MECHANISM OF WATER ADVANCING IN PLANT XYLEM CAPILLARIES
Abstract
The mechanism of water rise in the xylem which allows the description of the water distribution in plants taking into account their anatomy, architectural form, and the influencing external factors is considered. The assumption is made that the primary mechanism for the water promotion in plants is a capillary rise. The major driving force to lift water to the top of the plant is the superficial tension in the capillary menisci. It has been established that the condition for lifting water in plants is, firstly, the presence of the water horizontal movement. Secondly, the total cross-section area of capillaries should increase from the butt-end to the top. It is shown that the plant height is determined by the number of its lateral branches, as well as the presence of cross perforated plates in the xylem vessels. The mechanism of the self-oscillating mode of the plant transpiration at small time intervals is explained.
About the Authors
Iosif Anshelevich Kipnis
“KASIOR” Research and Production Company, Russia
Russian Federation
Russian Federation
Yury Mikhailovich Vernigorov
Don State Technical University, Russia
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Шеин, Е. В. Курс физики почв / Е. В. Шеин. — Москва : Изд-во Моск. гос. ун-та, 2005. — 432 с.
2. Теория и методы физики почв / под ред. Е. В. Шеина, Л. О. Карпачевского. — Москва : Гриф и К, 2007. — 616 с.
3. Якушкина, Н. И. Физиология растений / Н. И. Якушкина, Е. Ю. Бахтенко. — Москва : ВЛАДОС, 2005. — 463 с.
4. Кузнецов, В. В. Физиология растений / В. В. Кузнецов, Г. А. Дмитриева. — Изд. 2-е, пе-рераб. и доп. — Москва : Высш. шк., 2006. — 742 с.
5. Ботаника. Учеб. для вузов : в 4 т. / П. Зитте [и др.] ; на основе учеб. Э. Страсбургера [и др.]. Т. 2. Физиология растений / под ред. В. В. Чуба. — Москва : Академия, 2008. — 496 с.
6. Рубин, Б. А. Курс физиологии растений : учеб. для ун-тов / Б. А. Рубин. — Изд. 4-е, пе-рераб. и доп. — Москва : Высш. шк., 1976. — 576 с.
7. Якушина, Н. И. Физиология растений / Н. И. Якушина. — Москва : Просвещение, 1980. — 308 с.
8. Малиновский, В. И. Физиология растений / В. И. Малиновский. — Владивосток : Изд-во Дальневост. гос. ун-та, 2004. — 109 с.
9. Генкель, П. А. Физиология растений / П. А. Генкель. — Москва : Просвещение, 1970. — 192 с.
10. Даддингтон, К. Эволюционная ботаника / К. Даддингтон ; пер. с англ. Е. Е. Беренгартен ; под ред. Т. И. Серебряковой. — Москва : Мир, 1972. — 307 с.
11. Пахомова, Г. И. Водный режим растений / Г. И. Пахомова, В. К. Безуглов. — Казань : Изд во Казан. ун-та, 1980. — 252 с.
12. Уголев, Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение : учеб. / Б. Н. Уголев. — 3 е изд., стер. — Москва : Академия, 2010. — 272 с.
13. Тимонин, А. К. Ботаника : учеб. для студентов высш. учеб. заведений : в 4 т. Т. 3. Высш. растения / А. К. Тимонин. — Москва : Академия, 2007. — 352 с.
14. Вернигоров, Ю. М. Капиллярная модель древесных стволов / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестн. Дон. гос. техн. ун-та. — 2012. — № 6 (67). — С. 26–40.
15. Крамер, П. Д. Физиология древесных растений / П. Д. Крамер, Т. Т. Козловский. — Москва : Лес. пром-сть, 1983. — 464 с.
16. Вернигоров, Ю. М. Математическое моделирование распределения жидкости в ветвя-щихся капиллярных системах / Ю. М. Вернигоров, И. А. Кипнис // Вестн. Дон. гос. техн. ун-та. — 2010. — Т. 10, № 8 (51). — С. 1195–1206.
17. Кипнис, И. А. Продвижение воды в системе несимметричных линейных капилляров / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Вестн. Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. — № 3–4 (72–73). — С. 54–63.
18. Лотова, Л. И. Ботаника. Морфология и анатомия высших растений / Л. И. Лотова. — 4 е изд., доп. — Москва : ЛИБРИКОМ, 2010. — 512 с.
19. Кипнис, И. А. Капиллярная модель габитуса растений / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Изв. Юж. федер. ун-та. Техн. науки. — 2013. — № 9. — С. 250–255.
20. Кипнис, И. А. Математическая модель подъёма воды в простых криволинейных капил-лярах / И. А. Кипнис, Ю. М. Вернигоров // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. — 2013. — № 5, 6 (74). — С. 110–120.
21. Де Жен, П. Ж. Смачивание : статика и динамика / П. Ж. де Жен // Успехи физ. наук. — 1987. — Т. 151, вып. 4. — С. 619–681.
22. Кирколуп, Е. Р. Разработка устройств для исследования свойств жидкости в капиллярной гидродинамике : дис. … канд. техн. наук / Е. Р. Кирколуп. — Барнаул, 2008. — 146 с.
Review
For citations:
Kipnis I.A., Vernigorov Yu.M. MECHANISM OF WATER ADVANCING IN PLANT XYLEM CAPILLARIES. Vestnik of Don State Technical University. 2014;14(3):77-87. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/5698
Views:
643
Email this article 