Pflanze Und Wasser / Water Relations of Plants

ISBN-13: 9783642946790 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 1074 str.

O. Stocker

Opis

Von o. Stocker. Mit 4 Abbildungen. I. Grundprohleme des Wasserhaushaltes. Da sich Leben nur im wassrigen Medium vollziehen kann, ist Wasser in aus- reichender Menge und in einem geeigneten thermodynamischen Zustand (chemisches Potential) seine erste und allgemeinste Voraussetzung. Im Rahmen der cellularen Physiologie haben hieruber bereits die beiden vorangegangenen Bande dieses Handbuches berichtet; der vorliegende Band kann sich daher hinsichtlich der physikochemischen und physiologischen Grundlagen auf eine kurze Zusammen- fassung (Abschnitt II) beschranken. Sein eigentliches Anliegen ist das Problem, wie im Rahmen der Gesamtorganisation der Pflanze die Herstellung und die Aufrechterhaltung eines thermodynamisch ausreichenden Wasserzustandes ge- lingt und in welchen Abhangigkeiten und Beziehungen dieser Wasserhaushalt zu anderen physiologischen Vorgangen steht. Die Frage nach der Organisation des pflanzlichen Wasserhaushaltes zerfallt in die 3 Problemkreise der Wasseraufnahme, mit der zusammen zweckmassiger- weise auch die Wasserspeicherung besprochen wird (Abschnitt III), der Wasser- abgabe (Abschnitt IV) und der beide Vorgange verbindenden Wasserleitung (Abschnitt V). Das Resultat dieser Teilprozesse erscheint in einer Wasser- bilanz und einem Wasserzustand, mit deren Charakterisierung und deren Bedeu- tung fur das Gesamtleben der Pflanze sich der Abschnitt VI befasst. Abschliessend versucht dann eine kurze Darstellung der okologischen Wasserhaushaltstypen uber die einzelne Pflanze hinaus die Rolle des Wassers als Vegetationsfaktor zu umreissen. Im speziellen ist die Physiologie des Wasserhaushaltes beherrscht von dem tiefgreifenden Unterschied der thallophytischen und kormophytischen Organisation.

Spis treści

/ Contents.- I. Einführung.- I. Grundprobleme des Wasserhaushaltes.- II. Geschichtlicher Abriß.- III. Bibliographie.- Literatur.- II. Zellphysiologische Grundlagen.- A. Die Struktur des Wassers.- I. Die Zusammensetzung des Wassers.- II. Die Molekülstruktur.- III. Die Dissoziation des Wassers.- IV. Wäßrige Lösungen von Elektrolyten.- V. Wäßrige Lösungen von Nichtelektrolyten.- VI. Physikalische Eigenschaften des flüssigen Wassers.- VII Physikalische Vorgänge beim Gefrieren und Verglasen.- Literatur.- B. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Wassers und ihre physiologische Bedeutung.- a) The state of water in cells and tissues.- I. Water content.- II. Forces holding water in cells.- A. Hydration.- B. Imbibition.- C. Capillary forces.- Literature.- b) Osmosis and permeability.- I. Diffusion.- II. Osmosis.- A. Semi-permeable membranes.- B. Osmosis and equilibrium osmotic pressure.- C. Non-equilibrium osmotic pressure.- III. Permeability.- IV. Movement of ions.- A. Passive movements.- B. Active movement.- Literature.- III. Die Wasseraufnahme und Wasserspeicherung.- A. Die wasserführenden Medien, a) Gewässer.- 1. Das Süßwasser.- I. Salzgehalt und Reaktion.- II Der Gehalt an gelösten Gasen.- III. Die Dichte.- IV. Die Einstrahlung.- V. Die Temperatur.- VI. Die Schichtung in Seen.- VII. Arten der Gewässer.- 2. Das Meerwasser.- I. Chemisch bedingte Eigenschaften.- A. Salzgehalt und Alkalinität.- B. Der Gasgehalt.- II Reinphysikalische Eigenschaften.- A. Temperatur und Dichte.- B. Die innere Reibung (Zähigkeit).- C. Der osmotische Druck.- D. Die Durchsichtigkeit.- b) Das Wasser in der Atmosphäre als Nebel und Niederschlag.- I. Schwebende Wassertropfen in der Atmosphäre.- A. Tropfengrößen in Dunst und Nebel.- B. Wassergehalt der Nebelluft. Tropfenladung.- C. Nebelbildung und Nebelarten.- D. Horizontaler Niederschlag.- E. Nebelfrostablagerungen.- II. Niederschläge aus der Atmosphäre.- A. Die drei Regenarten. Niederschlagsdichte.