گروه صنايع شيميايي استان سمنان

   ریشه، گیاه را در خاک نگه می دارد ، اما نقش اصلی ریشه جذب آب و مواد معدنی محلول از خاک است.

   در نزدیکی رأس ریشه تارهای کشنده از روپوست ایجاد می شوند.

     تارهای کشنده فقط در منطقه ی کوچکی از ریشه قابل مشاهده هستند.

       تارهای کشنده در اصل سلول های روپوستی طویل شده ای هستند که سطح وسیعی را برای جذب فراهم می کنند. ( افزایش سطح جذب)

       درون پوست (آندودرم) ، درونی ترین لایه ی پوست را تشکیل می دهد.

         سلول های درون پوست دارای یک لایه ی مومی به نام سوبرین (چوب پنبه ) در اطراف خود هستند.

    این لایه ی چوب پنبه ای که آندودرمین نیز نام دارد ، نوارکاسپاری را تشکیل می دهد.

  سوبرین نسبت به آب نفوذ ناپذیر است در نتیجه درسلول های  درون پوست در محل هایی که سوبرین وجود دارد نسبت به آب نفوذ ناپذیر است.
         وجود نوار کاسپاری در حرکت آب و یون های معدنی در عرض ریشه بسیار مهم است. ( کنترل و هدایت )

 در ریشه ی برخی گیاهان ، چند لایه ی سطحی پوست به صورت برون پوست یا اگزودرم تمایز پیدا می کنند.

    در دیواره های جانبی سلول های برون پوست نیز نوار کاسپاری وجود دارد که کنترل ورود یون های معدنی را دو چندان می کند.

    گیاهان به چند دلیل اصلی نیاز به آب دارند : ۱- برای فتوسنتز و ۲- نیز حفظ شادابی (آماس) سلولی  ۳- ترابری نمک های معدنی و مواد محلول.

    آب توسط ریشه از خاک و طی فرآیند اسمز جذب تارهای کشنده می شود.

 حرکت آب از تارهای کشنده تا آندودرم به خاطر شیب پتانسیل آب است . 

        آب همیشه از جایی که پتانسیل آب آن بیشتر است به جایی که پتانسیل آب آن کمتر است حرکت می کند.

   آب در آوند های چوبی به طور مداوم به سمت بالا حرکت می کند و آب سلول های مجاور آوند جانشین آبی می شود که به بالاتر سعود کرده است. در نتیجه پتانسیل آب سلول های نزدیک تر به آوند های چوبی ، کمتر از سلول های دورتر است.

         دو راه عبور آب در عرض ریشه عبارتند از ۱- مسیر پروتوپلاستی   ۲- مسیر غیر پروتوپلاستی 
    در مسیر پروتوپلاستی آب از طریق دیواره و غشا وارد سلول تار کشنده می شود و سپس از طریق پلاسمودسم ها به سلول های مجاور وارد می شود.

       در مسیر غیر پروتوپلاستی ، مولکول های آب در عرض ریشه از طریق دیواره های سلولی و فضای برون سلولی بین سلول ها حرکت می کنند.

        یون های معدنی محلول در آب نیز می توانند از مسیر غیر پروتوپلاستی حرکت کنند.

      در آندودرم به خاطر وجود نوار کاسپاری آب فقط از مسیر پروتوپلاستی عبور می کند .

         به نظر می رسد که نوار کاسپاری ، راهی برای کنترل ورود آب و یون هایی معدنی به درون آوند چوبی فراهم می کند.

حرکت آب در داخل گیاه 
   حرکت آب در آوند های چوبی وابسته به تعرق است .

    تعرق یعنی خروج آب به صورت بخار از سطح گیاه که بیشتر توسط برگ ها انجام می شود.

      قسمت اعظم تعرق از طریق روزنه های برگ انجام می شود . همچنین مقدار کمی تعرق از راه پوستک (کوتیکول ) و عدسک ها نیر صورت می گیرد.

کشیده شدن آب از بالا

     تعرق باعث ایجاد یک نوعی فشار منفی ( مکش ) در برگ ها می شود چون به محض خروج بخار آب از هر سلول ، این سلول به روش اسمز مقداری آب از سلول مجاور جذب می کند و به همین صورت تا آوند چوبی که در نتیجه در آوند چوبی نوعی مکش در ستون آب ایجاد می شود. به این پدیده کشش تعرقی گفته می شود.

        کشش تعرقی یعنی کشیده شدن آب در گیاه به سمت بالا به علت پیده ی تعرق در برگ ها .

     چسبندگی زیاد مولکول های آب به یکدیگر و همچنین چسبندگی این مولکول ها به دیواره ی اوند چوبی ، باعث می شود که ستون آب درون آوند های چوبی پیوسته باشد و احتمال گسستگی (حباب دار شدن) کاهش یابد.

     حرکت آب در داخل گیاه را نظریه ی هم چسبی – کشش تفسیر می کند . یعنی حرکت آب در داخل گیاه یکی به خاطر کشش تعرقی و دیگری به خاطر هم چسبی مولکول های آب درون آوند ها است.

         به چسبندگی مولکلو های آب به دیواره ی اوند های چوبی ، دگر چسبی گفته می شود.

رانده شدن آب از پائین

      در زیر درون پوست لایه ای به نام دایره ی محیطیه ( پریسیکل) قرار دارد . 

      در لایه ی دایره ی محیطیه ، یون های محلول در آب به صورت فعال و با صرف انرژی توسط سلول های این لایه به درون آوند های چوبی رانده می شوند.

        ورود یون ها به آوند چوبی باعث کاهش پتانسیل آب آوند چوبی شده و به ورود آب به آوند های چوبی طبق اسمز کمک می کند.

       پتانسیل آب کمتر یعنی فشار اسمزی بیشتر .

سلول های نگهبان و تعرق 

        روزنه ها در همه ی بخش های هوایی و جوان گیاه وجود دارند.

        تعداد روزنه ها در برگ و بخصوص در سطح روپوست پائینی برگ بیشتر از سایر بخش های گیاه است.

      روزنه ها در تماس با فضای اسفنجی میانبرگ هستند که این فضا پر از هوای مرطوب است.

        در اصل هر روزنه را دو سلول لوبیایی شکل نگهبان روزنه می سازند.

       روزنه در اثر تغییرات فشار آب سلول های نگهبان روزنه باز و بسته می شود.

      اگر سلول های نگهبان روزنه آب جذب کرده و متورم شوند ( تورژسانس) باعث باز شدن روزنه خواهند شد و بر عکس اگر دچار پلاسمولیز و کاهش فشار آب شوند ، روزنه بسته خواهد شد.

         سلول های لوبیایی شکل نگهبان روزنه در هنگام افزایش فشار آب به دو دلیل  خمیده می شوند :

۱- تفاوت ضخامت دیواره ی داخلی و خارجی

۲- جهت گیری رشته های سلولزی دیواره ها

   ضخامت دیواره ی داخلی نسبت به دیواره ی خارجی بیشتر است در نتیجه در هنگام تورم ، دیواره ی خارجی بسیار بیشتر افزایش طول می یابد..

         جهت گیری رشته های سلولزی به صورت شعاعی باعث می شود که در هنگام تورم سلول ، سلول فقط در جهت طولی افزایش یابد.

      گیاه برای کاهش تعرق دارای سازش های زیر است :

۱- قرار گرفتن روزنه ها در زیر برگ

۲- داشتن روزنه های فرورفته

۳- کاهش تعداد روزنه ها در مناطق خشک و سرد ( درخت کاج ) و یا گرم ( تیره ی کاکتوس)

۴- داشتن کرک روی برگ

۵- بستن روزنه ها در روز و باز کردن آنها در شب در تیره ی گل ناز

۶- بستن روزنه ها در هوای بسیار گرم و یا هوای خیلی خشک

۷- بستن روزنه ها در هنگام کم آبی

حباب های هوا و پیوستگی شیره ی خام در آوندها         شیره ی خام در درون خود دارای گاز های محلول است که ممکن است در شرایطی در آوند چوبی تشکیل حباب دهند.

      حباب های هوا می توانند در جریان و حرکت شیره ی خام اختلال ایجاد کنند.

      دلایل حباب دار شدن آوند های چوبی عبارتند از :

۱.        انجماد ، چون هوا در یخ حل نمی شود.

