معلومة

ما الذي يجعل الأوراق كارهة للماء؟

ما الذي يجعل الأوراق كارهة للماء؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في حديقتي ، أزرع البروكلي. كنت أقوم برشها بالماء في ذلك اليوم ، ولاحظت أن الماء يرتد عن الأوراق. عندما أخطأت في ذلك بدلاً من الرش الكامل ، تجمعت حبات الماء ، لكنها بقيت كخرز بدلاً من أن تنتشر. ارتد بعضها ، لكن بعضها تراكم. إذن ما الذي يجعل ذلك يحدث؟ أعلم أن الورقة كارهة للماء ، لكنني لم أجد من خلال البحث في Google ما إذا كان هناك طلاء من نوع ما على الورقة أو إذا كان هناك شيء آخر يجعلها كارهة للماء.


هذا بسبب وجود مادة كيميائية مسعورة تسمى كوتين موجودة على الأسطح الهوائية للنباتات.

الكوتين هو واحد من نوعين من البوليمرات الشمعية التي تشكل المكونات الرئيسية للبشرة النباتية ، والتي تغطي جميع الأسطح الهوائية للنباتات. البوليمر الرئيسي الآخر هو مادة كوتان ، والتي يتم حفظها بسهولة أكبر في السجل الأحفوري ، [1] يتكون الكوتين من أحماض أوميغا هيدروكسي ومشتقاتها ، والتي ترتبط ببعضها البعض عبر روابط استر ، وتشكل بوليمر بوليستر بحجم غير محدد.


المصدر: https://en.wikipedia.org/wiki/Cutin


تأثير مسعور

ال تأثير مسعور هو الميل الملحوظ للمواد غير القطبية للتجمع في محلول مائي واستبعاد جزيئات الماء. [1] [2] كلمة كاره للماء تعني حرفيًا "الخوف من الماء" ، وهي تصف فصل الماء والمواد غير القطبية ، مما يزيد من الترابط الهيدروجيني بين جزيئات الماء ويقلل من منطقة التلامس بين الماء والجزيئات غير القطبية. من حيث الديناميكا الحرارية ، فإن التأثير الكارثي للماء هو التغير الحر للطاقة في الماء المحيط بالمذاب. [3] يشير التغير الإيجابي في الطاقة الحرة للمذيب المحيط إلى كره الماء ، بينما يشير التغير السلبي في الطاقة الحرة إلى محبة الماء.

التأثير الكارثي للماء مسؤول عن فصل خليط من الزيت والماء إلى مكونين له. كما أنها مسؤولة عن التأثيرات المتعلقة بالبيولوجيا ، بما في ذلك: تكوين غشاء الخلية والحويصلة ، وطي البروتين ، وإدخال بروتينات الغشاء في بيئة الدهون غير القطبية ، وترابط جزيئات البروتين الصغيرة. ومن ثم فإن تأثير كاره الماء ضروري للحياة. [4] [5] [6] [7] تُعرف المواد التي يُلاحظ من أجلها هذا التأثير بالفُوار من الماء.


دهون وزيوت

يتكون جزيء الدهون من مكونين رئيسيين - الجلسرين والأحماض الدهنية. الجلسرين مركب عضوي (كحول) يحتوي على ثلاث كربون وخمسة هيدروجين وثلاث مجموعات هيدروكسيل (OH). تحتوي الأحماض الدهنية على سلسلة طويلة من الهيدروكربونات التي ترتبط بها مجموعة الكربوكسيل ، ومن هنا جاء الاسم & # 8220 حمض دهني. & # 8221 قد يتراوح عدد الكربون في الأحماض الدهنية من 4 إلى 36 أكثرها شيوعًا هي تلك التي تحتوي على 12-18 ذرة كربون . في جزيء الدهون ، ترتبط الأحماض الدهنية بكل من الكربونات الثلاثة لجزيء الجلسرين برابطة استر من خلال ذرة أكسجين (الشكل 2).

الشكل 2. يتكون ثلاثي الجلسرين من انضمام ثلاثة أحماض دهنية إلى العمود الفقري للجليسرول في تفاعل الجفاف. يتم إطلاق ثلاثة جزيئات من الماء في هذه العملية.

أثناء تكوين رابطة الإستر هذه ، يتم إطلاق ثلاثة جزيئات ماء. قد تكون الأحماض الدهنية الثلاثة في ثلاثي الجلسرين متشابهة أو غير متشابهة. تسمى الدهون أيضًا ثلاثي الجلسرين أو الدهون الثلاثية بسبب تركيبها الكيميائي. بعض الأحماض الدهنية لها أسماء شائعة تحدد أصلها. على سبيل المثال ، حمض البالمتيك ، أ الأحماض الدهنية المشبعة، مشتق من شجرة النخيل. مشتق من حمض الأراكيدك قصور أراشيس ، الاسم العلمي للفول السوداني أو الفول السوداني.

قد تكون الأحماض الدهنية مشبعة أو غير مشبعة. في سلسلة الأحماض الدهنية ، إذا كان هناك روابط مفردة فقط بين الكربون المتجاور في سلسلة الهيدروكربون ، يقال أن الحمض الدهني مشبع. الأحماض الدهنية المشبعة مشبعة بالهيدروجين بعبارة أخرى ، يتم زيادة عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة بالهيكل الكربوني إلى الحد الأقصى. حمض الستريك مثال على الأحماض الدهنية المشبعة (الشكل 3)

الشكل 3. حمض الستريك هو حمض دهني مشبع شائع.

عندما تحتوي سلسلة الهيدروكربون على رابطة مزدوجة ، يقال أن الحمض الدهني غير مشبع. حمض الأوليك مثال على الأحماض الدهنية غير المشبعة (الشكل 4).