- B. Niederschlagsmessung.- C. Die festen Niederschläge.- D. Die Schneedecke.- E. Grundsätze der Niederschlagsverteilung.- III. Niederschläge, die sich an Oberflächen bilden.- A. Die Entstehung von Tau und Reif.- B. Die Taumessung.- C. Ergebnisse der Taumessung.- Literatur.- c) Soil moisture.- I. Classification of soil moisture.- II. Energy relations of soil moisture.- A. General facts.- B. Methods of measuring free energy of soil moisture.- III. The field capacity and its measurement.- IV. The permanent wilting percentage.- A. Permanent wilting percentage as a soil moisture constant.- B. Effect of adding fertilizers to soil on the moisture equivalent and permanent wilting percentage.- C. Effect of adding organic matter to soils on the moisture equivalent and permanent wilting percentage.- D. Methods of measuring the permanent wilting percentage.- a) Physiological determination by wilting plants.- b) Physical measurements.- V. Soil moisture in relation to plant life.- A. Soil moisture extraction curves by plants.- B. The availability of water to plants.- C. Transpiration and photosynthesis in relation to soil moisture.- D. Measurement of plant growth in relation to soil moisture.- E. Interpretation of soil moisture conditions for plant growth by means of energy changes.- VI. Movement of soil moisture.- A. Movement in the liquid phase.- B. Movement in the form of vapor due to temperature gradients.- VII. Root development and soil moisture.- VIII. Resume.- Literature.- B. Physical and physiological aspects of water absorption.- I. Introduction.- II Forces effecting the water absorption.- A. Active versus passive absorption.- B. Active absorption and root pressure.- a) Osmotic theories.- b) Nonosmotic theories.- c) Osmotic versus nonosmotic explanations of root pressure.- C. Root and stem pressures.- a) General aspects.- b) Sap flow caused by root pressure.- c) Magnitude of root pressure.- d) Guttation.- D. Passive absorption by transpiring plants.- E. The relative importance of active and passive absorption.- III. Factors affecting the absorption of water.- A. Plant factors.- a) Cellular conditions.- b) How transpiration controls absorption.- c) The diffusion pressure gradient from soil to plant.- d) Efficiency of roots.- e) Protoplasmic factors.- f) Metabolic activity in relation to water absorption.- B. Environmental factors.- a) General aspect.- b) The available water content of the soil.- c) Concentration of the soil solution.- d) Temperature and water absorption.- e) Deficient aeration.- IV. Relation between absorption of water and of minerals.- Literature.- C. Spezielle Physiologie der wasseraufnehmenden und wasserspeichernden Organe.- a) Wasseraufnahme und Wasserspeicherung bei Thallophyten.- I. AllgemeinerÜberblick.- II. Die Aufnahme tropfbaren Wassers.- A. Grundsätzliches.- B. Die Austrocknung.- C. Die Wasseraufnahme.- a) Quellung.- b) Innere capillare Zuleitung bei Flechten und Pilzen.- c) Äußere capillare Zuleitung bei Moosen.- d) Aufnahme durch Rhizoiden bei Marchantiaceen.- D. Die Wasserkapazität.- III. Die Aufnahme von Wasserdampf.- A. Das Dampfdruckgleichgewicht mit der Atmosphäre.- B. Die Geschwindigkeit der Wasserdampfaufnahme und-abgabe.- Literatur.- b) Cormophyten. 1. Die Wurzel.- ?) Histology and development of the root.- I. The embryonic root.- II. The primary tissues of the root.- A. Primary meristems.- B. The rootcap.- C. The epidermis and root hairs.- a) General facts and developments.- b) Composition of root hair walls.- c) The origin of root hairs.- D. The cortex.- a) Exodermis or hypodermis.- b) Cortical parenchyma and mechanical tissue.- c) Endodermis.- E. The vascular cylinder.- a) Pericycle.- b) Vascular tissue.- III. The secondary growth.- IV. Branch roots.- Literature.- ?) Roots as absorbing organs.- I. Introduction.- II The absorbing zone of roots.- A. The regions.