Rośliny mają swoisty „układ krążenia”, który pozwala im otrzymywać wszystkie substancje niezbędne do rozwoju. Jego koroną jest wyzwolenie z wody przez liście i łodygi, które biologowie nazwali „transpiracją”.
Zawartość materiału:
Transpiracja - co to jest
Jeśli mówimy o tej koncepcji bardziej szczegółowo, transpiracja jest niczym innym jak parowanie do atmosfery wilgoci z liści i łodyg żywych roślin. Zjawisko to pomaga wodzie wchłoniętej przez system korzeniowy, czasem z dostatecznie głębokich warstw gleby (na pustyniach korzenie mogą sięgać nawet do dwudziestu metrów), wspinać się po łodygach lub pniach do liści, kwiatów, owoców, dostarczając niezbędne minerały do wszystkich części ciała rośliny i elementy. Nowa porcja wody ze składnikami odżywczymi zostaje „wchłonięta” przez transpirację w roślinach: miejsce jest uwalniane przez odparowanie zużytej wilgoci przez małe pory na liściach znajdujących się z tyłu. Intensywność ruchu wody zależy od czynników zewnętrznych - pory dnia, temperatury i wilgotności. Innymi słowy, roślina pojawia się, gdy wilgotność w niej jest wyższa niż wilgotność w otaczającej atmosferze. Udowodniono, że dziesięć procent całej wilgoci, która paruje na powierzchni Ziemi, przypisuje się roślinnemu światu naszej planety.
Biologiczne znaczenie transpiracji
Parafrazując znane wyrażenie, możemy powiedzieć: jeśli jakieś zjawisko istnieje, to jest do czegoś potrzebne. Dotyczy to również transpiracji. Dla roślin ma to zasadnicze znaczenie i błędne jest uważanie ich za fatalne dla świata flory.
- Proces transpiracji zapewnia stały ruch wody „od pięt do korony” - przez korzenie, łodygi, liście.
- W ten sposób można regulować temperaturę i warunki wodne. W najgorętszą porę letniego dnia liście są zwykle chłodniejsze od otaczającej atmosfery o trzy do ośmiu stopni.
- Odparowanie pomaga uwolnić roślinę od nadmiaru wilgoci w środku i daje miejsce nowej partii wody pełnej mikroelementów.
- Transpiracja zapobiega przegrzaniu i poparzeniu liści w wysokiej temperaturze lub w bezpośrednim świetle słonecznym.
Ale jeśli więcej wody niż rośliny zdoła „wypić” korzenie z ziemi, jest to niebezpieczne:
- niedobór wilgoci;
- zahamowanie wzrostu;
- spadek intensywności fotosyntezy;
- zaburzenia metaboliczne w ciele rośliny.
Rezultatem może być nie tylko więdnięcie, ale nawet śmierć. A jednak, jeśli warunki nie są ekstremalne, roślina jest w stanie samodzielnie regulować poziom parowania. Jeśli na powierzchni nie ma wystarczającej ilości wody, z której wyparowuje, transpiracja spowalnia.
Procesy przepływu wody
Jak już się dowiedzieliśmy, transpiracja jest naturalnym procesem fizjologicznym w świecie roślin. Jego głównym organem jest liść. Ponieważ w roślinach jest wiele liści, tworzą one wystarczająco dużą powierzchnię do odparowania. W rezultacie potencjał wody maleje, co jest sygnałem dla komórek liściowych do wchłaniania wody z żył ksylemowych. Zgodnie z zasadą spadających domino, prowokowany jest ruch wody od korzeni wzdłuż ksylemu do liści. Powstaje coś podobnego do silnika górnego końca. Im bardziej aktywna transpiracja, tym mocniejszy jest „górny” silnik i tym większa jest siła ssąca „silnika” dolnego systemu korzeniowego.
Z łodygi woda przenika do liścia, przechodząc przez żyły przez ogonek. Po drodze żyły „rozpraszają się”, liczba elementów przewodzących maleje. Same żyły zamieniają się w oddzielne tracheidy, które tworzą bardzo gęstą sieć. Wilgoć jest zatrzymywana w arkuszu przez jednowarstwowy naskórek z naskórkiem na jego powierzchni. Woda, która zamieniła się w parę, ucieka przez aparaty szparkowe - specjalne liczne otwory wielkości mikrona, które roślina może rozszerzać lub zwężać w zależności od warunków zewnętrznych.
