сотрудник
Ростов-на-Дону, Ростовская область, Россия
Детально изучено продвижение воды в системах цилиндрических капилляров. Построена математическая модель продвижения воды как в симметричных, так и в несимметричных капиллярах, соединенных с вертикальным капилляром. При этом радиусы как вертикальных, так и расположенных под углом капилляров, считались одинаковыми. На основании математической модели установлены общие свойства про-движения воды в ветвящихся капиллярах. В частности, наибольшее продвижение воды происходит в нижнем уровне капилляров. Установлено, что своей формой растения обязаны наличию в них капиллярных систем. Однако капиллярные системы различных частей растений отличаются радиусами. Например, диаметр центральной жилки листа больше диаметра капилляров листовой пластинки. В работе рассмотрены закономерности продвижения воды в ветвящихся капиллярных системах с капиллярами разного радиуса. Получено выражение для расчета критической высоты вертикального капилляра, при которой вода не поступает в наклонные капилляры из вертикального. Показано, что при определенных условиях высота подъема воды в вертикальном капилляре может до двух раз превышать высоту подъема воды в одиночном вертикальном капилляре того же радиуса.
растение, капилляры, ксилема, модель, транспирация.
Движение и распределение воды в растениях изучается в течении многих десятилетий и описано в монографиях по физиологии растений [1–2]. Детально описано и анатомическое строение водопроводящих путей (ксилемы) в растениях [3–5]. Многочисленные экспериментальные исследования различных аспектов движения воды в ксилеме растений опубликованы в научной литературе. Так, например, в [6] рассмотрены вопросы накопления и депонирования воды во флоэме и последующий ее возврат в ксилему при дефиците почвенной влаги. В [7] рассмотре-ны вопросы продвижения воды в ксилеме в условиях климатического стресса.
1. Кузнецов, В. В. Физиология растений / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева. —Москва : Высшая школа, 2006. —742 с.
2. Zeiger, T. Plant Physiology / T. Zeiger, E. Lond. 2002, 3rd Edition, Sinauer Associated, Inc.Sunderland, MA, 690 pp.
3. Тимонин, А. К. Ботаника : Высшие растения / А. К. Тимонин. — Москва : Издательский центр «Академия», 2007.— 352 с.
4. Myburg, A. A. Xylem Structure and Function. Encyclopedia of life science / A. A. Myburg, R. Sederoff. — Nature, Publishing Group, 2001. — рp. 1–9.
5. Ботаника / П. Зитте [и др.]; пер. с немецкого. — Москва : Издательский центр «Академия», 2008. — 367 с.
6. Pfautsch, S. Phloem as Capacitor: Radial Transfer of Water into Xylem of Trees Stems Occurs via Symplastic Transport in Ray Parenchyma / S. Pfautsch, J. Renard, M. G. Tjoelker, A. Salih / Plant Physiology, March 2015. — vol. 167, № 3. — pp. 963–971.
7. Borghetty, M. Water transport in plant under climatic stress / M. Borghetty, J. Grace, A. Raschi / Cambridge Uni-versity Press, Cambridge, 1993. — pp. 300.
8. Harvay, B. R. The theory of the rise of sap in trees: Some historical and conceptual remarks / B. R. Harvay. Physics in Perspective, 15 (2013). —pp. 320–358.
9. Вернигоров, Ю. М. Математическое моделирование распределения жидкости в ветвящихся капиллярных системах / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. —2010.—Т. 10, № 8 (51). —С. 1195–1206.
10. Кипнис, И. А. Механизм продвижения воды в капиллярах ксилемы растений / И. А. Кипнис, Ю. М. Верни-горов / Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2014. — Т. 14, № 3 (78). — С. 78–88.
11. Кипнис, И. А. Математическая модель подъема воды в простых криволинейных капиллярах / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров / Вестник Дон. гос. техн. ун-та. —2013.—№ 5/6 (74). —С. 110–120.
12. Яворский, Б. М. Справочник по физике / Б. М. Яворский, А. А. Детлаф. — Москва : Наука, 1968. — 940 с.