- a) Histological activity.- b) Physiological gradients.- B. The water uptake.- a) Location of maximum absorption.- b) Root hairs.- c) Secondary growth.- d) Absorption through suberized roots.- e) Mycorrhizae.- f) The zone of salt absorption.- g) The path of radial water movement.- III. The root system.- A. The extent of root systems.- a) Depth and spread of root systems.- b) Studies with radioactive isotopes.- c) Length of root systems.- d) Rate of root growth.- e) Effect of reduction in root surface.- B. Factors affecting root growth.- a) Plant factors.- 1. Hereditary characteristics.- 2. Root-shoot relations.- b) Soil factors.- 1. Soil moisture.- 2. Aeration.- 3. Soil temperature.- 4. Minerals, salt concentration, and pH.- 5. Competition and interaction.- Summary.- Literature.- 2. Die Wasseraufnahme durch Blätter und Samen.- I. Die Wasseraufnahme durch Blätter.- A. Probleme und Methoden.- B. Morphologische und physiologische Grundlagen.- a) Wirksame Kräfte.- b) Der Weg des Wassers.- c) Die Geschwindigkeit der Wasseraufnahme.- C. Spezielle biologische Probleme.- a) Träufelspitzen.- b) Die biologische Bedeutung der oberirdischen Wasseraufnahme.- c) Das Tauproblem.- d) Austrocknungsfähige Cormophyten.- e) Oberirdische Wasseraufnahme und Nährstoffhaushalt.- II. Die Wasseraufnahme der Samen.- Literatur.- 3. Wasserspeicherung und Wasserverschiebung.- I. Die Speicherung von Wasser.- A. Wasserspeichernde Organe.- B. Physiologie der Wasserspeicherung.- II. Die Verschiebung von Wasser.- Literatur.- IV. Die Wasserabgabe.- A. Die Abgabe dampfförmigen Wassers (Transpiration).- a) The air as a water absorbing medium.- I. General physical principles of evaporation and condensation.- II. Formulations of the evaporation.- A. Dalton’s equation.- B. Saturation deficit of the air.- C. Relative humidity of the air.- D. Psychrometer difference.- III. Methods of measuring evaporation and evapotranspiration.- A. Atmometer.- B. Mass exchange.- C. Energy balance.- Literature.- b) Physikalisch-physiologische Grundlagen der Transpiration.- 1. Die Evaporation.- I. Begriffsabgrenzung.- II. Die Evaporation wassergesättigter Körper (Evaporationsvermögen).- A. Meßmethoden.- B. Die Abhängigkeit der freien Verdunstung von Außenbedingungen.- C. Die Verdunstung durch multiperforate Septen.- III. Die tatsächliche Evaporation (bzw. Evapotranspiration) von Land- und Wasserflächen.- A. Wägemethoden.- B. Bilanzmethoden.- C. Austauschmethoden.- Literatur.- 2. Die Temperatur pflanzlicher Oberflächen.- I. Methoden der Temperaturmessung.- II. Atmungswärme und Verdunstungskälte.- III. Ein- und Ausstrahlung.- IV. Der Wärmehaushalt.- Literatur.- 3. Meßmethoden der Transpiration.- I. Überblick.- II. Methoden zur Bestimmung des Wasserverlustes der Pflanze.- A. Die Gefäßmethode.- B. Die Momentanmethode.- C. Die Anwelkmethode.- III. Methoden zur Bestimmung des abgegebenen Wasserdampfes.- A. Gasometrische Methoden.- a) Methoden mit ruhender Luft.- b) Methoden mit bewegter Luft.- B. Kobaltpapier- und Hygrometermethoden.- IV. Bezugssysteme.- A. Der Bezug auf die Fläche.- B. Der Bezug auf Gewichte.- C. Weitere Bezugssysteme.- Literatur.- B. Spezielle Physiologie der transpirierenden Organe.- a) Die Transpiration der Thallophyten.- I. Allgemeine Grundlagen.- II. Die Transpiration der Thallophyten als Evaporationsvorgang.- III. Die Transpiration einzelner Formen.- a) Algen.- b) Pilze und Flechten.- c) Moose.- 1. Foliose Formen.- 2. Marchantiaceen.- 3. Sporophyten von Laubmoosen.- Literatur.- b) Cormophyten.- 1. Morphologie und Anatomie des Blattes als Transpirationsorgan.- I. Verdunstungsfördernde Eigenschaften des Blattes.- II Das System der Verdunstungskontrolle.- A. Cuticula und Spaltöffnungen.- B. Das Durchlüftungssystem des Blattes.- III. Morphologische und anatomische Eigenschaften der Blätter, die den Wasserhaushalt beeinflussen.