الشكل 4. حمض الأوليك هو حمض دهني غير مشبع شائع.

معظم الدهون غير المشبعة سائلة في درجة حرارة الغرفة وتسمى بالزيوت. إذا كان هناك رابطة مزدوجة واحدة في الجزيء ، فإنها تُعرف باسم الدهون الأحادية غير المشبعة (على سبيل المثال ، زيت الزيتون) ، وإذا كان هناك أكثر من رابطة مزدوجة واحدة ، فإنها تُعرف باسم الدهون المتعددة غير المشبعة (على سبيل المثال ، زيت الكانولا).

عندما لا يكون للحمض الدهني روابط مزدوجة ، فإنه يُعرف باسم حمض دهني مشبع لأنه لا يمكن إضافة المزيد من الهيدروجين إلى ذرات الكربون في السلسلة. قد تحتوي الدهون على أحماض دهنية متشابهة أو مختلفة مرتبطة بالجلسرين. تميل الأحماض الدهنية الطويلة المستقيمة ذات الروابط المفردة إلى التوضيب بإحكام وتكون صلبة في درجة حرارة الغرفة. تعتبر الدهون الحيوانية التي تحتوي على حامض دهني وحمض النخيل (شائعة في اللحوم) والدهون مع حمض الزبد (شائع في الزبدة) أمثلة على الدهون المشبعة. تخزن الثدييات الدهون في خلايا متخصصة تسمى الخلايا الشحمية ، حيث تشغل كريات الدهون معظم حجم الخلية وعدد # 8217. في النباتات ، يتم تخزين الدهون أو الزيت في العديد من البذور ويستخدم كمصدر للطاقة أثناء نمو الشتلات. عادة ما تكون الدهون أو الزيوت غير المشبعة من أصل نباتي وتحتوي على رابطة الدول المستقلة الأحماض الدهنية غير المشبعة. رابطة الدول المستقلة و عبر تشير إلى تكوين الجزيء حول الرابطة المزدوجة. إذا كان الهيدروجين موجودًا في نفس المستوى ، فإنه يشار إليه على أنه دهون رابطة الدول المستقلة إذا كانت ذرات الهيدروجين على مستويين مختلفين ، يشار إليها على أنها دهون متحولة. ال رابطة الدول المستقلة الرابطة المزدوجة تسبب ثنيًا أو & # 8220kink & # 8221 تمنع الأحماض الدهنية من التعبئة بإحكام ، مما يجعلها سائلة في درجة حرارة الغرفة (الشكل 5). زيت الزيتون وزيت الذرة وزيت الكانولا وزيت كبد الحوت أمثلة على الدهون غير المشبعة. تساعد الدهون غير المشبعة على خفض مستويات الكوليسترول في الدم بينما تساهم الدهون المشبعة في تكوين طبقة البلاك في الشرايين.

الشكل 5. الأحماض الدهنية المشبعة لها سلاسل هيدروكربونية متصلة بواسطة روابط مفردة فقط. تحتوي الأحماض الدهنية غير المشبعة على رابطة مزدوجة واحدة أو أكثر. قد تكون كل رابطة مزدوجة في تكوين رابطة الدول المستقلة أو عبر. في تكوين رابطة الدول المستقلة ، يوجد كلا الهيدروجين على نفس الجانب من سلسلة الهيدروكربون. في التكوين العابر ، تكون الهيدروجين على جوانب متقابلة. تتسبب الرابطة المزدوجة لرابطة الدول المستقلة في حدوث تشابك في السلسلة.

الدهون المتحولة

في صناعة الأغذية ، يتم هدرجة الزيوت صناعيًا لجعلها شبه صلبة وذات قوام مرغوب فيه للعديد من المنتجات الغذائية المصنعة. ببساطة ، يتم ضخ غاز الهيدروجين عبر الزيوت لتجميدها. أثناء عملية الهدرجة هذه ، تكون الروابط المزدوجة لـ رابطة الدول المستقلة& # 8211 يمكن تحويل التشكل في سلسلة الهيدروكربون إلى روابط مزدوجة في عبر& # 8211 التشكل.

المارجرين وبعض أنواع زبدة الفول السوداني والسمن أمثلة على المهدرجة صناعياً عبر الدهون. أظهرت الدراسات الحديثة أن زيادة في عبر قد تؤدي الدهون في النظام الغذائي للإنسان إلى زيادة في مستويات البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة (LDL) أو الكولسترول & # 8220bad & # 8221 ، والذي بدوره قد يؤدي إلى ترسب البلاك في الشرايين ، مما يؤدي إلى الإصابة بأمراض القلب. حظرت العديد من مطاعم الوجبات السريعة مؤخرًا استخدام عبر الدهون ، وملصقات الطعام لعرض عبر محتوى الدهون.

أحماض أوميغا الدهنية

الشكل 6. حمض ألفا لينولينيك هو مثال على حمض أوميغا 3 الدهني. لديها ثلاث روابط مزدوجة رابطة الدول المستقلة ، ونتيجة لذلك ، شكل منحني. من أجل الوضوح ، لا يتم عرض الكربون. يحتوي كل كربون مرتبط بشكل منفرد على اثنين من الهيدروجين المرتبطين به ، كما أنه غير معروض.

الأحماض الدهنية الأساسية هي أحماض دهنية مطلوبة ولكن لا يصنعها جسم الإنسان. وبالتالي ، يجب استكمالها من خلال تناولها عن طريق النظام الغذائي. تندرج أحماض أوميغا 3 الدهنية (مثل تلك الموضحة في الشكل 6) ضمن هذه الفئة وهي واحدة من اثنين فقط معروفين للبشر (الآخر هو أحماض أوميغا 6 الدهنية). هذه أحماض دهنية متعددة غير مشبعة وتسمى أوميغا 3 لأن الكربون الثالث من نهاية سلسلة الهيدروكربون متصل بالكربون المجاور له برابطة مزدوجة.

