as either active or passive. It is sometimes difficult to distinguish between active and passive transport, but the translocation of water is clearly a passive process. Passive movement of most substances can be accounted for by bulk flow or diffusion. The diffusion of water across a selectively permeable barrier is known as osmosis, which must also be taken into account.

Bulk flow accounts for some water movement in plants through the xylem tissues of plants. Movement of materials by bulk flow (or mass flow) is pressure driven. Bulk flow occurs when an external force, such as gravity or pressure, is applied. As a result, all of the molecules of the substance move in mass. Bulk flow is pressure-driven, diffusion is driven principally by concentration differences.

The molecules in a solution are not static, they are in continuous motion. Diffusion results in the net movement of molecules from regions of high concentration to regions of low concentration. This tendency for a system to evolve toward and even distribution of molecules can be understood as a consequence of the second law of thermodynamics, which tells us that spontaneous processes evolve in the direction of increasing entropy or disorder. Diffusion represents the natural tendency of systems to move toward the lowest possible energy state. Fick’s first law describes the process of diffusion, which is most effective over short distances. Diffusion in solutions can be effective within cellular dimensions but is far too slow to be effective over long distances. The average time required for a glucose molecule to diffuse across a cell with a diameter of 50 µm is 2.5 s. However, the average time needed for the same glucose molecule to diffuse a distance of 1 m in water is approximately 32 years.

The net movement of water across a selectively permeable barrier is referred to as osmosis. Membranes of plant cells are selectively permeable. The diffusion of water directly across the lipid bilayer is facilitated by aquaporins, which are integral membrane proteins that form water-selective channels across membrane. In osmosis the maximization of entropy is realized by the volume of solvent diffusing through the membrane to dilute the solute. Osmosis can be easily demonstrated using a device known as an osmometer, constructed by closing off the open end of a thistle tube with a selectively permeable membrane (Figure 1.4). If the tube is filled with a sugar solution and inverted in a volume of pure water, the volume of solution in the tube will increase over time. The increase in the volume of the solution will continue until the hydrostatic pressure developed in the tube is sufficient to balance the force driving the water into the solution.

Figure 1.4 A demonstration of hydrostatic pressure (source: Hopkins W.G., Hüner N.P.A., 2009)

The concept of water potential

All living things, including plants, require a continuous input of free energy to maintain and repair their highly organised structures, as well as to grow and reproduce. Chemical potential is a quantitative expression of the free energy associated with a substance. The chemical potential of the water represents the free energy associated with wa

Ugrás a tartalomhoz

Information

Contact

Magyar

A- A A+

Front pageNewsBrowsing

Main page > TAMOP 4.2.5 Book Database > Books > Applied Sciences > Agriculture

Plant Physiology

Ördög Vince, Molnár Zoltán (2011)

Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon Egyetem

Beágyazás

Chapter 2. Water and nutrients in plant

Table of Contents

Water balance of plantWater potentialAbsorption by rootsTransport through the xylemTranspirationPlant water statusInfluence of extreme water supplyNutrient supply of plantEssential nutrientsNutrient uptakeSolute transportNutritional deficiencies

Water balance of plant

Water in plant life

Water plays a crucial role in the life of plant. It is the most abundant constituents of most organisms. Water typically accounts for more than 70 percent by weight of non-woody plant parts. The water content of plants is in a continual state of flux. The constant flow of water through plants is a matter of considerable significance to their growth and survival. The uptake of water by cells generates a pressure known as turgor. Photosynthesis requires that plants draw carbon dioxide from the atmosphere, and at the same time exposes them to water loss. To prevent leaf desiccation, water must be absorbed by the roots, and transported through the plant body. Balancing the uptake, transport, and loss of water represents an important challenge for land plants. The thermal properties of water contribute to temperature regulation, helping to ensure that plants do not cool down or heat up too rapidly. Water has excellent solvent properties. Many of the biochemical reactions occur in water and water is itself either a reactant or a product in a large number of those reactions.

The practice of crop irrigation reflects the fact that water is a key resource limiting agricultural productivity. Water availability likewise limits the productivity of natural ecosystems (Figure 1.1). Plants use water in huge amounts, but only small part of that remains in the plant to supply growth. About 97% of water taken up by plants is lost to the atmosphere, 2% is used for volume increase or cell expansion, and 1% for metabolic processes, predominantly photosynthesis. Water loss to the atmosphere appears to be an inevitable consequence of carrying out photosynthesis. The uptake of CO2 is coupled to the loss of water (Figure 1.2). Because the driving gradient for water loss from leaves is much larger than that for CO2 uptake, as many as 400 water molecules are lost for every CO2 molecule gained.