- A. Zellgrößen.- B. Gipfelständige Blätter.- C. Sonnen- und Schattenblätter.- D. Die mechanische Verstärkung der Blätter. Hartblätter.- E. Wasserspeicherung und Wassergewebe. Succulenz.- F. Größe und Form der Blätter.- G. Das „Rollblatt“.- IV. Die Abhängigkeit der Blattform von den Außenfaktoren.- Literatur.- 2. Die cuticuläre Transpiration.- I. Quellbarkeit und Permeabilität der Cuticula. “Incipient drying”.- II. Die Messung der cuticulären Transpiration.- A. Messung der cuticulären Transpiration einer stomatafreien Blattfläche.- B. Messung der cuticulären Transpiration einer stomataführenden Blatt- fläche.- III. Die Größe der cuticulären Transpiration.- IV. Die Abhängigkeit der cuticulären Transpiration von Dicke und Alter der Cuticula.- Literatur.- 3. Die stomatäre Transpiration und die Physiologie der Spaltöffnungen.- I. Vorkommen und Verteilung der Spaltöffnungen.- II. Morphologie und Bewegungsmechanik der Spaltöffnungen.- A. Die Haupttypen der Spaltöffnungsapparate.- B. ökologisch spezialisierte Spaltöffnungsapparate.- III. Methoden zur Ermittlung des Öffnungszustandes der Stomata.- A. Methoden, die sich auf die Transpirationsgröße gründen.- B. Infiltrationsmethoden.- a) Infiltration unter normalem Druck.- b) Infiltration nach Evakuieren der Intercellularen.- c) Infiltration unter Druck.- C. Porome terme thoden.- D. Diffusionsmethoden.- E. Mikroskopische Methoden.- a) Lloyd’s Methode.- b) Das Abdruckverfahren.- c) Mikroskopische Messung am unversehrten Blatt.- IV. Spaltöffnungen und Wasserdampfabgabe.- A. Das Porenareal der Blätter.- B. Die stomatäre Transpiration der Pflanze.- a) Die Bestimmung des stomatären Anteils der Gesamttranspiration.- b) Versuche in ruhiger Luft.- 1. Die Beziehung der stomatären Transpiration zur Evaporation.- 2. Die Beziehung der relativen Transpiration zur Spaltweite.- 3. Die Beziehung der stomatären Transpiration zur Spaltweite.- c) Versuche in bewegter Luft.- V. Die Physiologie der Spaltöffnungsbewegungen.- A. Äußere Faktoren als Ursache der Schließzellenbewegung.- a) Die Temperatur.- b) Das Licht.- 1. Die photoaktiven Öffnungs- und Schließbewegungen.- 2. Rhythmische Schwankungen der Schließzellen- und Spaltbreite.- 3. Die Spannungsphase und die motorische Phase.- 4. Die Abhängigkeit der Stomatabewegungen von der Lichtfarbe.- c) Die Hydratur.- 1. Der Druck der Epidermiszellen.- 2. Die passiven Öffnungs- und Schließbewegungen.- 3. Wundeingriffe.- 4. Die hydroaktive Schließbewegung.- d) Das Zusammenspiel der photoaktiven, hydroaktiven und passiven Reaktionen.- 1. Die Beziehung der Bewegungen zum Wasserdefizit.- 2. Die Regulatoren der Wasserbilanz.- ?) Das Zusammenspiel der hydroaktiven und photoaktiven Reaktionen.- ?) Die stomatäre Regulierbarkeit der Transpiration.- ?) Das Incipient drying der Intercellularwände und des Zellinhaltes.- 3. Die Veränderung der Stomataweite im Laufe des Tages.- B. Die Vorgänge im Zellinnern bei der Stomatabewegung.- a) Die Reaktionsketten der Öffnungs- und Schließbewegungen.- b) Physiologische Unterschiede zwischen Schließzellen, Nebenzellen und Epidermiszellen.- c) Mit der Schließzellenbewegung gleichzeitig verlaufende Veränderungen im Zellinnern.- 1. Mikroskopisch nachweisbare Veränderungen.- ?) Form und Struktur des Zellkerns.- ?) Viscosität.- ?) Plasmaströmung.- ?) Entmischungsvorgänge im Zellinnern.- ?) Permeabilität.- ?) Resistenz der Schließzellen und Nebenzellen.- ?) Quellung und Entquellung. Die Beziehung zwischen Protoplasmatik und Bewegungen der Schließzellen.- 2. Chemisch nachweisbare Veränderungen.- ?) Osmotische Wirkungen.- ?) Die Acidität des Zellinhaltes.- d) Künstlich verursachte Öffnungs- und Schließbewegungen.- 1. Säuren und Alkalien.- 2. Salze.- 3. Wundeingriffe.- e) Die Theorien der Stomatabewegung.- 1. Die Assimilationstheorie.- 2. Permeabilitäts- und adenoide Theorien.- 3. Die Enzym théorie.- 4. Die Plasmatheorie.