يتم ترقيم أبعد كربون بعيدًا عن مجموعة الكربوكسيل على أنه أوميغا (ω) الكربون ، وإذا كانت الرابطة المزدوجة بين الكربون الثالث والرابع من هذه النهاية ، فإنها تُعرف باسم حمض أوميغا 3 الدهني. مهم من الناحية التغذوية لأن الجسم لا يصنعها ، تشمل أحماض أوميغا 3 الدهنية حمض ألفا لينوليك (ALA) وحمض إيكوسابنتاينويك (EPA) وحمض الدوكوساهيكسانويك (DHA) ، وكلها غير مشبعة. يعتبر السلمون والتراوت والتونة مصادر جيدة لأحماض أوميغا 3 الدهنية. تشير الأبحاث إلى أن أحماض أوميغا 3 الدهنية تقلل من خطر الموت المفاجئ من النوبات القلبية ، وتقلل من الدهون الثلاثية في الدم ، وتخفض ضغط الدم ، وتمنع تجلط الدم عن طريق تثبيط تخثر الدم. كما أنها تقلل الالتهاب ، وقد تساعد في تقليل خطر الإصابة ببعض أنواع السرطان في الحيوانات.

مثل الكربوهيدرات ، تلقت الدهون الكثير من الدعاية السيئة. صحيح أن الإفراط في تناول الأطعمة المقلية وغيرها من الأطعمة & # 8220 fatty & # 8221 يؤدي إلى زيادة الوزن. ومع ذلك ، فإن الدهون لها وظائف مهمة. العديد من الفيتامينات قابلة للذوبان في الدهون ، وتعمل الدهون كشكل تخزين طويل الأمد للأحماض الدهنية: مصدر للطاقة. كما أنها توفر عزلًا للجسم. لذلك ، يجب استهلاك الدهون & # 8220healthy & # 8221 بكميات معتدلة على أساس منتظم.


شرح: مسعور ومحبة للماء

أحيانًا ينتشر الماء بالتساوي عندما يصطدم بسطح ما ، وأحيانًا يتحول إلى قطرات صغيرة. بينما لاحظ الناس هذه الاختلافات منذ العصور القديمة ، فإن فهم هذه الخصائص بشكل أفضل ، وطرق جديدة للتحكم فيها ، قد يجلب تطبيقات جديدة مهمة.

تُعرف المواد التي لها صلة خاصة بالمياه - تلك التي تنتشر عبرها ، مما يزيد من التلامس - بأنها محبة للماء. تُعرف تلك التي تطرد الماء بشكل طبيعي ، وتتسبب في تكوين القطرات ، بأنها كارهة للماء. يقول كريبا فاراناسي ، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، إن كلا الفئتين من المواد يمكن أن يكون لهما تأثير كبير على أداء محطات الطاقة والإلكترونيات وأجنحة الطائرات ومحطات تحلية المياه ، من بين تقنيات أخرى. يمكن أن توفر التحسينات في الأسطح المحبة للماء والطارئة للماء زجاجات الكاتشب حيث ينزلق البهارات مباشرة ، أو الزجاج الذي لا يفسد أبدًا ، أو محطات الطاقة التي تستخرج المزيد من الكهرباء من كمية معينة من الوقود.


الصورة مقدمة من رونغ شياو ونيناد ميليكوفيتش

يتم تحديد المواد المحبة للماء والمواد الكارهة للماء من خلال هندسة الماء على سطح مستو - على وجه التحديد ، الزاوية بين حافة القطرة والسطح تحتها. وهذا ما يسمى بزاوية التلامس.

إذا انتشرت القطرة ، متبللة مساحة كبيرة من السطح ، فإن زاوية التلامس تكون أقل من 90 درجة ويعتبر هذا السطح محبًا للماء ، أو محبًا للماء (من الكلمات اليونانية للماء ، هيدرو، و الحب، فيلوس). ولكن إذا كانت القطرة تشكل كرة بالكاد تلامس السطح - مثل قطرات الماء على صينية ساخنة - فإن زاوية التلامس تزيد عن 90 درجة ، والسطح كاره للماء أو يخاف من الماء.

لكن المصطلحات لا تتوقف عند هذا الحد: تركز معظم الأبحاث الحالية حول المواد الكارهة للماء والمواد المحبة للماء على الحالات القصوى - أي المواد شديدة المقاومة للماء وفائقة المقاومة للماء. على الرغم من أن تعريفات هذه المصطلحات أقل دقة ، فإن الأسطح التي تشكل فيها القطرات الضيقة زاوية تلامس تزيد عن 160 درجة تعتبر كارهة للماء. إذا كانت القطرات منتشرة بشكل مسطح تقريبًا ، بزاوية تلامس أقل من حوالي 20 درجة ، يكون السطح شديد المحبة للماء.

تقول إيفلين وانج ، الأستاذة المشاركة في الهندسة الميكانيكية بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمتخصصة في المواد شديدة المقاومة للماء: "في كثير من الحالات ، يكون السلوك المتطرف مفيدًا في الهندسة". على سبيل المثال ، تعمل أسطح المكثفات في محطات التحلية أو محطات الطاقة بشكل أفضل عندما تكون شديدة المقاومة للماء ، لذلك تنزلق القطرات باستمرار ويمكن استبدالها بأخرى جديدة. على العكس من ذلك ، بالنسبة للتطبيقات التي يتدفق فيها الماء على سطح ما لمنع ارتفاع درجة الحرارة ، فمن المستحسن أن يكون لديك مادة فائقة المحبة للماء ، لضمان أقصى اتصال بين الماء والسطح.