Figure 1.1 Productivity of various ecosystems as a function of annual precipitation (source: Taiz L., Zeiger E., 2010)

Figure 1.2 Water pathway through the leaf (source: Taiz L., Zeiger E., 2010)

Water potential

The structure and properties of water

Water consists of an oxygen atom covalently bonded to two hydrogen atoms (Figure 1.3). The oxygen atom carries a partial negative charge, and a corresponding partial positive charge is shared between the two hydrogen atoms. This asymmetric electron distribution makes water a polar molecule. However, the partial charges are equal, and the water remains a neutral molecule. There is a strong electrical attraction between adjacent water molecules or between water and other polar molecules, which is called hydrogen bonding. The hydrogen bonding ability of water and its polar structure make it a particularly good solvent for ionic substances and for molecules such as sugars and proteins. The hydration shells that form around biologically important macromolecules are often referred to as bound water. Bound water prevents protein molecules from approaching close enough to form aggregates large enough to precipitate.

Figure 1.3 A) Structure of a water molecule B) Hydrogen bonds among water molecules (source: Hopkins W.G., Hüner N.P.A., 2009)

The extensive hydrogen bonding between water molecules results in water having both a high specific heat capacity and a high latent heat of vaporization. Because of its highly ordered structure, liquid water also has a high thermal conductivity. This means that it rapidly conducts heat away from the point of application. The combination of high specific heat and thermal conductivity enables water to absorb and redistribute large amounts of heat energy without correspondingly large increases in temperature. The heat of biochemical reactions may be quickly dissipated throughout the cell. Compared with other liquids, water requires a relatively large heat input to raise its temperature. This is important for plants, because it helps buffer temperature fluctuations. The latent heat of vaporization decreases as temperature increases, reaching a minimum at the boiling point (100°C). For water at 25°C, the heat of vaporization is 44kJ mol-1 – the highest value known for any liquid.

The excellent solvent properties of water are due to the highly polar character of the water molecule. The polarity of molecules can be measured by a quantity known as thedielectric constant. Water has one of the highest dielectric constant, which is as high as 78.4. The dielectric constant of benzene and hexane is 2.3 and 1.9, respectively. Water is thus an excellent solvent for charged ions or molecules, which dissolve very poorly in non-polar organic liquids.

The extensive hydrogen bonding in water gives a new property known as cohesion, the mutual attraction between molecules. A related property, called adhesion, is the attraction of water to a solid phase, such as cell wall. The water molecules are highly cohesive. One consequence of cohesion is that water has exceptionally high surface tension, which is the energy required to increase the surface area of a gas-liquid interface. Surface tension and adhesion at the evaporative surfaces in leaves generate the physical forces that pull water through the plant’s vascular system. Cohesion, adhesion and surface tension give rise to a phenomenon known as capillarity. These combined properties of water help to explain why water rises in capillary tubes and are exceptionally important in maintaining the continuity of water columns in plants.

Hydrogen bonding gives water a high tensile strength, defined as the maximum force per unit area that a continuous column of water can withstand before breaking. Water can resist pressures more negative than -20 MPa, where the negative sign indicates tension, as opposed to compression. Pressure is measured in units called pascals (Pa), or more conveniently, megapascals (MPa). One MPa equals approximately 9.9 atmospheres.

Water movement by diffusion, osmosis and bulk flow

Movement of substances from one region to another is commonly referred to as translocation. Mechanisms for translocation may be classified as either active or passive. It is sometimes difficult to distinguish between active and passive transport, but the translocation of water is clearly a passive process. Passive movement of most substances can be accounted for by bulk flow or diffusion. The diffusion of water across a selectively permeable barrier is known as osmosis, which must also be taken into account.

Bulk flow accounts for some water movement in plants through the xylem tissues of plants. Movement of materials by bulk flow (or mass flow) is pressure driven. Bulk flow occurs when an external force, such as gravity or pressure, is applied. As a result, all of the molecules of the substance move in mass. Bulk flow is pressure-driven, diffusion is driven principally by concentration differences.

The molecules in a solution are not static, they are in continuous motion. Diffusion results in the net movement of molecules from regions of high concentration to regions of low concentration. This tendency for a system to evolve toward and even distribution of molecules can be understood as a consequence of the second law of thermodynamics, which tells us that spontaneous processes evolve in the direction of increasing entropy or disorder. Diffusion represents the natural tendency of systems to move toward the lowest possible energy state. Fick’s first law describes the process of diffusion, which is most effective over short distances. Diffusion in solutions can be effective within cellular dimensions but is far too slow to be effective over long distances. The average time required for a glucose molecule to diffuse across a cell with a diameter of 50 µm is 2.5 s. However, the average time needed for the same glucose molecule to diffuse a distance of 1 m in water is approximately 32 years.