Mechanizm i intensywność transpiracji
Rośliny pochłaniają tylko niewielką część całkowitej objętości wody wydobywanej z gleby - 0,2 procent, czasem nieco więcej. Cała reszta wyparowuje w powietrze. Mechanizm działania silnika górnego końca jest dość prosty. Opiera się na fakcie, że zwykle w atmosferze nie ma wystarczającej ilości pary wodnej, co oznacza, że jej potencjał wodny można określić jako ujemny. Na przykład przy wilgotności względnej 90 procent ciśnienie atmosferyczne wynosi 140 barów. A dla zdecydowanej większości przedstawicieli królestwa flory ciśnienie wewnątrz liścia waha się od 1 do 30 barów. Tak duża luka zapewnia transpirację. Niedobór wody, schodząc z komórek z liści wzdłuż łodyg, nieuchronnie dociera do korzeni. To zmusza dolny silnik do „uruchomienia”, zasysając wodę z ziemi. A odparowanie z powierzchni liści podnosi go wraz z wszystkimi solami mineralnymi.
Istnieje kilka czynników, które wpływają na współczynnik transpiracji.
- „Pełnia” rośliny wodą. Kiedy osiągnie poziom krytyczny, szparki wąskie.
- Nasycenie powietrza dwutlenkiem węgla. Większość roślin reaguje na nadmierne stężenie zamykając szparki.
- Oświetlenie Zwykle gdy światło, szparki otwarte. Robi się ciemno - zamykają się.
- Temperatura powietrza Przy temperaturze powyżej 35-40 ° C prowokuje zamknięcie aparatów szparkowych.
- Temperatura powierzchni samego arkusza. Podgrzewany co 10 ° C arkusz uwalnia dwukrotnie więcej wilgoci.
- Wilgotność i prędkość wiatru. Im suchsza atmosfera, tym wyższa transpiracja.
Transpiracja: rodzaje
Parowanie wody przez rośliny odbywa się w trzech fazach:
- Przejście od żył do górnych warstw mezofilu.
- Parowanie ze ścian komórkowych do przestrzeni międzykomórkowych i pustek wokół aparatów szparkowych; kolejne wyjście na zewnątrz.
- Ostatni etap dzieli się na:
- transpiracja przez szparki - szparki;
- odparowanie do atmosfery bezpośrednio przez komórki naskórka - transpiracja naskórka.
Ustyutnaya
Można go podzielić na dwa etapy.
- Przejście wody ze stanu kropelkowego (w tej postaci znajduje się w błonach komórkowych) w gazowe w przestrzeniach międzykomórkowych. W tym czasie roślina jest w stanie regulować siłę transpiracji. Jeśli brakuje mu wody, w naczyniach korzeniowych i macierzystych powstaje silne napięcie, które opóźnia przepływ wody do komórek liściowych. A parowanie zwalnia.
- Uwolnienie pary na powierzchnię przez szparki. Gdy tylko para wodna opuści puste przestrzenie międzykomórkowe, są one ponownie wypełniane poprzez przemieszczanie się z błon komórkowych. Główną dźwignią koordynującą transpirację jest stopień otwarcia szparek.
Skórka
Intensywność transpiracji, którą biologowie nazywają skórką, różni się w zależności od gatunku rośliny. W niektórych przypadkach utrata wilgoci na jej koszt jest bardzo niewielka. Na przykład rodziny magnolii i drzew iglastych mają gruby naskórek, a naskórek na nim na liściach nie pozwala stracić dużej ilości płynu. Dla innych woda transportowana w ten sposób może stanowić do 50 procent całkowitej objętości. Proces ten jest szczególnie silny, gdy liście są jeszcze młode, z bardzo cienkim naskórkiem i skórką.
Dzienne wskaźniki postępu i transpiracji
W ciągu dnia rośliny „oddychają” z różnymi mocami.
- Jeśli ulica jest czysta i niezbyt sucha, biorą swój pierwszy głęboki „oddech” o świcie, kiedy szparki otwierają się na maksymalną szerokość. Po południu stopniowo zwężają się i zamykają, gdy zachodzi słońce.
- Przy suchej pogodzie dzieje się to znacznie wcześniej - od dziesiątej do jedenastej. Jak tylko upał zmniejszy się wieczorem, ponownie otwierają się przed zachodem słońca.
- Gdy niebo jest zachmurzone, aparaty szparkowe są zwykle otwarte do wieczora, ale niezbyt szerokie.
Dzienne wahania utraty wody są porównywalne z ruchem szparek. Transpiracja wyprzedza nieco przepływ wilgoci, która nie może przenikać przez komórki roślinne w tym samym tempie. Dlatego w ciągu dnia powstaje pewien deficyt. Ale w nocy, kiedy szparki są zamknięte i „śpią”, są uzupełniane. Ale pod wieloma względami sytuacja zależy od regionu, w którym żyje roślina i jej gatunku. Tak więc w kaktusach i euphorbiaceae szparki są otwarte wyłącznie w nocy.
W klimacie umiarkowanym rośliny zużywają około 300 gramów wody, aby zgromadzić jeden gram suchej masy. Ogólnie wskaźnik ten może wynosić od 125 do 1000 gramów.