لماذا تحدث هذه الظواهر؟ إنها في الأساس مسألة كيمياء السطح ، والتي يتم تحديدها من خلال خصائص المواد المستخدمة. يمكن لشكل السطح أيضًا تضخيم التأثيرات: على سبيل المثال ، إذا كانت المادة كارهة للماء ، فإن إنشاء أنماط نانوية على سطحها يمكن أن يزيد من منطقة التلامس بقطرة ، مما يضخم التأثير ويجعل السطح خارقًا للماء. وبالمثل ، فإن استخدام الأنابيب النانوية لسطح محب للماء يمكن أن يجعله شديد المحبة للماء. (ومع ذلك ، هناك استثناءات ، حيث يمكن لأنواع خاصة من الزخرفة في الواقع عكس الخصائص العادية للمادة.)

يصبح الأمر أكثر تعقيدًا عندما تتحرك الأشياء - كما هو الحال غالبًا في مواقف العالم الحقيقي. على سبيل المثال ، عند إمالة سطح مستوٍ ، يمكن أن تبدأ أي قطرات منه في الانزلاق ، مما يؤدي إلى تشويه أشكالها. لذا ، بخلاف قياسات زوايا التلامس الثابتة ، يتطلب الفهم الكامل لخصائص السطح أيضًا تحليلًا لكيفية اختلاف زوايا التلامس عند الحواف المتقدمة (الأمامية) والمتراجعة (الخلفية) عندما يكون السطح مائلًا.

نظرًا لأن العالم الطبيعي مليء بالأسطح الكارهة للماء والماء ، فقد عرف العلماء أساسيات هذه الظاهرة منذ قرنين على الأقل. على سبيل المثال ، تعتبر ورقة اللوتس مثالًا معروفًا على مادة كارهة للماء ، والتي تحمي النبات الذي يعيش في الماء من أن يصبح مغمورًا بالمياه. تجمع بعض الأنواع ، مثل خنفساء ستينوكارا في صحراء ناميبيا بأفريقيا ، كلتا السمتين: ظهر الحشرة وأجنحتها بها نتوءات محبة للماء تشجع على التكثيف من الضباب وهي محاطة بأحواض كارهة للماء ، والتي تجمع القطرات الناتجة وتوجهها نحو فم الخنفساء - مما يسمح لها بالبقاء على قيد الحياة في أحد الأماكن الأكثر جفافاً على وجه الأرض.

أحد مجالات الاهتمام الحديثة في الأسطح الكارهة للماء والماء له علاقة بكفاءة الطاقة. يمكن للأسطح شديدة المقاومة للماء التي يجري تطويرها من قبل الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأماكن أخرى أن تؤدي إلى نقل أفضل للحرارة في مكثفات محطات الطاقة ، مما يزيد من كفاءتها الإجمالية. يمكن أن تزيد هذه الأسطح أيضًا من كفاءة محطات تحلية المياه.

ساهمت التقنيات الجديدة أيضًا في هذا المجال: لقد مكنت القدرة على إنشاء أسطح موصلة بالنانو ، مع وجود نتوءات أو نتوءات يبلغ عرضها بضعة أجزاء من المليار من المتر ، جيلًا جديدًا من مواد الاستيلاء على المياه وتساقط المياه ، التصوير الجديد عالي الدقة للأسطح في الحركة قد أتاح فهم العمليات المتضمنة بشكل أفضل.

إن البحث الذي تم تمكينه بواسطة التقنيات الجديدة يجعل من الممكن فهم هذه السلوكيات والتلاعب بها على مستوى من التفاصيل لم يكن من الممكن تصوره قبل عقد أو عقدين. لكن في بعض الأحيان ، تُظهر الأساليب الجديدة مدى نجاح العلماء في اكتشاف الأشياء منذ فترة طويلة: "إنه لأمر مدهش ،" يقول فاراناسي ، "أن بعض الأشياء التي يمكننا التحقق من صحتها الآن تم التنبؤ بها قبل قرن من الزمان."


التكيفات ورقة مائية

النباتات المائية (الماء بمعنى الماء) نباتات تتكيف مع النمو في الماء. يختلف هيكل الورقة المائية عن الورقة المتوسطة بسبب الضغوط الانتقائية في البيئة - الماء وفير ، لذلك فإن النبات يهتم أكثر بالبقاء طافيًا ومنع الحيوانات العاشبة.

الشكل ( فهرس الصفحة <2> ): مقطع عرضي لورقة مائية

راقب شريحة مُعدَّة من نبات مائي ، مثل Nymphaea ، والتي تُسمى عادةً زنبق الماء. لاحظ طبقة البشرة الرقيقة وغياب الثغور في الطبقة السفلية من البشرة. في الوسط الإسفنجي ، توجد جيوب كبيرة حيث يمكن احتجاز الهواء. يسمى هذا النوع من نسيج الحمة ، المتخصص في حبس الغازات ايرنشيما. ابحث عن الخلايا المتفرعة الحادة التي تعبر الورقة و rsquos mesophyll. سوف تلطخ هذه الخلايا بشكل مختلف عن خلايا النسيج لأنها تحتوي على جدار ثانوي سميك. تسمى هذه الخلايا المصلبة الأستروسكليريد وتوفير الدعم الهيكلي للورقة ، وكذلك الوقاية من العواشب.

لماذا لا توجد ثغور على الطبقة السفلية للبشرة Nymphaea ورقة الشجر؟

ارسم مقطعًا عرضيًا لأوراق Nymphaea ، مع وضع علامة على كل بنية أو نسيج باسمها ووظيفتها.