The net movement of water across a selectively permeable barrier is referred to as osmosis. Membranes of plant cells are selectively permeable. The diffusion of water directly across the lipid bilayer is facilitated by aquaporins, which are integral membrane proteins that form water-selective channels across membrane. In osmosis the maximization of entropy is realized by the volume of solvent diffusing through the membrane to dilute the solute. Osmosis can be easily demonstrated using a device known as an osmometer, constructed by closing off the open end of a thistle tube with a selectively permeable membrane (Figure 1.4). If the tube is filled with a sugar solution and inverted in a volume of pure water, the volume of solution in the tube will increase over time. The increase in the volume of the solution will continue until the hydrostatic pressure developed in the tube is sufficient to balance the force driving the water into the solution.

Figure 1.4 A demonstration of hydrostatic pressure (source: Hopkins W.G., Hüner N.P.A., 2009)

The concept of water potential

All living things, including plants, require a continuous input of free energy to maintain and repair their highly organised structures, as well as to grow and reproduce. Chemical potential is a quantitative expression of the free energy associated with a substance. The chemical potential of the water represents the free energy associated with wa

0/5000

จาก: -

เป็น: -

ผลลัพธ์ (ไทย) 1: [สำเนา]

คัดลอก!

Ugrás a tartalomhozLoginInformationContactMagyarA- A A+Front pageNewsBrowsingMain page > TAMOP 4.2.5 Book Database > Books > Applied Sciences > AgriculturePlant PhysiologyÖrdög Vince, Molnár Zoltán (2011)Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarországi Egyetem, Pannon EgyetemBeágyazásChapter 2. Water and nutrients in plantTable of ContentsWater balance of plantWater potentialAbsorption by rootsTransport through the xylemTranspirationPlant water statusInfluence of extreme water supplyNutrient supply of plantEssential nutrientsNutrient uptakeSolute transportNutritional deficienciesWater balance of plantWater in plant lifeWater plays a crucial role in the life of plant. It is the most abundant constituents of most organisms. Water typically accounts for more than 70 percent by weight of non-woody plant parts. The water content of plants is in a continual state of flux. The constant flow of water through plants is a matter of considerable significance to their growth and survival. The uptake of water by cells generates a pressure known as turgor. Photosynthesis requires that plants draw carbon dioxide from the atmosphere, and at the same time exposes them to water loss. To prevent leaf desiccation, water must be absorbed by the roots, and transported through the plant body. Balancing the uptake, transport, and loss of water represents an important challenge for land plants. The thermal properties of water contribute to temperature regulation, helping to ensure that plants do not cool down or heat up too rapidly. Water has excellent solvent properties. Many of the biochemical reactions occur in water and water is itself either a reactant or a product in a large number of those reactions.The practice of crop irrigation reflects the fact that water is a key resource limiting agricultural productivity. Water availability likewise limits the productivity of natural ecosystems (Figure 1.1). Plants use water in huge amounts, but only small part of that remains in the plant to supply growth. About 97% of water taken up by plants is lost to the atmosphere, 2% is used for volume increase or cell expansion, and 1% for metabolic processes, predominantly photosynthesis. Water loss to the atmosphere appears to be an inevitable consequence of carrying out photosynthesis. The uptake of CO2 is coupled to the loss of water (Figure 1.2). Because the driving gradient for water loss from leaves is much larger than that for CO2 uptake, as many as 400 water molecules are lost for every CO2 molecule gained.Figure 1.1 Productivity of various ecosystems as a function of annual precipitation (source: Taiz L., Zeiger E., 2010)Figure 1.2 Water pathway through the leaf (source: Taiz L., Zeiger E., 2010)Water potentialThe structure and properties of waterWater consists of an oxygen atom covalently bonded to two hydrogen atoms (Figure 1.3). The oxygen atom carries a partial negative charge, and a corresponding partial positive charge is shared between the two hydrogen atoms. This asymmetric electron distribution makes water a polar molecule. However, the partial charges are equal, and the water remains a neutral molecule. There is a strong electrical attraction between adjacent water molecules or between water and other polar molecules, which is called hydrogen bonding. The hydrogen bonding ability of water and its polar structure make it a particularly good solvent for ionic substances and for molecules such as sugars and proteins. The hydration shells that form around biologically important macromolecules are often referred to as bound water. Bound water prevents protein molecules from approaching close enough to form aggregates large enough to precipitate.Figure 1.3 A) Structure of a water molecule B) Hydrogen bonds among water molecules (source: Hopkins W.G., Hüner N.P.A., 2009)The extensive hydrogen bonding between water molecules results in water having both a high specific heat capacity and a high latent heat of vaporization. Because of its highly ordered structure, liquid water also has a high thermal conductivity. This means that it rapidly conducts heat away from the point of application. The combination of high specific heat and thermal conductivity enables water to absorb and redistribute large amounts of heat energy without correspondingly large increases in temperature. The heat of biochemical reactions may be quickly dissipated throughout the cell. Compared with other liquids, water requires a relatively large heat input to raise its temperature. This is important for plants, because it helps buffer temperature fluctuations. The latent heat of vaporization decreases as temperature increases, reaching a minimum at the boiling point (100°C). For water at 25°C, the heat of vaporization is 44kJ mol-1 – the highest value known for any liquid.
The excellent solvent properties of water are due to the highly polar character of the water molecule. The polarity of molecules can be measured by a quantity known as thedielectric constant. Water has one of the highest dielectric constant, which is as high as 78.4. The dielectric constant of benzene and hexane is 2.3 and 1.9, respectively. Water is thus an excellent solvent for charged ions or molecules, which dissolve very poorly in non-polar organic liquids.

