Η διαπνοή στα φυτά και η βιολογική της σημασία

Τα φυτά έχουν ένα ιδιόμορφο "κυκλοφορικό σύστημα", το οποίο τους επιτρέπει να εφοδιάζονται με όλες τις ουσίες που είναι απαραίτητες για την ανάπτυξη. Το στέμμα του είναι απελευθέρωση από το νερό μέσω φύλλων και στελεχών, τα οποία οι βιολόγοι έχουν ονομάσει «διαπνοή».

Διπολισμός - τι είναι αυτό

Αν μιλάμε για αυτή την έννοια με περισσότερες λεπτομέρειες, τότε η διαπνοή δεν είναι παρά εξάτμιση στην ατμόσφαιρα της υγρασίας από τα φύλλα και τα στελέχη των ζωντανών φυτών. Αυτό το φαινόμενο βοηθά το νερό που απορροφά το ριζικό σύστημα, μερικές φορές από αρκετά βαθιά στρώματα του εδάφους (σε ερήμους, οι ρίζες μπορούν να φτάσουν μέχρι και τα είκοσι μέτρα), αναρριχάται στα φύλλα, τα λουλούδια, τα φρούτα, παρέχοντας τα απαραίτητα μέταλλα σε όλα τα μέρη του φυτικού σώματος στοιχεία. Και μια νέα μερίδα νερού με θρεπτικά συστατικά "απορροφάται" λόγω της διαπνοής στα φυτά: ο χώρος απελευθερώνεται με εξάτμιση της χρησιμοποιούμενης υγρασίας μέσω μικρών πόρων στους φύλλους που βρίσκονται στην πίσω πλευρά. Η ένταση της κίνησης του νερού εξαρτάται από εξωτερικούς παράγοντες - την ώρα της ημέρας, τη θερμοκρασία και την υγρασία. Με άλλα λόγια, το φυτό εμφανίζεται όταν η υγρασία στο εσωτερικό του είναι υψηλότερη από την υγρασία στην περιβάλλουσα ατμόσφαιρα. Αποδεικνύεται ότι δέκα τοις εκατό της όλης υγρασίας που εξατμίζεται στην επιφάνεια της Γης αποδίδεται στον φυτικό κόσμο του πλανήτη μας.

Η βιολογική σημασία της διαπνοής

Για να παραφράσουμε μια γνωστή έκφραση, μπορούμε να πούμε: αν υπάρχει κάποιο φαινόμενο, τότε είναι απαραίτητο για κάτι. Αυτό ισχύει και για τη διαπνοή. Για τα φυτά, έχει ζωτική σημασία και είναι λάθος να το θεωρούμε μοιραία για τον κόσμο της χλωρίδας.

1. Η διαδικασία της διαπνοής παρέχει μια συνεχή κίνηση νερού "από τα τακούνια έως το στέμμα" - μέσα από τις ρίζες, τους μίσχους, τα φύλλα.
2. Έτσι, είναι δυνατόν να ρυθμιστεί η θερμοκρασία και οι συνθήκες νερού. Στην πιο ζεστή εποχή μιας καλοκαιρινής ημέρας, τα φύλλα είναι συνήθως πιο δροσερά από ό, τι η ατμόσφαιρα γύρω από τρεις με οκτώ βαθμούς.
3. Η εξάτμιση βοηθά στην ανακούφιση του φυτού από την υπερβολική υγρασία στο εσωτερικό του και δίνει τη θέση σε μια νέα παρτίδα νερού γεμάτη με μικροθρεπτικά συστατικά.
4. Η διαπνοή εμποδίζει την υπερθέρμανση και τα εγκαύματα των φύλλων σε υψηλή θερμοκρασία ή σε άμεσο ηλιακό φως.

Αλλά αν αφήσει περισσότερο νερό από ό, τι το φυτό καταφέρνει να «πίνει» τις ρίζες από τη γη, κινδυνεύει:

• ανεπάρκεια υγρασίας.
• ασταθής ανάπτυξη;
• μείωση της έντασης της φωτοσύνθεσης.
• μεταβολικές διαταραχές στο σώμα του φυτού.

Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι όχι μόνο μαρασμός, αλλά και θάνατος. Και όμως, αν οι συνθήκες δεν είναι ακραίες, η μονάδα είναι σε θέση να ρυθμίζει ανεξάρτητα το επίπεδο της εξάτμισης. Αν δεν υπάρχει αρκετή ποσότητα νερού στην επιφάνεια από την οποία εξατμίζεται, η διαπνοή επιβραδύνεται.

