<<
>>

ВОДА

Вода широко распространена в мире. 2/з поверхности земного шара занимает Мировой океан, в котором, как считают, зародилась жизнь. Вода обладает свойствами, особо важными для жизни.

Она —хороший растворитель; в ее состав входят минеральные соли, содержащие около 60 химических элементов, необходимых для жизнедеятельности организмов. В воде растворяются поступающие из воздуха кислород и диоксид углерода (С02), а это имеет важное значение для жизнедеятельности организмов. Физические свойства воды аномальны, поэтому ее называют самой удивительной жидкостью на свете. У нее широкий спектр плотностей. При охлаждении плотность воды, как и других веществ, вначале увеличивается, но до определенного предела — до 4 °С. Дальнейшее охлаждение воды с 4 до О °С сопровождается парадоксальным феноменом — не повышением, а уменьшением ее плотности. В отличие от других веществ вода при замерзании не уплотняется, а расширяется. При 4 °С плотность воды максимальна и приблизительно равна 1 (точнее — 0,9999), а при замерзании (0 °С) объем ее скачкообразно увеличивается на 10 % и плотность уменьшается до 0,9168. Поэтому лед легче, чем жидкая вода. Если бы вода не обладала этим чрезвычайно редким свойством, то лед, едва появившись на поверхности водоема, тут же погружался бы на дно. Не только болота, озера и реки, но и полярные океаны промерзли бы насквозь и населяющие их организмы погибли. При температуре воды ниже 0 °С водоем покрывается слоем льда. Ледяной покров предохраняет водную толщу от дальнейшего охлаждения и промерзания, способствуя тем самым сохранению условий для жизни организмов, населяющих водоем.

Вода — необходимый составной компонент организмов растений и животных. На ее долю приходится в среднем 60—90 % живого вещества. В разных органах и тканях содержание воды неодинаково. Особенно велики различия в содержании воды в органах и тканях животных.

Так, в костях содержится приблизительно 22 % воды, в мышцах — 70—80, в крови — около 90 %. В эмали зубов воды содержится очень мало —всего 0,2%, а в слюне — очень много —около 100%. Наряду с разнообразными химическими соединениями вода составляет основу протоплазмы клеток растительных и животных организмов. Она принимает активное участие и в обмене веществ между организмом и окружающей его средой.

В процессе жизнедеятельности растения и животные потребляют громадное количество воды. Они ее частично используют для синтеза живого вещества своих тел, а большую часть выделяют в окружающую среду. Подсчитано, что 1 га кукурузы за вегетационный период потребляет около 3 млн 600 тыс. л воды. На синтез фитомассы используется ничтожная часть ее — всего 0,5— 1 %. Остальная вода испаряется, т. е. поступает в окружающую среду. Подобное отмечают в использовании воды животными. Так, одна корова в течение пяти лет потребляет приблизительно 90 000—100 000 л воды. На синтез органических веществ своего тела используется менее 1 % потребленной воды. Следовательно, почти вся вода, прошедшая через организм животного, выделяется во внешнюю среду.

Экологические потребности в воде разных видов растений и животных неодинаковы. По характеру потребностей организма во влаге (воде) растения подразделяют на четыре группы: гидрофиты, гигрофиты, мезофиты и ксерофиты.

К гидрофитам относят растения, живущие в водной среде. Их тела частично или полностью погружены в воду (кувшинка, ряска и др.). Из культивируемых растений-гидрофитов следует отметить хлореллу, выращиваемую в специальных искусственных водных экосистемах. Микроскопическая водоросль пресноводного планктона (зеленушка) привлекает внимание большой фотосинтети- ческой способностью. Хлорелла использует до 12 % световой энергии. Урожай ее чрезвычайно высок, он может составлять за пять месяцев 15 т сухого вещества с 1 га. При круглогодичном возделывании урожай хлореллы может превышать урожай пшеницы в 25 раз, картофеля — в 10 раз. Хлореллу нередко выращивают в животноводческих помещениях и используют в качестве витаминноминеральной добавки при балансировании рационов кормления животных.

В водной среде живут не только гидрофиты. В определенных условиях онтогенеза в водных растворах минеральных солей могут расти и развиваться растения-гигрофиты и мезофиты. Примером служит выращивание зелени гидропонным методом, т. е. без почвы, на водных растворах химически чистых солей и других искусственных средах. Гидропонным способом выращивают кукурузу, овес, ячмень, вику, горох, чину, сою, овощные культуры. Полученную фитомассу используют обычно в качестве витаминной добавки при кормлении сельскохозяйственных животных.