The extensive hydrogen bonding in water gives a new property known as cohesion, the mutual attraction between molecules. A related property, called adhesion, is the attraction of water to a solid phase, such as cell wall. The water molecules are highly cohesive. One consequence of cohesion is that water has exceptionally high surface tension, which is the energy required to increase the surface area of a gas-liquid interface. Surface tension and adhesion at the evaporative surfaces in leaves generate the physical forces that pull water through the plant’s vascular system. Cohesion, adhesion and surface tension give rise to a phenomenon known as capillarity. These combined properties of water help to explain why water rises in capillary tubes and are exceptionally important in maintaining the continuity of water columns in plants.

Hydrogen bonding gives water a high tensile strength, defined as the maximum force per unit area that a continuous column of water can withstand before breaking. Water can resist pressures more negative than -20 MPa, where the negative sign indicates tension, as opposed to compression. Pressure is measured in units called pascals (Pa), or more conveniently, megapascals (MPa). One MPa equals approximately 9.9 atmospheres.

Water movement by diffusion, osmosis and bulk flow

Movement of substances from one region to another is commonly referred to as translocation. Mechanisms for translocation may be classified as either active or passive. It is sometimes difficult to distinguish between active and passive transport, but the translocation of water is clearly a passive process. Passive movement of most substances can be accounted for by bulk flow or diffusion. The diffusion of water across a selectively permeable barrier is known as osmosis, which must also be taken into account.

Bulk flow accounts for some water movement in plants through the xylem tissues of plants. Movement of materials by bulk flow (or mass flow) is pressure driven. Bulk flow occurs when an external force, such as gravity or pressure, is applied. As a result, all of the molecules of the substance move in mass. Bulk flow is pressure-driven, diffusion is driven principally by concentration differences.

The molecules in a solution are not static, they are in continuous motion. Diffusion results in the net movement of molecules from regions of high concentration to regions of low concentration. This tendency for a system to evolve toward and even distribution of molecules can be understood as a consequence of the second law of thermodynamics, which tells us that spontaneous processes evolve in the direction of increasing entropy or disorder. Diffusion represents the natural tendency of systems to move toward the lowest possible energy state. Fick’s first law describes the process of diffusion, which is most effective over short distances. Diffusion in solutions can be effective within cellular dimensions but is far too slow to be effective over long distances. The average time required for a glucose molecule to diffuse across a cell with a diameter of 50 µm is 2.5 s. However, the average time needed for the same glucose molecule to diffuse a distance of 1 m in water is approximately 32 years.

The net movement of water across a selectively permeable barrier is referred to as osmosis. Membranes of plant cells are selectively permeable. The diffusion of water directly across the lipid bilayer is facilitated by aquaporins, which are integral membrane proteins that form water-selective channels across membrane. In osmosis the maximization of entropy is realized by the volume of solvent diffusing through the membrane to dilute the solute. Osmosis can be easily demonstrated using a device known as an osmometer, constructed by closing off the open end of a thistle tube with a selectively permeable membrane (Figure 1.4). If the tube is filled with a sugar solution and inverted in a volume of pure water, the volume of solution in the tube will increase over time. The increase in the volume of the solution will continue until the hydrostatic pressure developed in the tube is sufficient to balance the force driving the water into the solution.

Figure 1.4 A demonstration of hydrostatic pressure (source: Hopkins W.G., Hüner N.P.A., 2009)

The concept of water potential

All living things, including plants, require a continuous input of free energy to maintain and repair their highly organised structures, as well as to grow and reproduce. Chemical potential is a quantitative expression of the free energy associated with a substance. The chemical potential of the water represents the free energy associated with wa

การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:[สำเนา]

คัดลอก!