۲.        کاهش فشار ریشه ای

۳.        تعرق شدید

۴.        نیش حشرات

۵.        شکستگی شاخه

        به دلیل ساختار خاص لان های دیواره ی آوند های چوبی و تراکئید ها ، حباب ها نمی توانند به آوند ها و تراکئید های مجاور منتشر شوند.
       در صورت حباب دار شدگی ، جریان شیره ی خام متوقف نمی شود و از طریق لان ها با آوند ها و تراکئید های مجاور رفته و جریان ادامه می یابد.

   در صورتی که به خاطر فشار زیاد شیره ی خام ، حباب هوا ، از یک آوند یا تراکئید به آوند ها و تراکئید های مجاور منتشر شود ، به این حالت بذر افشانی هوا گفته می شود.

حرکت مواد آلی در گیاهان         مواد آلی در گیاهان در درون آوند های آبکشی حرکت می کنند.

  بخشی از گیاه که ترکیبات آلی مورد نیاز بخش های دیگر گیاه در آنجا تأمین می شود ، منبع نام دارد. مثل برگ ها

      بخشی از گیاه که ترکیبات آلی به آنجا هدایت و سپس مصرف ، یا ذخیره می شوند ، محل مصرف می نامند. مثل ریشه ها .

       بافت ذخیره ای در هنگام دریافت مواد آلی ، محل مصرف و در هنگام صدور مواد آلی محل منبع می باشد.

        حرکت ترکیبات آلی درون گیاه ، از محل منبع به محل مصرف ، جابجایی نام دارد.

         به سه دلیل حرکت مواد آلی نسبت به آب  پیچیده تر است:

۱- آب در سلول های توخالی آوند های چوبی به صورت آزاد حرکت می کند ولی مواد آلی باید از طریق سیتوپلاسم سلول های زنده ی آوند های آبکشی عبور کنند.

۲- آب در آوند های چوبی فقط به سمت بالا حرکت می کند ( یک طرفه ) . ولی مواد آلی در همه ی جهت ها در گیاه حرکت دارند.

۳- آب می تواند از طریق غشاهای سلولی نیز منتشر شود ولی ترکیبات آلی اینطور نیستند.

         برای توجیه حرکت مواد آلی در گیاه ، ارنست مونش مدل جریان فشاری یا جریان توده ای را ارائه داد.

         مدل جریان توده ای ۴ مرحله دارد.

۱- قند تولید شده در منبع به روش انتقال فعال وارد سلول های آوند آبکشی می شود. ( بارگیری آبکشی)

۲- با افزایش غلظت قند درآوند آبکشی ، فشار اسمزی هم افزایش یافته و در نتیجه آب به روش اسمز ازآوند چوبی وارد آوند آبکشی می شود. ۳- فشار در درون آوند های آبکشی بالا رفته و در نتیجه قند و سایر محتویات شیره ی پرورده به صورت جریان توده ای به حرکت در می آید. ۴- در محل مصرف ، قند به روش انتقال فعال وارد محل مصرف می شود. ( باربرداری آبکشی)

        آزمون تجربی مدل جریان توده ای در کتاب توضیح داده می شود.

        مدل جریان توده ای چند مشکل دارد:

۱- سرعت حرکت مواد آلی آنقدر سریع است که با مدل همخوانی ندارد.

۲- در حالت طبیعی ماد مختلف در آوند های آبکشی سرعت های متفاوتی دارند که باز هم با مدل هم خوانی ندارد.

۳- جهت حرکت مواد در آوند های آبکشی متفاوت است که باز هم با مدل هم خوانی ندارد.

       سلول های همراه ، میتوکندری های زیادی دارند و انرژی لازم برای انتقال و حرکت فعال مواد آلی را در آوند های آبکشی تأمین می کنند.

شته ها 

         یکی از راه های استخراج شیره ی پرورده ، استفاده از برخی حشرات مثل شته است.

     شته برای تغذیه از شیره ی پرورده ، خرطوم خود را تا محل آوند های آبکشی در پوست گیاه فرو می کند و مدت دو تا سه ساعت به همان حال باقی می ماند.

      برای جمع آوری شیره ی پرورده ، نخست شته را بی حس کرده و سپس خرطوم او را قطع می کنند، شیره ی پرورده از انتهای خرطوم خارج خواهد شد.

        می توان این شیره ی پرورده ی خارج شده را جمع آوری و ترکیبات آن را بررسی کرد.