لماذا يتغير لون الأوراق في فصل الخريف؟

في بعض مناطق العالم ، يتغير الطقس في الخريف ، مما يجعل الهواء باردًا. خلال هذا الوقت ، تتغير ألوان العديد من الأوراق أيضًا. لماذا يحدث هذا؟

تساقط الأشجار المتساقطة أوراقها في الشتاء. صورة بول باكنغهام.

لنفكر أولاً في سبب تساقط بعض الأشجار لأوراقها قبل الشتاء. في الشتاء ، تتطلب النباتات الكثير من الطاقة والمياه للحفاظ على صحة أوراقها. لكن الشتاء بارد وجاف وعادة لا يكون هناك الكثير من أشعة الشمس (مما يساعد على تزويد النباتات بالطاقة). لذلك ، بدلاً من محاولة الاحتفاظ بأوراقها ، تقوم بعض النباتات بإسقاط أوراقها وإغلاق البقع الموجودة على فروعها حيث تم تثبيت الأوراق.

كيف يرتبط هذا بما يجعل الأوراق ملونة؟

يتم تلوين الأوراق بواسطة جزيئات تسمى أصباغ. الصباغ الذي يجعل الأوراق خضراء هو الكلوروفيل. الكلوروفيل مهم للنباتات لصنع الطعام باستخدام ضوء الشمس. خلال فصلي الربيع والصيف عندما يكون هناك الكثير من ضوء الشمس ، تنتج النباتات الكثير من الكلوروفيل.

في الخريف عندما يبدأ البرودة ، تتوقف بعض النباتات عن إنتاج الكلوروفيل. بدلاً من ذلك ، تقوم تلك النباتات بتفكيك الكلوروفيل إلى جزيئات أصغر. مع اختفاء الكلوروفيل ، تبدأ الأصباغ الأخرى في إظهار ألوانها. هذا هو سبب تحول الأوراق إلى اللون الأصفر أو الأحمر في الخريف.

في الخريف ، تتفكك النباتات وتعيد امتصاص الكلوروفيل ، مما يسمح لألوان الأصباغ الأخرى بالظهور. صورة Sander van der Wel.

عادة ما يحدث تغيير اللون قبل سقوط الأوراق من الشجرة. لماذا قد يكون ذلك؟ يتطلب إنتاج الكلوروفيل الكثير من الطاقة. إذا قامت النباتات بتفكيك الكلوروفيل وإخراجها من أوراقها قبل سقوط الأوراق ، فإن النباتات توفر الطاقة. يمكن للنباتات إعادة امتصاص الجزيئات التي يتكون منها الكلوروفيل. بعد ذلك ، عندما يكون الجو دافئًا ومشمسًا بدرجة كافية للنمو مرة أخرى ، يمكن للنباتات استخدام هذه الجزيئات لإعادة تكوين الكلوروفيل. بهذه الطريقة لن تضطر النباتات إلى إنتاج الكلوروفيل من الصفر.

هناك أصباغ أخرى في الأوراق تسمى الكاروتينات. الكاروتينات صفراء وبرتقالية. الأنثوسيانين هي أصباغ نباتية أخرى تصنع فقط في الخريف. تسبب هذه الأصباغ ألوانًا حمراء أو وردية أو أرجوانية. يحمي الأنثوسيانين الأوراق أيضًا من التهام أو التعرض لحروق الشمس.

لذلك فإن الألوان المختلفة في الأوراق ناتجة عن تغيرات في الأصباغ. عندما يتغير الطقس ، تقوم بعض النباتات بتفكيك كل الصباغ الأخضر. يتيح ذلك ظهور اللون الأصفر والبرتقالي والأحمر الجميل في الخريف.


سوء الصرف أو الري غير السليم

مشاكل المياه - سواء كانت كثيرة جدًا أو قليلة جدًا - هي السبب الرئيسي وراء الأوراق الصفراء. في التربة شديدة الرطوبة ، لا تستطيع الجذور التنفس. إنهم يخنقون ويغلقون ويتوقفون عن توفير المياه والمغذيات التي تحتاجها النباتات. تحت الماء ، أو الجفاف ، لهما تأثير مماثل. مع القليل من الماء ، لا تستطيع النباتات تناول العناصر الغذائية الأساسية. ينتج عن ذلك أوراق صفراء.

لإصلاح مشاكل المياه أو منعها ، ابدأ بتربة مسامية جيدة التصريف. إذا كنت تنمو في حاويات ، فاختر أوانيًا بها فتحات تصريف جيدة وحافظ على الصحون خالية من الماء الزائد. في المناظر الطبيعية الخاصة بك ، تجنب الزراعة حيث تتراكم مياه الأمطار أو الري. ادمج المواد العضوية ، مثل السماد ، في تربتك لتحسين بنية التربة والصرف.

قبل أن تسقي ، امنح التربة "اختبار الإصبع". أدخل إصبعك السبابة بضع بوصات في التربة. كقاعدة عامة ، الماء فقط عندما تكون التربة جافة. ثم اسقِ الماء جيدًا وبعمق. إذا شعرت أن التربة باردة ورطبة ، انتظر بضعة أيام. اترك التربة تجف دائمًا قليلًا قبل أن تسقيها مرة أخرى.


السطح المذهل المصنوع من الهندسة الدقيقة والمقاوم للماء والذي يعيش خارج نافذتي

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

هذه صورة لورقة شجر من الفناء الخلفي لمنزلتي ، تم نسفها 4270 مرة. هذا السرير من إبر الشمع فائقة الدقة ، غير المرئية للعين المجردة ، هو سر قدراته المذهلة على مقاومة الماء. جانين نونيس وأمبير آتيش باتيا

لإعادة مراجعة هذه المقالة ، قم بزيارة ملفي الشخصي ، ثم اعرض القصص المحفوظة.