Ugrás tartalomhoz เข้าสู่ระบบข้อมูลติดต่อMagyar A- A A + ด้านหน้า pageNewsBrowsing หน้าหลัก> TAMOP 4.2.5 ฐานข้อมูลหนังสือ> หนังสือ> วิทยาศาสตร์> การเกษตรพืชสรีรวิทยาÖrdögวินซ์MolnárZoltán (2011) Debreceni Egyetem, Nyugat-Magyarorszagi Egyetem, Pannon Egyetem Beágyazás บทที่ 2 น้ำและสารอาหารในพืชสารบัญสมดุลของน้ำplantWater potentialAbsorption โดย rootsTransport ผ่าน statusInfluence น้ำ xylemTranspirationPlant ของน้ำประปา supplyNutrient สุดของ plantEssential nutrientsNutrient uptakeSolute transportNutritional ข้อบกพร่องความสมดุลของน้ำของพืชน้ำในชีวิตของพืชน้ำที่มีบทบาทสำคัญในชีวิตของพืช มันเป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดของสิ่งมีชีวิตมากที่สุด น้ำมักจะคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าร้อยละ 70 โดยน้ำหนักของไม้ที่ไม่ใช่ชิ้นส่วนพืช ปริมาณน้ำของพืชที่อยู่ในสถานะอย่างต่อเนื่องของฟลักซ์ การไหลคงที่ของน้ำผ่านพืชเป็นเรื่องที่มีความสำคัญมากต่อการเจริญเติบโตและความอยู่รอดของพวกเขา ในการดูดซับน้ำจากเซลล์สร้างความกดดันที่รู้จักกันเป็น turgor ต้องสังเคราะห์แสงที่พืชวาดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและในเวลาเดียวกันก็หมายความว่าพวกเขาจะสูญเสียน้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ใบผึ่งให้แห้งน้ำจะต้องมีการดูดซึมโดยรากและส่งผ่านร่างกายของพืช สมดุลการดูดซึมการขนส่งและการสูญเสียน้ำแสดงให้เห็นถึงความท้าทายที่สำคัญสำหรับพืชบก คุณสมบัติทางความร้อนของน้ำที่นำไปสู่การควบคุมอุณหภูมิเพื่อช่วยให้แน่ใจว่าพืชไม่เย็นลงหรือร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วเกินไป น้ำมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมเป็นตัวทำละลาย หลายของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในน้ำและน้ำเป็นตัวเองไม่ว่าจะเป็นสารตั้งต้นหรือผลิตภัณฑ์ในจำนวนมากในการเกิดปฏิกิริยาเหล่านั้น. การปฏิบัติของการเพาะปลูกการชลประทานสะท้อนให้เห็นถึงความจริงที่ว่าน้ำเป็นทรัพยากรที่สำคัญการ จำกัด การผลิตทางการเกษตร มีน้ำเช่นเดียวกันข้อ จำกัด การผลิตของระบบนิเวศธรรมชาติ (รูปที่ 1.1) พืชใช้น้ำในปริมาณมาก แต่เป็นส่วนหนึ่งเล็ก ๆ เท่านั้นที่ยังคงอยู่ในพืชที่เจริญเติบโตในการจัดหา เกี่ยวกับ 97% ของน้ำนำขึ้นโดยพืชจะหายไปกับบรรยากาศ, 2% จะใช้สำหรับการเพิ่มขึ้นของปริมาณหรือการขยายเซลล์และ 1% สำหรับกระบวนการเผาผลาญอาหารเด่นสังเคราะห์ การสูญเสียน้ำสู่บรรยากาศที่ดูเหมือนจะเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงผลของการดำเนินการสังเคราะห์แสง การดูดซึมของ CO2 เป็นคู่กับการสูญเสียของน้ำ (รูปที่ 1.2) เพราะลาดขับรถให้การสูญเสียน้ำจากใบมีขนาดใหญ่กว่าที่ดูดซึม CO2 มากที่สุดเท่าที่ 400 โมเลกุลของน้ำจะหายไปทุกอณู CO2 ได้รับ. รูปที่ 1.1 ผลผลิตของระบบนิเวศต่างๆเป็นหน้าที่ของฝนประจำปี (ที่มา: Taiz ลิตร , อี Zeiger, 2010) รูปที่ 1.2 ทางเดินน้ำผ่านใบ (ที่มา: Taiz ลิตรอี Zeiger, 2010) ที่มีศักยภาพน้ำโครงสร้างและคุณสมบัติของน้ำน้ำประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนผูกมัดcovalently สองอะตอมไฮโดรเจน (รูปที่ 1.3 ) อะตอมออกซิเจนดำเนินการประจุลบบางส่วนและประจุบวกบางส่วนที่เกี่ยวข้องร่วมกันระหว่างทั้งสองอะตอมไฮโดรเจน นี้กระจายอิเล็กตรอนไม่สมมาตรทำให้น้ำโมเลกุลขั้วโลก แต่ค่าใช้จ่ายบางส่วนเท่ากันและน้ำยังคงเป็นโมเลกุลที่เป็นกลาง มีสถานที่น่าสนใจไฟฟ้าที่แข็งแกร่งระหว่างโมเลกุลของน้ำที่อยู่ติดกันหรือระหว่างน้ำและอื่น ๆ ที่เป็นขั้วโมเลกุลที่เรียกว่าพันธะไฮโดรเจน ความสามารถในพันธะไฮโดรเจนของน้ำและโครงสร้างของขั้วโลกทำให้มันเป็นตัวทำละลายที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งสารไอออนิกและโมเลกุลเช่นน้ำตาลและโปรตีน เปลือกหอยที่เป็นความชุ่มชื้นรอบโมเลกุลทางชีวภาพที่สำคัญมักจะหมายถึงน้ำที่ถูกผูกไว้เป็น น้ำที่ถูกผูกไว้ป้องกันไม่ให้โมเลกุลของโปรตีนจากใกล้ใกล้พอที่จะสร้างมวลมากพอที่จะเกิดการตกตะกอน. รูปที่ 1.3) โครงสร้างของโมเลกุลของน้ำ B) พันธบัตรไฮโดรเจนในหมู่โมเลกุลของน้ำ (ที่มา: ฮอปกินส์ WG, Huner NPA 2009) พันธะไฮโดรเจนที่กว้างขวางระหว่างน้ำ ผลโมเลกุลในน้ำมีทั้งความจุความร้อนสูงที่เฉพาะเจาะจงและความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอสูง เนื่องจากโครงสร้างที่สั่งซื้อสูงของน้ำนอกจากนี้ยังมีการนำความร้อนสูง ซึ่งหมายความว่าจะดำเนินการอย่างรวดเร็วความร้อนออกไปจากจุดของการประยุกต์ใช้ การรวมกันของความร้อนสูงที่เฉพาะเจาะจงและการนำความร้อนช่วยในการดูดซับน้ำและแจกจ่ายจำนวนมากของพลังงานความร้อนโดยไม่ต้องขนาดใหญ่เพิ่มขึ้นตามลําดับอุณหภูมิ ความร้อนของปฏิกิริยาทางชีวเคมีอาจจะกระจายไปอย่างรวดเร็วทั่วเซลล์ เมื่อเทียบกับของเหลวอื่น ๆ น้ำต้องใช้ความร้อนที่ค่อนข้างใหญ่ในการเพิ่มอุณหภูมิของ นี้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับพืชเพราะมันจะช่วยให้ความผันผวนของอุณหภูมิบัฟเฟอร์ ความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นถึงขั้นต่ำที่จุดเดือดที่ (100 ° C) สำหรับน้ำที่ 25 ° C, ความร้อนของการกลายเป็นไอเป็น 44kJ mol-1 - ค่าสูงสุดที่รู้จักสำหรับของเหลว. คุณสมบัติของตัวทำละลายที่ดีของน้ำเป็นเพราะตัวละครขั้วโลกสูงของโมเลกุลน้ำ ขั้วของโมเลกุลที่สามารถวัดได้จากปริมาณที่รู้จักกันเป็นอย่างต่อเนื่อง thedielectric น้ำแห่งหนึ่งของอิเล็กทริกคงที่ที่สูงที่สุดซึ่งเป็นที่สูงเป็น 78.4 อิเล็กทริกคงที่ของเบนซินและเฮกเซนคือ 2.3 และ 1.9 ตามลำดับ น้ำจึงเป็นตัวทำละลายที่ดีเยี่ยมสำหรับการเรียกเก็บเงินหรือไอออนโมเลกุลที่ละลายได้แย่มากในของเหลวอินทรีย์ที่ไม่มีขั้ว. พันธะไฮโดรเจนในน้ำที่กว้างขวางจะช่วยให้สถานที่ให้บริการใหม่ที่เรียกว่าการทำงานร่วมกันที่แหล่งท่องเที่ยวร่วมกันระหว่างโมเลกุล สถานที่ให้บริการที่เกี่ยวข้องกับการที่เรียกว่าการยึดเกาะเป็นแหล่งน้ำให้เป็นของแข็งเช่นผนังเซลล์ โมเลกุลน้ำเหนียวสูง หนึ่งของการทำงานร่วมกันผลที่ตามมาก็คือว่าน้ำมีแรงตึงผิวสูงล้ำซึ่งเป็นพลังงานที่จำเป็นเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของอินเตอร์เฟซที่ใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นของเหลว แรงตึงผิวและการยึดเกาะที่พื้นผิวระเหยในใบสร้างกองกำลังทางกายภาพที่ดึงน้ำผ่านระบบหลอดเลือดของโรงงาน การทำงานร่วมกันการยึดเกาะและแรงตึงผิวก่อให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าฝอย คุณสมบัติเหล่านี้รวมกันของความช่วยเหลือน้ำเพื่ออธิบายว่าทำไมน้ำเพิ่มขึ้นในหลอดเส้นเลือดฝอยและมีความสำคัญเป็นพิเศษในการรักษาความต่อเนื่องของคอลัมน์น้ำในพืช. พันธะไฮโดรเจนให้น้ำแรงดึงสูงที่กำหนดไว้เป็นแรงสูงสุดต่อหน่วยพื้นที่ที่คอลัมน์อย่างต่อเนื่องของ สามารถทนต่อน้ำก่อนที่จะหมด น้ำสามารถต้านทานแรงกดดันเชิงลบมากขึ้นกว่า -20 MPa ที่เครื่องหมายลบแสดงให้เห็นความตึงเครียดเมื่อเทียบกับการบีบอัด ดันเป็นวัดในหน่วยที่เรียกว่า pascals (PA) หรือมากกว่าสะดวก megapascals (MPa) หนึ่ง MPa เท่ากับประมาณ 9.9 บรรยากาศ. เคลื่อนไหวน้ำโดยการแพร่การดูดซึมและการไหลเวียนของกลุ่มเคลื่อนไหวของสารจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกเป็นปกติจะเรียกว่าการโยกย้าย