Гигрофиты — влаголюбивые растения, растущие на обильно увлажненных землях (заливные луга и др.). К ним относятся осоки, многие злаки, из культурных растений — рис.

Ксерофиты — растения, произрастающие в регионах с засушливым климатом (сухие степи, полупустыни, пустыни). Из диких растений к ним можно отнести ковыль, типчак, верблюжью колючку, из культурных — некоторые сорта пшеницы, ячменя, сорго, суданки, из плодовых культур — миндаль, маслины и др.

Мезофиты — растения, произрастающие в местообитаниях с достаточным, но неизбыточным увлажнением. По потребности во влаге мезофиты занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Часть мезофитов — многолетники, к ним относятся многие корневищные и дерновинные растения. Ползучие корневища имеют луговые мезофильные злаки (мятлик луговой, полевица гигантская), многолетние двудольные травы (чина луговая, клевер ползучий). Дерновинные мезофиты особенно часто встречаются среди луговых злаков. Большинство сельскохозяйственных культур — более или менее типичные мезофиты.

Классификация растений по их потребности в воде весьма условна, так как количество необходимой растениям влаги может резко меняться в зависимости от стадии онтогенеза и многих других условий. Один и тот же вид в одних условиях проявляет свойства гидрофита, в других — гигрофита, в третьих — мезофита. Например, кукуруза в обычных полевых условиях — типичный мезофит, при выращивании гидропонным методом обнаруживает признаки гидрофита.

Экологические потребности животных в воде (влаге) также неодинаковы. Одни виды животных приспособлены к влажному климату (буйволы), другие — к сухому (верблюды). Крупный рогатый скот относят к мезофилам — организмам, предпочитающим средние условия увлажнения среды.

В процессе круговорота вода пребывает то в форме жидкости, то в форме пара, то в форме снега или льда. Любая фаза воды (жидкая, газообразная, твердая) — это экологический фактор, влияющий на организм, популяцию, фитоценоз, зооценоз, на сообщество взаимосвязанных растений и животных.

Немаловажное экологическое значение имеет парообразная вода. Она определяет влажность воздуха. В разных регионах Земли влажность воздуха неодинакова. В тропических лесах с большим количеством атмосферных осадков влажность воздуха высокая, а в полупустынях и пустынях с незначительным количеством осадков, наоборот, низкая. Так, в устье реки Амазонки среднегодовая относительная влажность воздуха 89 %, а в пустынях она 20 % и менее. В Нукусе на Амударье зарегистрирована относительная влажность, составляющая всего 5 %.

Биологическое значение воды в жидкой фазе исключительно велико. Воду потребляют и растения, и животные. Недостаток воды оказывает на организмы угнетающее действие. Лимитирующее влияние дефицита воды проявляется особенно резко при низкой влажности воздуха.

Водное голодание приводит к нарушению обмена веществ, снижению интенсивности фотосинтеза, замедлению темпов роста и развития растений. К дефициту атмосферной и почвенной влаги растения особенно чувствительны в критические периоды их роста и развития. У хлебных злаков критический период длится от фазы выхода в трубку до цветения. К дефициту почвенной влаги пшеница наиболее чувствительна за 5—7 дней до колошения, т. е. во время образования генеративных органов, когда организму требуется особенно много воды. Если водное голодание выражено резко и продолжается в течение длительного времени, растения погибают.

Неурожаи чаще всего являются следствием засухи.

При воздушной засухе, сопровождающейся высокой температурой, у колосовых нарушаются оплодотворение, образование полноценных зерновок в колосе. Формируются мелкие щуплые зерна, а в отдельных колосьях они вовсе не образуются. Возникает заболевание — пустоколосица.

Засухи — явление частое во многих регионах. Поэтому в местах, подверженных засухам, проблема получения высоких и устойчивых Урожаев особенно актуальна.

Мероприятия по предупреждению негативных последствий засух в растениеводстве имеют обычно комплексный характер. Проводят полив полей, садов, огородов, культурных пастбищ (орошаемое земледелие). Наряду с этим ведут дальнейшую работу по со-

зданию засухоустойчивых сортов сельскохозяйственных культур; выведены засухоустойчивые сорта пшеницы, персика, абрикоса, груши, яблони и других видов культурных растений.

Дефицит воды — лимитирующий фактор не только для растений, но и для животных. При недостатке питьевой воды у животных, особенно у молодняка, их рост и развитие задерживаются. Снижается молочная продуктивность лактирующих коров. Развивается обезвоживание организма, кровь сгущается, нарушается водно-солевой обмен.