كنت متوجهاً من المنزل لتناول الغداء ، عندما التقطت بريقًا من الضوء من زاوية عيني. رأيت ما بدا وكأنه قطرات صغيرة من الزئبق ، جالسة على أوراق نبات في الفناء الخلفي لمنزلتي.

هاه. كانت كرات الزئبق تلك مجرد قطرات ماء عاكسة للغاية. لكن شيئًا ما حول هذا النبات أذهلني ، وتوقفت لإلقاء نظرة فاحصة. بالمناسبة ، النبات عبارة عن الخشخاش (ماكليا كورداتا). حصلت & # x27s على هذه الأوراق الخضراء الفركتالية الجميلة الكبيرة وموطنها الأصلي الصين واليابان وجنوب شرق آسيا.

هل لاحظت ما صدمني بالغرابة في هذا المشهد؟

قطرات الماء هذه فقط .. مستدير. إنها تشبه الكرات الزجاجية الصغيرة ، وتجلس بلطف في مكانها. امنح الورقة أخف نقرة ، وسوف يتدحرجون بعيدًا.

هذا & # x27s ليس كيف يتصرف الماء عادة. الماء يبلل الأشياء. يتمسك بالسطح ويتسطح مثل الفطيرة. إنه لا يتدحرج مثل حبة الزجاج. يجب أن تحتوي هذه الورقة على نوع من الأسطح الطبيعية المقاومة للماء والتي تمنعها من التبلل.

بعد يومين ، قطعت ورقة وأحضرتها إلى صديقتي جانين نونيس. جانين باحثة ما بعد الدكتوراه في جامعة برينستون. هي & # x27s باحثة ماهرة للغاية ، ولديها أيضًا إمكانية الوصول إلى بعض أروع الألعاب الموجودة. من بين هذه الأجهزة الرائعة كاميرا فانتوم فائقة السرعة.

ركبت الورقة على حامل ، وجعلت الكاميرا جاهزة للانطلاق.

الآن لبعض المرح. إليك & # x27s ماذا يحدث عندما تضرب قطرة ماء ورقة الخشخاش.

هل ترى كيف ترتد قطرة الماء عن الورقة بدلاً من تناثرها؟ *
*

إذا اصطدمت المياه بأوراق الشجر بشكل أقوى ، فسيتم تناثرها. لكنها لا تزال لا تبلل السطح.

يمكنك مشاهدة قطرات الماء تندمج في قطرة واحدة كبيرة متذبذبة.

فكيف تصد هذه الورقة الماء؟

لفهم هذا ، __ نحتاج أولاً إلى معرفة معنى البلل. __ بما أن جزيئات الماء تتجاذب مع بعضها البعض ، فإن كتلة من الماء تريد أن تنكمش إلى الداخل. هذا & # x27s هو سبب كون نقطة الماء العائمة في الفضاء مستديرة ، مثل الكرة (إنها & # x27s هي الشكل الأكثر & # x27-in & # x27). ولكن هنا على الأرض ، لا تطفو المياه في الجو. تجلس على سطح ما ، مثل طاولتك أو حوض الاستحمام أو ورقة شجر. يسحب هذا السطح الماء لأسفل ويسحق الكرة في شكل فطيرة. لذلك يبدو أكثر مثل هذا.

في الواقع ، يمكنك قياس كيف & # x27wettable & # x27 السطح عن طريق حساب زاوية الأتصال.

كلما زاد جذب السطح للماء ، زاد سحق الكرة في فطيرة ، وكان السطح أكثر رطوبة.

تسحق الأسطح المحبة للماء كرة الماء في شكل فطيرة.

من ناحية أخرى، نافرة من الماء الأسطح (التي تكره الماء) تجذب الماء بدرجة أقل ، لذا فإن القطرة تكون أكثر استدارة.

وبعد ذلك لديك خارقة للماء الأسطح ، مثل Never Wet ، والتي بالكاد تجذب الماء على الإطلاق. على هذه الأسطح ، تكون قطرات الماء كروية تقريبًا. يكاد يكون من المستحيل تبلل هذه الأسطح - الماء يتدحرج منها.

لمعرفة ما يحدث مع ورقتنا & # x27 ، نحتاج إلى قياس زاوية الاتصال الخاصة بها. وضعت جانين قطرة صغيرة من الماء على الورقة.

فقاعة. تصل زاوية التلامس إلى 175 درجة تقريبًا. الورقة مقاومة للماء للغاية - إنها شديدة المقاومة للماء.

ولكن كيف تصبح الورقة شديدة المقاومة للماء؟ وأوضح جانين أن الحيلة في ذلك هي أن الماء لا يجلس بالفعل على السطح. السطح شديد المقاومة للماء يشبه إلى حد ما طبقة من الأظافر. المسامير تلامس الماء ، لكن توجد فجوات بينها. لذلك هناك & # x27s نقاط اتصال أقل ، مما يعني أن السطح يمكن & # x27t أن يسحب الماء بنفس القدر ، وبالتالي يظل القطرة مستديرة.

للحصول على مقاومة شديدة للماء ، يجب أن توضع قطرة على سطح يشبه فراش الأظافر.

ZanderZ / ويكيميديا ​​كومنز (المجال العام)

إذا كان هذا التفسير صحيحًا ، فيجب طلاء سطح ورقة الخشخاش العمودية بإبر صغيرة. لمعرفة ذلك ، قمنا بوضع إحدى هذه الأوراق داخل مجهر إلكتروني (ألم # x27t أخبرك أن لديها إمكانية الوصول إلى أروع الألعاب؟ لم أكن أكذب.)

وكما توقعنا ، رأينا هذا المجال من إبر الشمع الصغيرة ، كل إبرة يبلغ طولها بضعة ميكرونات فقط!