กลไกในการโยกย้ายอาจจะจัดเป็นทั้งการใช้งานหรือเรื่อย ๆ บางครั้งมันเป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างการขนส่งการใช้งานและเรื่อย ๆ แต่การโยกย้ายของน้ำอย่างชัดเจนกระบวนการเรื่อย ๆ การเคลื่อนไหวแบบ Passive ของสารส่วนใหญ่สามารถนำมาใช้โดยการไหลหรือแพร่กระจายเป็นกลุ่ม แพร่น้ำข้ามอุปสรรคซึมผ่านการคัดเลือกเป็นที่รู้จักกันดูดซึมซึ่งจะต้องนำมาพิจารณา. บัญชีไหลจำนวนมากสำหรับการเคลื่อนไหวน้ำบางส่วนในพืชผ่านเนื้อเยื่อท่อน้ำของพืช การเคลื่อนไหวของวัสดุโดยการไหลจำนวนมาก (หรือไหล) คือความดันขับเคลื่อน ไหลจำนวนมากเกิดขึ้นเมื่อมีแรงภายนอกเช่นแรงโน้มถ่วงหรือความดันถูกนำไปใช้ เป็นผลให้ทั้งหมดของโมเลกุลของสารในการย้ายมวล การไหลเวียนของกลุ่มความดันที่ขับเคลื่อนด้วยการแพร่กระจายเป็นแรงผลักดันหลักจากความแตกต่างความเข้มข้น. โมเลกุลในการแก้ปัญหาไม่ได้คงที่ที่พวกเขาอยู่ในการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง ผลการแพร่ในการเคลื่อนไหวของโมเลกุลสุทธิจากภูมิภาคของความเข้มข้นสูงไปยังพื้นที่ของความเข้มข้นต่ำ แนวโน้มที่ระบบนี้จะพัฒนาต่อและแม้กระทั่งการกระจายตัวของโมเลกุลที่สามารถเข้าใจได้เป็นผลมาจากกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ซึ่งบอกเราว่ากระบวนการที่เกิดขึ้นเองพัฒนาไปในทิศทางของการเพิ่มเอนโทรปีหรือความผิดปกติ แพร่แสดงให้เห็นถึงแนวโน้มตามธรรมชาติของระบบที่จะย้ายไปพลังงานที่ต่ำที่สุด กฎหมาย Fick แรกของอธิบายขั้นตอนของการแพร่กระจายที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในระยะทางสั้น ๆ การแพร่กระจายในการแก้ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพภายในขนาดโทรศัพท์มือถือ แต่อยู่ไกลช้าเกินไปที่จะมีประสิทธิภาพในระยะทางไกล เวลาเฉลี่ยที่จำเป็นสำหรับการเป็นโมเลกุลกลูโคสเพื่อกระจายทั่วเซลล์ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 50 ไมครอนคือ 2.5 s แต่เวลาเฉลี่ยที่จำเป็นสำหรับโมเลกุลกลูโคสเดียวกันเพื่อกระจายเป็นระยะทาง 1 เมตรในน้ำจะอยู่ที่ประมาณ 32 ปีที่ผ่านมา. การเคลื่อนไหวสุทธิน้ำข้ามอุปสรรคซึมผ่านการคัดเลือกจะเรียกว่าออสโมซิ เยื่อหุ้มเซลล์พืชมีการซึมผ่านการคัดเลือก การแพร่กระจายของน้ำตรงข้ามไขมัน bilayer อำนวยความสะดวกโดย aquaporins ซึ่งเป็นโปรตีนสำคัญที่เป็นช่องทางน้ำผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ที่เลือก ในการดูดซึมสูงสุดของเอนโทรปีเป็นตระหนักโดยปริมาณการช่วยกระจายตัวทำละลายผ่านเมมเบรนที่จะเจือจางตัวถูกละลาย Osmosis สามารถแสดงให้เห็นได้ง่ายโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Osmometer สร้างโดยการปิดปิดปลายเปิดของท่อหนามด้วยเมมเบรนซึมผ่านการคัดเลือก (รูปที่ 1.4) ถ้าหลอดที่เต็มไปด้วยสารละลายน้ำตาลและกลับในปริมาณน้ำบริสุทธิ์ปริมาณของการแก้ปัญหาในหลอดจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เพิ่มขึ้นของปริมาณของการแก้ปัญหาที่จะดำเนินต่อไปจนถึงความดันการพัฒนาในหลอดจะเพียงพอที่จะรักษาความสมดุลของแรงผลักดันน้ำเข้าไปในการแก้ปัญหา. รูปที่ 1.4 การสาธิตของความดัน A (ที่มา: ฮอปกินส์ WG, Huner NPA 2009) แนวคิดของการที่มีศักยภาพน้ำทุกสิ่งมีชีวิตรวมทั้งพืชจำเป็นต้องมีการป้อนข้อมูลอย่างต่อเนื่องของพลังงานอิสระในการบำรุงรักษาและซ่อมแซมโครงสร้างการจัดสูงของพวกเขาเช่นเดียวกับที่จะเติบโตและการทำซ้ำ ที่มีศักยภาพทางเคมีคือการแสดงออกเชิงปริมาณของพลังงานที่เกี่ยวข้องกับสาร ที่มีศักยภาพทางเคมีของน้ำหมายถึงพลังงานที่เกี่ยวข้องกับวา