- ?) Die Öffnungsbewegungen.- ?) Die Schließbewegungen.- Literatur.- 4. Die Transpiration von Sproßachsen und anderen nicht foliosen Organen.- I. Problemstellung.- II. Der Anteil der Achse an der Transpiration normal beblätterter Pflanzen.- III. Die Ruhetranspiration laubabwerfender Pflanzen.- IV. Die Transpiration assimilierender Sprosse und Luftwurzeln.- V. Die Transpiration durch Periderme und Borken älterer Achsen.- A. Anatomische Grundlagen.- B. Physiologische Untersuchungen.- Literatur.- 5. Die Abhängigkeit der Transpiration von den Umweltfaktoren.- Einleitende Bemerkungen.- I. Die Transpiration der Einzelpflanze.- A. Der Tagesgang der Transpiration.- a) Die Transpiration unter optimalen Bedingungen.- b) Das Wasser als begrenzender Faktor.- 1. Der Austrocknungsverlauf.- 2. Die Transpiration intakter Pflanzen.- c) Weitere begrenzende Umweltfaktoren.- 1. Temperatur und Luftfeuchtigkeit.- 2. Licht.- 3. Insolation und Wind.- B. Der Jahresgang der Transpiration.- C. Größenordnungen der Transpiration.- II. Die Transpiration in Baumkronen.- III. Die Transpiration in Pflanzenbeständen.- A. Der Bestandeskoeffizient.- B. Größenordnungen der Bestandestranspiration.- Literatur.- C. Die Abgabe flüssigen Wassers.- a) Outtation and bleeding.- I. Definitions.- II. Guttation.- A. Frequency of guttation.- B. Hydathodes.- III. Periodicity of guttation and bleeding.- IV. The amount and composition of the exudate.- A. Guttation fluid.- B. Bleeding sap.- V. The mechanism of exudation.- VI. Bleeding resulting from local pressures in the stem.- Literature.- b) Excretion by glandular organs.- I. Categories of glands.- II. Nectaries.- III. Glands of carnivorous plants.- A. The pitcher plants.- B. Utricularia.- Literature.- V. Die Wasserleitung.- A. Allgemeine Grundlagen der Wasserleitung.- Literatur.- B. Spezielle Physiologie der Leitungssysteme.- a) Die Wasserleitung bei Thallophyten.- I. Allgemeiner Überblick.- II. Leitsysteme bei Pilzen und Flechten.- III. Leitsysteme bei Moosen.- A. Die äußere Leitung bei foliosen Moosen.- B. Die innere Leitung bei Laubmoosen.- C. Die Rhizoidstrang- Leitung bei Marchantiaceen.- Literatur.- b) Die Wasserleitung in Parenchymen.- I. Die Problemstellung.- II. Untersuchungsmethoden.- III. Ergebnisse und Hypothesen.- A. Der Transport in Inter cellularen.- B. Der Transport durch Zellen.- a) Das Parenchym der Wurzekinde.- b) Das Blattparenchym.- c) Das Speicherparenchym.- d) Embryonale und wachsende Gewebe.- IV. Schluß.- Literatur.- c) Die Oefäßleitung.- I. Morphologisch-anatomische Grundlagen.- A. Die Bauelemente des Wasserleitungssystems.- a) Prinzipien der phylogenetischen Entwicklung.- b) Begriff und Morphologie der Tracheiden und Tracheen.- c) Das Wasserleitungssystem der Moose.- d) Tracheidale und tracheale Leitelemente der Cormophyten.- 1 Gefäßdurchbrechungen bei Pteridophyten und Gymnospermen.- 2. Gefäßlose Angiospermen.- 3. Die Entwicklung der Gefäßbahnen bei den Monocotylen.- 4. Die Entwicklung der Gefäßbahnen bei den Dicotylen.- e) Die Länge von Gefäßen und ihre Bestimmung.- f) Die Leitbündelsysteme.- B. Die quantitative Ausgestaltung des Wasserleitungssystems.- a) Grundbegriffe: relative Leitfläche, spezifisches Leitvermögen.- b) Das Verzweigungsproblem.- c) Die empirische Bestimmung der spezifischen Wasserleitfähigkeit.- 1. Die axiale Leitfähigkeit.- 2. Die radiale Leitfähigkeit.- d) Die theoretische Berechnung der Wasserleitfähigkeit nach dem Hagen-Poiseuilleschen Gesetz.- II. Physikalische Grundlagen.- A. Adhäsion und Kohäsion.- B. Gasembolie und Verkemung.- III. Physiologie der Gefäßleitung.- A. Stromstärke und Saftstromgeschwindigkeit.- a) Die Berechnung der Stromstärke.- b) Methoden zur Messung der Saftstromgeschwindigkeit.- 1. Farbstoffe.- 2. Fluorochrome.- 3. Lithiumsalze.- 4. Radioaktive Indicatoren.- 5. Konzentrierte Salzlösungen.- 6. Thermoelektrisches Verfahren.