Διαδικασίες κίνησης νερού

Όπως έχουμε ήδη ανακαλύψει, η διαπνοή είναι μια φυσική φυσιολογική διαδικασία στον φυτικό κόσμο. Το κύριο όργανο είναι το φύλλο. Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλά φύλλα στα φυτά, σχηματίζουν μια επαρκώς μεγάλη περιοχή για εξάτμιση. Ως αποτέλεσμα, το δυναμικό νερού μειώνεται και αυτό είναι ένα σήμα για τα κύτταρα των φύλλων να απορροφούν το νερό από τις φλέβες xylem. Σύμφωνα με την αρχή της πτώσης των ντόμινο, προκαλείται η κίνηση του νερού από τις ρίζες κατά μήκος του ξυλολίου στα φύλλα. Κάτι παρόμοιο με τον κινητήρα του ανώτερου άκρου σχηματίζεται. Και όσο πιο δραστική είναι η διαπνοή, τόσο πιο ισχυρή είναι η ανώτερη "μηχανή" και τόσο ισχυρότερη είναι η δύναμη αναρρόφησης του "κινητήρα" του συστήματος χαμηλής ρίζας.

Από το στέλεχος, το νερό μετακινείται στο φύλλο, περνώντας μέσα από τις φλέβες μέσω του μίσχου. Στο δρόμο, οι φλέβες «διασκορπίζονται», ο αριθμός των αγώγιμων στοιχείων γίνεται μικρότερος. Οι ίδιες οι φλέβες μετατρέπονται σε ξεχωριστά τραχείδια, τα οποία σχηματίζουν ένα πολύ πυκνό δίκτυο. Η υγρασία συγκρατείται στο φύλλο με μία επιδερμίδα με επιδερμίδα με επιδερμίδα στην επιφάνειά της. Το νερό που έχει μετατραπεί σε ατμό διαφεύγει μέσα από τα stomata - ειδικές πολυάριθμες τρύπες μεγέθους μικρών που η μονάδα μπορεί να επεκταθεί ή να περιοριστεί ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες.

Ο μηχανισμός και η ένταση της διαπνοής

Τα φυτά απορροφούν μόνο ένα μικρό μέρος του συνολικού όγκου νερού που εξάγεται από το έδαφος - 0,2%, μερικές φορές λίγο περισσότερο. Όλα τα άλλα εξατμίζονται στον αέρα. Ο μηχανισμός λειτουργίας του άνω άκρου του κινητήρα είναι πολύ απλός. Βασίζεται στο γεγονός ότι συνήθως δεν υπάρχει αρκετός ατμός νερού στην ατμόσφαιρα, πράγμα που σημαίνει ότι το δυναμικό του νερού μπορεί να χαρακτηριστεί ως αρνητικό. Για παράδειγμα, με σχετική υγρασία 90 τοις εκατό, η ατμοσφαιρική πίεση είναι 140 bar. Και για τη συντριπτική πλειοψηφία των εκπροσώπων του βασιλείου της χλωρίδας, η πίεση μέσα στο φύλλο κυμαίνεται από 1 έως 30 bars. Ένα τέτοιο μεγάλο κενό και παρέχει διαπνοή. Το έλλειμμα νερού, που κατεβαίνει τα κύτταρα από τα φύλλα κατά μήκος των στελεχών, φτάνει αναπόφευκτα στις ρίζες. Αυτό ωθεί τον κάτω κινητήρα να "ξεκινήσει", απορροφώντας νερό από το έδαφος. Και η εξάτμιση από την επιφάνεια των φύλλων το αυξάνει, μαζί με όλα τα μεταλλικά άλατα, πίσω.

Υπάρχουν διάφοροι παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό εμφύτευσης.

1. "Πληρότητα" του φυτού με νερό. Όταν φτάσει σε ένα κρίσιμο επίπεδο, το stomata στενεύει.
2. Κορεσμός του αέρα με διοξείδιο του άνθρακα. Τα περισσότερα φυτά ανταποκρίνονται στην υπερβολική συγκέντρωσή τους κλείνοντας τα στομάχια.
3. Φωτισμός Συνήθως όταν το φως, ανοίγει το stomata. Γίνεται σκοτεινό - κλείνουν.
4. Θερμοκρασία αέρα Περνώντας πάνω από 35-40 ° C, προκαλεί το κλείσιμο των stomata.
5. Η θερμοκρασία επιφάνειας του ίδιου του φύλλου. Θερμαινόμενη για κάθε 10 ° C, το φύλλο εκπέμπει διπλάσια υγρασία.
6. Υγρασία και ταχύτητα ανέμου. Όσο πιο στεγνός είναι η ατμόσφαιρα, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαπνοή.