การแปล กรุณารอสักครู่..

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:[สำเนา]

คัดลอก!

ugr . kgm คือ tartalomhoz

ติดต่อเข้าสู่ระบบข้อมูล

Magyar

- เป็น เป็น

หน้า pagenewsbrowsing

หน้าหลักรึเปล่า > tamop 4.2.5 หนังสือฐานข้อมูล > ทำไมหนังสือรึเปล่า > รึเปล่าวิทยาศาสตร์ประยุกต์รึเปล่า > ไหมเกษตร

สรีรวิทยา

Ö RD ö g moln วินซ์ . kgm R ZOLT . kgm N ( 2011 )

egyetem ทํา , magyarorsz . kgm nyugat กี egyetem พันโนน , egyetem

เป็น . kgm gyaz . kgm s

บทรึเปล่า 2 . ทำไมน้ำและสารอาหารในโต๊ะปลูก

.

การแปล กรุณารอสักครู่..

ภาษาอื่น ๆ

การสนับสนุนเครื่องมือแปลภาษา: กรีก, กันนาดา, กาลิเชียน, คลิงออน, คอร์สิกา, คาซัค, คาตาลัน, คินยารวันดา, คีร์กิซ, คุชราต, จอร์เจีย, จีน, จีนดั้งเดิม, ชวา, ชิเชวา, ซามัว, ซีบัวโน, ซุนดา, ซูลู, ญี่ปุ่น, ดัตช์, ตรวจหาภาษา, ตุรกี, ทมิฬ, ทาจิก, ทาทาร์, นอร์เวย์, บอสเนีย, บัลแกเรีย, บาสก์, ปัญจาป, ฝรั่งเศส, พาชตู, ฟริเชียน, ฟินแลนด์, ฟิลิปปินส์, ภาษาอินโดนีเซี, มองโกเลีย, มัลทีส, มาซีโดเนีย, มาราฐี, มาลากาซี, มาลายาลัม, มาเลย์, ม้ง, ยิดดิช, ยูเครน, รัสเซีย, ละติน, ลักเซมเบิร์ก, ลัตเวีย, ลาว, ลิทัวเนีย, สวาฮิลี, สวีเดน, สิงหล, สินธี, สเปน, สโลวัก, สโลวีเนีย, อังกฤษ, อัมฮาริก, อาร์เซอร์ไบจัน, อาร์เมเนีย, อาหรับ, อิกโบ, อิตาลี, อุยกูร์, อุสเบกิสถาน, อูรดู, ฮังการี, ฮัวซา, ฮาวาย, ฮินดี, ฮีบรู, เกลิกสกอต, เกาหลี, เขมร, เคิร์ด, เช็ก, เซอร์เบียน, เซโซโท, เดนมาร์ก, เตลูกู, เติร์กเมน, เนปาล, เบงกอล, เบลารุส, เปอร์เซีย, เมารี, เมียนมา (พม่า), เยอรมัน, เวลส์, เวียดนาม, เอสเปอแรนโต, เอสโทเนีย, เฮติครีโอล, แอฟริกา, แอลเบเนีย, โคซา, โครเอเชีย, โชนา, โซมาลี, โปรตุเกส, โปแลนด์, โยรูบา, โรมาเนีย, โอเดีย (โอริยา), ไทย, ไอซ์แลนด์, ไอร์แลนด์, การแปลภาษา.