- c) Ergebnisse.- 1. Tagesgänge, Geschwindigkeitsverteilung innerhalb einer Pflanze.- 2. Geschwindigkeiten verschiedener Pflanzentypen.- B. Zusammensetzung und Konzentration des Gefäßwassers.- a) Methoden zur Gewinnung von Gefäßwasser.- b) Die Zusammensetzung des Gefäßwassers.- c) Die Konzentration des Gefäßwassers.- C. Die Dynamik des Transpirationsstromes.- Literatur.- d) Root pressure.- I. Historical introduction.- II. Theories suggested.- III. Magnitude of pressures developed.- IV. Rate of sap flow as a result of root pressures.- V. Root pressure and absorption.- VI. Summary.- Literature.- e) Vascular conduction in submerged plants.- I. Aquatic plants.- A. Experiments with rooted aquatics.- B. Experiments with cut shoots.- II. Submerged shoots of terrestrial plants.- III. Summary.- Literature.- VI. Wasserzustand und Wasserbilanz.- A. The hydrodynamic system.- I. General aspects.- II. Wilting.- III. The water content of leaves and other plant organs and its daily variations.- IV. Comparative daily periodicities of transpiration and absorption of water.- V. Daily variations in the osmotic quantities of plant cells.- VI. Permanent wilting and ultimate wilting.- VII. Internal redistributions of water in plants.- VIII. Seasonal variations in the water content of plants.- IX. Water turnover and water requirement.- X. Effects of variations in cell water content upon physiological processes.- Literature.- B. Die Bedeutung des Wasserzustandes für die Gesamtpflanze. a) Die Rolle des Wassers im statischen und dynamischen System der Pflanze.- 1. Turgor und Festigung des Pflanzenkörpers.- I. Historischer Überblick.- II. Grundlagen.- III. Turgor und Festigkeit der Einzelzelle.- A. Einleitendes.- B. Die Mechanik der Zellfestigung durch den Turgordruck bei einfachen Zellformen.- a) Kugelige Zellformen.- b) Zylindrische Zellen.- 1. Verkürzung und Dehnung.- 2. Durchbiegung.- 3. Torsion.- c) Unregelmäßige Zellformen.- d) Auspressung von Wasser und Zellsaft.- IV. Turgor und Stabilität vielzelliger Organe. Gewebespannung.- A. Festigung einfacher Pflanzenorgane ohne besondere mechanische Elemente.- a) Kugelige und zylindrische Formen.- b) Flächenförmige Gestaltungen.- B. Turgorfestigkeit vielzelliger Pflanzenorgane bei Einlagerung mechanischer Elemente.- a) Zylindrische Organe.- b) Flächenförmige Organe.- c) Turgorgelenke.- Literatur.- 2. Die Bedeutung des Wassers für mechanische Bewegungen der Pflanzen.- I. Einführung und geschichtliche Bemerkungen.- II. Quellungsmechanismen.- A. Allgemeine Grundlagen.- B. Kontinuierlich verlaufende Quellungsbewegungen.- C. Durch Quellungsmechanismen bewirkte Schleuderbewegungen.- III. Kohäsionsmechanismen.- A. Allgemeine Grundlagen.- B. Der Öffnungsmechanismus des Farnsporangiums.- C. Kombinierte Quellungs- und Kohäsionsmechanismen.- D. Die Utricularia- Fangblase als lebender Kohäsionsmechanismus.- IV. Turgormechanismen.- A. Allgemeine Grundlagen.- B. Turgorbedingte Spritzmechanismen.- C. Turgorbedingte Schleudermechanismen.- a) Hebelschleudern.- b) Quetschschleudern.- D. Turgorbedingte Entfaltungsbewegungen.- Literatur.- b) Der Einfluß des Wasserzustandes auf den physiologischen Zustand des Plasmas und den Ablauf seiner Funktionen.- 1. Significance of hydration to the state of protoplasm.- I. Dehydration.- II. Hydration.- Literature.- 2. Water content and respiration.- Literature.- 3. Wasserzustand und Photosynthese.- 4. Der Einfluß des Wasserzustandes auf Fermentprozesse und Stoffumsatz.- I Vorbemerkungen.- II. Stärke-Zucker-Umwandlungen.- III. Der Eiweißumsatz.- IV. Vorstellungen über die Beeinflussung der Fermentsysteme.- V. Hinweis auf weitere Stoffwechselprozesse.- Literatur.- 5. Die Bedeutung des Wasserzustandes für das Wachstum.- Literatur.- C. Die Bedeutung des Wasserumsatzes für die Gesamtpflanze.- a) Wasserumsatz und Salzstoffwechsel.- I. Einführung.