Αναπνοή: τύποι

Η εξάτμιση του νερού από τα φυτά λαμβάνει χώρα σε τρεις φάσεις:

1. Προχωρώντας από τις φλέβες στα ανώτερα στρώματα της μεσοφύλλης.
2. Εξάτμιση από τα κυτταρικά τοιχώματα στους ενδοκυτταρικούς χώρους και κενά γύρω από τα στομάχια. επόμενη έξοδο έξω.
3. Το τελευταίο στάδιο χωρίζεται σε:

• διαπνοή μέσω στομάτας - στομάτα.
• εξάτμιση στην ατμόσφαιρα κατευθείαν μέσω των επιδερμικών κυττάρων - επιδερμική διαπνοή.

Ustyutnaya

Μπορεί να χωριστεί σε δύο στάδια.

1. Η μετάβαση του νερού από μια κατάσταση σταγονιδίων (σε αυτή τη μορφή βρίσκεται στις κυτταρικές μεμβράνες) σε αέρια σε διακυτταρικούς χώρους. Αυτή τη στιγμή, το φυτό είναι σε θέση να ρυθμίζει τη δύναμη της εφίδρωσης. Αν δεν έχει νερό, δημιουργείται έντονη τάση στη ρίζα και τα στελέχη, γεγονός που καθυστερεί την κίνηση του νερού στα κύτταρα των φύλλων. Και η εξάτμιση επιβραδύνεται.
2. Απλώστε ατμό στην επιφάνεια μέσω των stomata. Μόλις οι υδρατμοί εγκαταλείψουν τα διακυτταρικά κενά, γεμίζουν και πάλι μετακινώντας τις μεμβράνες των κυττάρων. Ο κύριος μοχλός για τον συντονισμό της διαπνοής είναι ο βαθμός ανοίγματος των στοματών.

Κουκουπιώδης

Η διαπνοή, την οποία οι βιολόγοι έχουν ονομάσει δερματοστιξία, είναι πολύ διαφορετική στα διάφορα είδη φυτών στην έντασή της. Σε μερικούς, η απώλεια υγρασίας σε βάρος του είναι πολύ μικρή. Για παράδειγμα, οι οικογένειες της μανόλιας και των κωνοφόρων έχουν μια παχιά επιδερμίδα και μια επιδερμίδα στην κορυφή της στα φύλλα δεν αφήνουν να χάσουν πολλά ρευστά. Για άλλους, το νερό που μεταφέρεται με αυτόν τον τρόπο μπορεί να φτάσει το 50% του συνολικού όγκου. Η διαδικασία είναι ιδιαίτερα δυνατή όταν τα φύλλα είναι ακόμα μικρά, με πολύ λεπτή επιδερμίδα και επιδερμίδα.

Ημερήσια πρόοδος και ποσοστά εμφύτευσης

Κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα φυτά "αναπνέουν" με διαφορετικές δυνάμεις.

1. Εάν ο δρόμος είναι καθαρός και δεν είναι πολύ στεγνός, παίρνουν την πρώτη τους βαθιά «αναπνοή» την αυγή, όταν τα stomata ανοίγουν στο μέγιστο πλάτος. Το απόγευμα, σταδιακά στενεύουν και κλείνουν όταν ο ήλιος δύει.
2. Σε ξηρούς καιρούς, αυτό συμβαίνει πολύ νωρίτερα - από δέκα έως ένδεκα. Μόλις η θερμότητα υποχωρήσει το βράδυ, ανοίγουν πάλι πριν το ηλιοβασίλεμα.
3. Όταν ο ουρανός είναι συννεφιασμένος, τα stomata είναι συνήθως ανοιχτά μέχρι το βράδυ, αλλά όχι πολύ ευρύ.

Οι καθημερινές διακυμάνσεις της απώλειας νερού είναι συγκρίσιμες με την κίνηση των στοματίων. Η διαπνοή είναι κάπως μπροστά από τη ροή της υγρασίας, η οποία δεν μπορεί να περάσει από τα φυτικά κύτταρα με τον ίδιο ρυθμό. Ως εκ τούτου, κατά τη διάρκεια της ημέρας σχηματίζεται ένα ορισμένο έλλειμμα. Αλλά τη νύχτα, όταν τα stomata είναι κλειστά και "κοιμάται", αναπληρώνεται. Από πολλές απόψεις, όμως, η κατάσταση εξαρτάται από την περιοχή στην οποία ζει το φυτό και το είδος του. Έτσι, στα cactus και euphorbiaceae stomata ανοίγουν αποκλειστικά τη νύχτα.

Σε ένα εύκρατο κλίμα, τα φυτά χρησιμοποιούν περίπου 300 γραμμάρια νερού για να συσσωρεύουν ένα γραμμάριο ξηράς ουσίας. Γενικά, ο δείκτης αυτός μπορεί να κυμαίνεται από 125 έως 1000 γραμμάρια.