При потере животным 10 % воды у него появляются общая слабость, вялость. Аппетит снижается и даже подавляется, а жажда усиливается. Слизистые оболочки глаз, губ и рта становятся менее влажными («подсыхают»). Глубокие необратимые нарушения в деятельности органов и систем, приводящие к смертельному исходу, происходят при потере организмом 20 % воды. Животные, лишенные воды, гибнут быстро — через 4—8 сут.

Своевременная дача животным достаточного количества питьевой воды восстанавливает водный баланс в организме, нормализует деятельность органов и систем. Соблюдение разработанного зоогигиенистами режима поения обеспечивает оптимальный рост и развитие молодняка, высокую продуктивность и воспроизводительную способность животных.

Не только недостаток, но и избыток воды в среде негативно влияет на рост и развитие, биологическую продуктивность и воспроизводительную способность многих видов растений и животных.

Повышенная влажность воздуха может стать причиной нарушений роста и развития растений. В условиях повышенной влажности формирующиеся семена насыщаются водой, их оболочка лопается, на поверхность выступает сладковатая жидкость. В основе этого процесса лежит нарушение ферментативной деятельности в клетках зерновки: вместо синтеза запасных продуктов идет их гидролиз, накапливаются сахара, повышается осмотическое давление клеточного сока.

Избыточное увлажнение почвы отрицательно сказывается на росте и развитии мезофитов — они выпадают из травостоя и замещаются гигрофитами.

На избыток воды в среде животные реагируют иначе. Они избыточного количества воды обычно не принимают (за исключением случаев заболеваний, сопровождающихся повышенной жаждой). Поэтому о вредном влиянии на животных избыточно выпитой воды говорить не приходится. Однако избыток парообразной воды в воздухе довольно сильно действует на состояние животных. Высокая влажность воздуха негативно влияет на крупный рогатый скот и на животных других видов. В коровниках и телятниках, свинарниках и птичниках, в других закрытых животноводческих помещениях повышение влажности воздуха отмечают довольно часто. Причины этого явления разные. Одна из них — выделение водяного пара животными (с поверхности тела и с выдыхаемым воздухом, с фекалиями и мочой).

При излишне высокой влажности воздуха у животных нарушается водный обмен, так как испаряемость влаги с поверхности тела затормаживается. Изменяются процессы, связанные с теплоотдачей. Повышенная влажность воздуха в сочетании с высокой температурой среды замедляет теплоотдачу и вызывает перегревание организма. Нарушение теплоотдачи у животных наблюдают и при низкой температуре, так как теплоемкость влажного воздуха выражена в большей мере, чем сухого. Поэтому холодный влажный воздух поглощает с поверхности тела больше тепла, чем при обычных, оптимальных условиях среды. Таким образом, повышенная влажность воздуха приводит к нарушению теплорегуляции в организме животных. Под влиянием высокой влажности воздуха в деятельности систем органов дыхания и кровообращения происходят неблагоприятные изменения. Высокая влажность воздуха способствует возникновению болезней кожи (экзема и др.).

Успешное развитие животноводства предполагает улучшение микроклимата животноводческих помещений и регуляцию процессов, связанных с рациональным поением животных. 2.4.5.

<< | >>
Источник: Н. А. Уразаев, А. А. Вакулин, А. В. Никитин и др.. Сельскохозяйственная экология— М.: Колос. — 304 с.; ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).. 2000

Еще по теме ВОДА:

  1. РАЗДЕЛ 3. Монополия с несколькими заводами
  2. ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОФИЦИАЛЬНОЙ ПРЕССЫ НА КАВКАЗСКИХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОДАХ В XIX ВЕКЕ О.И. Лепилкина Ставропольский государственный университет
  3. VI. 2.4. Вопросы качества вод суши
  4. АММИАК из СТОЧНЫХ вод ТЕКСТИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
  5. ХРОМОВАЯ КИСЛОТА из сточных вод, содержащих хромовую кислоту
  6. УРАН ИЗ СТОЧНЫХ ВОД ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ UO2
  7. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫСООРУЖЕНИЙ ПО ОЧИСТКЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ И БЫТОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД
  8. Кремнезём в природных водах
  9. Агрохимические исследования оросительных вод
  10. § 1. Показатели качества природных вод
  11. § 7. Основные этапы подготовки питьевой воды
  12. Соединения железа в природных водах
  13. Биологические методы очистки воды
  14. Сточные воды энергетических предприятий
  15. Качество вод. 
  16. Термическое обессоливание природной и сточных вод
  17. Поверхностные воды