- II. Der Mechanismus der Salzaufnahme und Leitung.- A. Die Salzaufnahme durch Wurzeln.- B. Die Salzaufnahme durch oberirdische Pflanzenteile.- C. Die Salzleitung in der Wurzelrinde.- D. Die Salzleitung im Xylem und Phloem.- III. Abhängigkeit und Regulation der Salzaufnahme und -leitung.- A. Salztransport und Transpirationsstrom.- B. Salzaufnahme und Licht.- C. Regulatorische Beziehungen.- IV. Aschengehalt und Wasserumsatz.- V. Salz Verteilung und Salzausscheidung.- A. Salzausscheidung durch Guttation und Salzdrüsen.- B. Salzbewegung und Verteilung in Geweben.- C. Die cuticuläre Rekretion.- D. Die Salz Verteilung bei Aufnahme durch oberirdische Organe und Salz- abscheidung durch die Wurzeln.- E. Salz Verlagerungen in der Pflanze.- Literatur.- b) Water consumption in plant production.- I. General remarks.- A. Introduction and limitations.- B. Terminology and concepts.- II. Water consumption.- A. Main factors influencing water consumption.- B. Actual water consumption. Methods and results.- C. Potential water consumption. Methods and results.- III. Humidity of climate and plant production.- Literature.- D. Die Dürreresistenz.- I. Begriffsbestimmungen, bibliographische und historische Bemerkungen.- II. Die plasmatische Dürreresistenz.- A. Gibt es eine allgemeine „physiologische Resistenz“ ?.- B. Die vitale Dürreresistenz.- a) Die phänotypischen Erscheinungen.- 1 Allgemeine und theoretische Grundlagen.- 2. Plasmatische Zustandsgrößen.- 3. Die Transpiration.- 4. Atmung und Assimilation.- ?) Reaktions- und Restitutionsphase.- ?) Reaktivierungsphase.- 5. Fermentative Prozesse.- 6. Der Ionenhaushalt.- 7. Abschließende Bemerkungen.- b) Die genotypische Spezialisierung.- C. Die letale Dürreresistenz.- III. Die konstitutionelle Dürreresistenz.- A. Die morphologisch-anatomische Struktur.- B. Die physiologische Konstitution.- Literatur.- E. Die Beeinflussung der Wasserbilanz durch Welkestoffe und Parasiten.- I. Die Blockierung der Gefäße des Wirtes.- II. Die Beeinflussung der Wasserbilanz durch Welkestoffe.- A. Stoffe mit abdichtender Wirkung auf die Zellwände.- B. Stoffe mit Giftwirkung für das Wirtsplasma.- Literatur.- VII. Der Wasserhaushalt ökologischer Pflanzentypen.- A. Das Wasser als pflanzengeographischer Faktor.- I. Klimatische Grundlagen der Vegetations Verteilung.- A. Der tellurische Wasserkreislauf.- B. Die hygrischen Klimate in ihrer Beziehung zu den Vegetationszonen.- C. Thermische und hygrische Klimaelemente in den verschiedenen Breiten der Erde.- D. Der regionale Wasserhaushalt und die Pflanzenwelt.- II. Der Wasserhaushalt in seinem Einfluß auf Lebens- und Vegetationsformen.- A. Der Niederschlag als pflanzengeographischer Faktor.- a) Die arktische Trockenvegetation.- b) Die Trockenvegetation gemäßigter Breiten.- c) Die Trockenvegetation der Subtropen.- d) Die Trockenheit in den Vegetationszonen der Tropen.- e) Die edaphischen, lokalklimatischen und geohydrologischen Abwandlungen des Wasserhaushaltes der Vegetation.- B. Der Nebel als pflanzengeographischer Faktor.- Literatur.- B. Die unmittelbar wasserbezogenen ökologischen Typen.- a) Les Xérophytes: leur économie d’eau.- I. Les milieux secs.- A. Sécheresse climatique.- B. Sécheresse édaphique.- II Morphologie et physio-écologie de l’eau des xérophytes.- A. Généralités.- B. Appareil souterrain.- a) Caractères généraux des sols arides.- b) Configuration des racines.- c) Rapports quantitatifs avec les parties aériennes.- d) Vitesse de croissance des racines.- e) Caractères anatomiques.- f) Absorption de l’eau.- g) Réserves d’eau.- C. Appareil vasculaire et conduction de l’eau.- D. Morphologie des organes aériens et transpiration.- a) Densité de la ramification.- b) Réductions ontogéniques ou saisonnières des surfaces transpirantes 798 e) Formes aphylles ou à feuilles écailleuses.- d) Protections périphériques.- e) Feuilles en gouttière.