هنا & # x27s نظرة أخرى على هذه المسامير الصغيرة. يمكنك رؤية التموجات على الورقة خلفها.

يتم تعليق قطرات الماء على إبر الشمع فائقة الدقة ، وهذا يمنعها من ترطيب السطح.

بعد ذلك ، نظرنا إلى الجانب السفلي من هذه الورقة بالمجهر. لاحظنا في وقت سابق أن الجانب السفلي من الورقة كان أيضًا شديد الكراهية للماء ، ويمكنك أن ترى أنه مغطى بخيوط صغيرة تشبه الشعر. لكننا ذهلنا بما رأيناه من خلال المجهر.

تنمو خيوط صغيرة تشبه الشعر من الأوردة تحت الورقة.

جانين نونيس وأمبير آتيش باتيا

هنا & # x27s نظرة فاحصة على تلك الألياف.

في هذا النطاق ، تبدو وكأنها مخالب تمتد من الأوردة. لإعطائك إحساسًا بالحجم ، كل من هذه الألياف سميكة مثل شعرة الإنسان العادية. دعونا & # x27s تهبط على واحدة منهم.

مرة أخرى ، ترى شبكة دقيقة من إبر شمعية دقيقة للغاية تغطي كل من هذه الألياف ، كل إبرة يبلغ طولها بضعة ميكرونات فقط. هذه الإبر أصغر بكثير مما تراه عينك. هذه القدرة على اللمس دون لمس حقًا ، من خلال إراحة الماء على فراش من المسامير ، هي سر قوى مقاومة الماء المذهلة لهذه الورقة.

هناك شيء أخير أردت معرفته. لماذا طور هذا النبات ، والعديد من النباتات الأخرى ، هذه القدرة المذهلة على إبقاء الماء بعيدًا؟ أحد التفسيرات الشائعة هو أن هذا يسمح للأوراق بتنظيف نفسها. كما ترى ، بينما يتدحرج الماء على سطح شديد المقاومة للماء ، فإنه يجرف معه الأوساخ والرمل. هنا & # x27s تُظهر جانين خاصية التنظيف الذاتي الأنيقة للورقة باستخدام رمال جيرسي شور الأصلية.

ومع ذلك ، أنا & # x27m غير متأكد من أنني أشتري هذا التفسير. لماذا يطور النبات طريقة تنظف الجانب السفلي من أوراقه؟ ربما ينتج الشمع لسبب آخر ، وكميزة عرضية ، هذا الشمع يحدث فقط للحفاظ على الأوراق نظيفة؟ هل هناك ميزة تطورية واضحة لهذه الأوراق لتكون شديدة المقاومة للماء؟ لا أعرف الإجابة ، لكني & # x27d أحب معرفة الإجابة. إذا كان لديك أي عملاء محتملين ، أرسل لي ملاحظة في التعليقات.

أوه ، وعندما يلفت انتباهك شيء مثير للاهتمام ، لا تنسَ التوقف والتحقق من ذلك.

تحديث: هناك مناقشة جيدة لهذا المنشور الذي يتخمر في Hacker News ، مع بعض النقاط المدروسة حول فوائد كونك خارقًا للماء.

شكراً جزيلاً لـ Janine Nunes ومختبر Howard Stone & # x27s في Princeton U. لتغريني بوقتهم ومشاركة معداتهم. لم يكن هذا المنشور ممكنًا بدون مواردهم الواسعة ومساعدتهم الهائلة.

وصيحة لزميلتي جاكلين وإد موران للتعرف على النبات في صوري.

(لقد استخدمت مكونًا إضافيًا من ImageJ يسمى DropSnake لحساب زاوية الاتصال. إنه متاح مجانًا ، ويمكنك معرفة كيفية استخدامه هنا.)


بادئ ذي بدء ، ماذا تعني التربة الكارهة للماء؟ يمكن أن يحدث في معظم الحالات ، ولكنه يوجد في الغالب في المناطق الأكثر سخونة ، حيث تؤدي درجة حرارة التربة المرتفعة إلى جفاف سريع ، مما يؤثر سلبًا على محتواها العضوي.

السمة الرئيسية للتربة الكارهة للماء هي عدم قدرة الرطوبة على الامتصاص. عندما يسقط الماء على التربة ، فإنه ينساب عن السطح ، أو ببساطة يجلس هناك ولا يختلط.

عندما تتحلل المادة العضوية (خاصة فضلات الأوراق الأصلية) ، تُترك بقايا شمعية وراءها. في كثير من الأحيان ، هذا ليس شيئًا سيئًا ، لأنه إما يختلط عبر التربة دون ضرر ، أو يتفكك بفعل الفطريات والعمليات الطبيعية الأخرى في التربة.

عندما تتراكم بقايا الشمع وتغطي جزيئات التربة ، يمكن أن يحدث صد للماء. كلما زاد عدد جزيئات التربة المغطاة ، قل الماء الذي يخترق.

كلما انخفضت مساحة سطح ركام التربة (مثل الرمل ، الذي يحتوي على مساحة سطح أقل على ركام التربة من الطين مثلاً) ، قلت بقايا الشمع المطلوبة لتغطيتها.

قد تظهر تجربة صغيرة بسيطة مع التربة ما إذا كانت كارهة للماء أم لا. فقط خذ بعض التربة وصب الماء عليها. إذا لم يتم امتصاصه وتجمع هناك فقط بحواف مستديرة ، فلديك مشكلة.

تشكل التربة الكارهة للماء خطرًا على نباتاتك ، لأنه على الرغم من سقيها بشكل صحيح ، لا تصل المياه إلى منطقة الجذر ، ويمكن أن تتعرض نباتاتك للإجهاد.