- f) Réserves aquifères: succulentes.- g) Stomates.- h) Transpiration.- III. Les principaux types de xérophytes.- A. Espèces annuelles.- B. Espèces sclérophylles à feuilles persistantes.- C. Espèces xéromorphes aphylles.- D. Espèces vivaces caducifoliées.- a) Espèces passant la saison sèche à l’état de vie active.- b) Espèces passant la saison sèche à l’état de repos.- E. Espèces réduisant leurs surfaces transpirantes en période sèche.- F. Xérophytes succulentes.- IV. Influence de l’eau sur la germination des xérophytes.- V. La résistance des xérophytes à la sécheresse.- VI. L’évolution des conceptions sur le xérophytisme.- Travaux cités.- b) Der Wasserhaushalt der Meso- und Hygrophyten.- I. Oberflächenentwicklung und Diffusionswiderstand der Blätter.- II. Empfindlichkeit der hydroaktiven Schließreaktion der Stomata gegen Wasserdefizite; Cuticulartranspiration.- III. Gesamttranspiration und Wasserverbrauch.- IV. Transpiration und Bilanz.- A. Methodische Bemerkungen.- B. Ergebnisse.- a) Sonnenkräuter trockener Standorte.- b) Grundtypen des Wasserhaushaltes.- c) Kräuter feucht-schattiger Standorte.- d) Pflanzen der Arktis und der alpinen Region der Hochgebirge.- e) Bäume und Sträucher.- V. Austrocknungsresistenz und Winterhaushalt der Immergrünen.- VI. Die Bedeutung der Bewurzelung für den Wasserhaushalt.- Literatur.- c) Der Wasserhaushalt der Hydrophyten und Helophyten.- I. Einleitende Bemerkungen.- A. Begriffsbestimmungen.- B. Wasser als Lebensraum.- II. Die Transpiration der Wasserpflanzen.- A. Das Mikroklima in Beständen von Wasserpflanzen.- B. Die Transpiration der Einzelpflanze.- a) Absolute und relative Transpirationswerte.- b) Bau und Funktion der Stomata.- c) Die cuticuläre Transpiration.- d) Die Struktur der Cuticula: Hydropoten.- e) Die Unbenetzbarkeit der transpirierenden Epidermis; Stomatoden.- C. Die Transpiration von Pflanzenbeständen.- III. Die Aufnahme des Wassers.- A. Orte der Wasseraufnahme.- B. Der Mechanismus der Wasseraufnahme.- a) Der osmotische Wert.- b) Die Saugkraft.- IV. Die Leitung des Wassers.- A. Das Adernetz der Blätter.- B. Der Wurzeldruck.- C. Das Luftkammersystem.- D. Das Gefäßsystem.- V. Die Wasserbilanz.- A. Die spezifische Bedeutung des Wurzeldruckes bei Hydrophyten.- B. Das Sättigungsdefizit.- VI. Die Wasserbewegung in Submersen.- Literatur.- C. Der Wasserfaktor bei anderen ökologischen Typen.- a) Der Wasserhaushalt der Halophyten.- I. Das Halophytenproblem.- II. Die Transpirationsintensität der Halophyten im Vergleich zu der anderer Pflanzentypen.- III. Osmotische Verhältnisse und „physiologische Trockenheit“.- A. Hygrohalophyten.- B. Xerohalophyten.- Literatur.- b) Der Wasserhaushalt der Epiphyten und Lianen.- I. Der Wasserhaushalt der Epiphyten.- A. Allgemeine Probleme des Epiphytismus.- B. Die Wasseraufnahme der Epiphyten.- a) Die Wasserversorgung durch Wurzeln.- b) Die Wasserversorgung durch Blätter und Knollen.- 1. Blätter und Knollen von Rubiaceen und Orchideen.- 2. Die Saugschuppen der Bromeliaceen.- 3. Zisternenbildung und Oberflächenentwicklung bei Bromeliaceen.- C. Die Speicherung von Wasser.- D. Die osmotischen Verhältnisse der Epiphyten.- E. Die Wasserabgabe der Epiphyten.- a) Die Regulation der Stomataöffnung.- b) Die Transpiration.- F. Der Wasserhaushalt poikilohydrer epiphytischer Farne.- II. Der Wasserhaushalt der Lianen.- A. Allgemeine Probleme.- B. Die Wasserleitung in Lianenstämmen.- a) Die Gefäßweite.- b) Die Wasserbewegung.- C. Zusammenfassende Bemerkungenüber den Wasserhaushalt der Lianen.- Literatur.- c) Der Wasserhaushalt der Parasiten.- I. Allgemeine Probleme.- II. Die Wasseraufnahme der Parasiten.- A. Organe der Wasseraufnahme.- B. Osmotische Werte und Saugkräfte der Parasiten.- III. Die Wasserabgabe der Parasiten.- IV. Stoffwechsel.- Literatur.- Namenverzeichnis — Author Index.- Sachverzeichnis (Deutsch-Englisch).- Subject Index (English-German).