إذا كنت قد حصلت عليه ، فكيف يمكنك إصلاحه؟

عوامل ترطيب التربة

إن أبسط طريقة لجعل التربة تمتص الماء هي استخدام عامل الترطيب. تؤثر هذه الآثار على البقايا الشمعية بنفس طريقة تأثير المنظفات على جزيئات الشحوم والدهون في غسيلك.

من خلال تقليل التوتر السطحي للماء ، يمكن للرطوبة اختراق جزيئات التربة بسهولة أكبر والحصول على الرطوبة حيث نحتاج إليها ، ويتم تسقي نباتاتنا بشكل صحيح.

يمكن شراء عوامل ترطيب التربة بسهولة من أي مشتل أو متجر بستنة ، وهي حقًا سهلة الاستخدام وستعمل 99٪ من الوقت على حل مشكلتك.

فيما يلي بعض من أفضل عوامل ترطيب التربة والمواد الهلامية التي وجدناها.

منع التربة الكارهة للماء مع صحة التربة الجيدة

أفضل طريقة لإصلاح أي مشكلة تتعلق بالتربة هي إبقائها سعيدة. لن تواجه التربة الصحية عمومًا مشاكل مثل مقاومة الماء.

إن العمل على سماد عضوي جيد وجيد العمر من خلال تربتك ، وسقيها بانتظام ، والحفاظ على النشاط الميكروبي متماوجًا سيساعد على تقليل أي فرصة لتراكم بقايا الشمع المزعجة.

تأكد من أن لديك مزيجًا جيدًا من التربة سيساعد أيضًا في إتاحة مساحة كبيرة بين مسام التربة لتتسلل المياه. التربة الكارهة للماء ليست رائعة ، لكنها ليست نهاية العالم.

يعد استخدام مشاكل التربة مثل هذا عذرًا رائعًا لمنح حديقتك القليل من الحب و TLC وإعادتها إلى حيث يجب أن تكون لنباتات سعيدة صحية.


3 أسباب لماذا تفقد الأشجار أوراقها في أوائل الخريف أو الصيف (يونيو أو يوليو أو أغسطس)

لماذا تتساقط الأوراق من الأشجار بالفعل؟

هناك ثلاثة أسباب عامة وراء فقدان الأشجار لأوراقها مبكرًا.

  1. المظلة مزدحمة. قد تكون بعض الأشجار قد نمت أوراقًا أكثر مما تستطيع تحمله ، لذا فإنها تسقط الأوراق للحفاظ على المياه في الطقس الحار والجاف. ذ
  2. إنها آفة أو مرض. تعرف على آفة الصيف التي يمكن أن تضر بأوراق الشجرة. إذا لم تتطابق هذه الأعراض ، فتحقق مما إذا كان مرض الأوراق هو المشكلة.
  3. إنه شيء ما في الماء. يمكن أن يتسبب الكثير من الماء أو القليل منه في فقدان أوراق الشجر في أواخر الصيف. تحقق من مستويات الرطوبة في شجرتك ، ثم خطط لنظام الري الأفضل.

لا تقلق إذا لم تكن متأكدًا تمامًا من التحدي الذي تواجهه شجرتك. فيما يلي كيفية تشخيص سقوط الأوراق على شجرة القيقب أو البلوط أو الرماد.

لماذا تفقد شجرة البلوط أوراقها في الصيف؟

تعرف على نوع شجرة البلوط التي لديك. أشجار البلوط الحية تتساقط أوراقها بشكل طبيعي في الصيف ، طالما أن الأوراق خضراء وصحية ، فلا داعي للقلق!

ولكن إذا تغير لون الأوراق المتساقطة أو بدت غير صحية ، فقد يعني ذلك وجود آفة أو مرض. ذبول البلوط شائع. أولاً ، تتحول الأوراق إلى اللون الأصفر ، ثم تتحول إلى اللون البني قبل أن تسقط بدءًا من أعلى الشجرة. هذه الأعراض تستدعي التشجير.

إذا لم تكن هناك أعراض مرضية على البلوط ، فابحث عن الأسباب المحتملة الأخرى ، مثل مستوى رطوبة الشجرة.

لماذا تفقد شجرة القيقب أوراقها في الصيف؟

قد يكون القيقب الخاص بك يعاني من غزو حفار سويقات أو مرض بقعة أوراق القطران.

هل تعلم أن القطعة الصغيرة التي تربط ورقة الشجرة بساقها تسمى سويقات؟ تتغذى حفار سويقات صغيرة على ذلك ، مما يجعل الأوراق تنكسر من الساق وتسقط. لحسن الحظ ، فإن كمية الأوراق المفقودة صغيرة ، ولا تشكل الآفات تهديدًا حقيقيًا لأشجار القيقب.

بقعة ورقة القطران أكثر وضوحا. يحول أوراق القيقب إلى اللون الأصفر ، ثم الأسود قبل أن تسقط. يمكنك المساعدة في إدارة المرض عن طريق جرف الأوراق المتساقطة والتخلص منها.

لماذا تفقد شجرة الرماد أوراقها في الصيف؟

يمكن أن يتسبب فطر الأنثراكنوز ، وهو فطر شجرة ، في فقدان أشجار الرماد لأوراقها مبكرًا. يسمح الطقس الرطب والرطب للفطر بالازدهار ويتحول إلى لون بني متقطّع.

لا يميل أنثراكنوز إلى أن يكون مشكلة كبيرة لأشجار الدردار. يمكن أن يساعد جرف الأوراق المريضة وتدميرها في تقليل الضرر.


شاهد الفيديو: كيف تصلح كتاب سقط في الماء سيعود كما كان بالضبط! (شهر فبراير 2023).