Транспирация: какво е това в живота на растенията
Всички знаят, че водата играе решаваща роля в живота на растенията. Нормалното развитие на всеки растителен организъм е възможно само когато всички негови органи и тъкани са добре наситени с влага. Въпреки това системата за обмен на вода между централата и околната среда всъщност е сложна и многокомпонентна..
Съдържание
Какво е транспирация
потене Представлява регулиран физиологичен процес на движение на водата през органите на растителен организъм, завършващ с загубата му чрез изпаряване.
По този начин, под въздействието на атмосферните фактори, водните запаси в надземните органи на растението се консумират непрекъснато и следователно трябва да се попълват постоянно поради нови входящи вещества. Докато водата се изпарява в растителните клетки, възниква определена сила на смучене, която "дърпа" вода от съседните клетки и така по верига - до самите корени. По този начин основният "двигател" на водния поток от корените към листата е разположен именно в горните части на растенията, които, казано по-просто, работят като малки помпи.Ако се задълбочим в процеса малко по-дълбоко, то обменът на вода в живота на растенията е следната верига: издърпване на водата от почвата чрез корени, повдигане на надземните органи, изпаряване. Тези три процеса са в постоянно взаимодействие. Така нареченото осмотично налягане се формира в клетките на кореновата система на растението, под въздействието на което водата в почвата се абсорбира активно от корените..
Когато в резултат на появата на голям брой листа и повишаване на температурата на околната среда водата изглежда започва да се изсмуква от растението от самата атмосфера, в съдовете на растенията възниква дефицит на налягане, който се предава надолу към корените и ги тласка към нова „работа“. Както можете да видите, кореновата система на растението изтегля вода от почвата под въздействието на две сили - собствена, активна и пасивна, предавана отгоре, която се причинява от транспирация.
Каква роля играе транспирацията във физиологията на растенията?
Процесът на транспирация играе огромна роля в живота на растенията.
На първо място, трябва да се разбере това именно транспирацията предпазва растенията от прегряване. Ако в един светъл слънчев ден измерваме температурата на здрав и увяхан лист в едно и също растение, разликата може да бъде до седем градуса, а ако изсъхналият лист на слънце може да бъде по-горещ от околния въздух, тогава температурата на прохождащия лист обикновено е няколко градуса по-ниска ! Това предполага, че процесите на транспирация в здрав лист позволяват да се охлади самостоятелно, в противен случай листът прегрява и умира..
И накрая, транспирацията е онази невероятна сила, която може да накара водата да се издига вътре в растението по цялата му височина, което е от голямо значение, например, за високи дървета, чиито най-добри листа, благодарение на разглеждания процес, могат да получат необходимото количество влага и хранителни вещества..
Видове транспирация
Има два вида транспирация - стомална и кутикуларна. За да разберете какъв е единият и другият вид, припомнете си от уроците по ботаника структурата на листата, тъй като именно този растителен орган е основният в процеса на транспирация.
така, чаршафът се състои от следните тъкани:
- кожа (епидермис) - външната покривна част на листата, представляваща един ред клетки, плътно свързани помежду си, за да се гарантира защитата на вътрешните тъкани от бактерии, механични повреди и изсушаване. Върху този слой често има допълнително защитно восъчно покритие, наречено кутикула.-
- основната тъкан (мезофил), която се намира вътре в двата слоя на епидермиса (горния и долния);
- вени, по които се движат вода и хранителни вещества, разтворени в него;
- стомаси - специални охранителни клетки и отвор между тях, под който има въздушна кухина. Стомалните клетки са в състояние да се затворят и отворят в зависимост от това дали имат достатъчно вода. Именно чрез тези клетки се осъществява главно процесът на изпаряване на водата, както и обмяната на газ.
Stomatal
Първо, водата започва да се изпарява от повърхността на основната клетъчна тъкан. В резултат на това тези клетки губят влага, водните мениски в капилярите се огъват навътре, повърхностното напрежение се увеличава и се затруднява по-нататъшният процес на изпаряване на водата, което позволява на растението значително да спести вода. Тогава изпарената вода излиза през стомашните пролуки. Докато стомасите са отворени, водата се изпарява от листата със същата скорост, както от водната повърхност, тоест дифузията през стомасите е много висока.
Факт е, че за една и съща зона водата се изпарява по-бързо през няколко малки дупки, разположени на определено разстояние, отколкото през един голям. Дори след като стомасите са наполовина затворени, скоростта на транспирация остава почти същата. Но когато стомасите са затворени, транспирацията намалява няколко пъти..
Броят на стомасите и тяхното разположение в различните растения не е едно и също, при някои видове те са разположени само от вътрешната страна на листа, при други - и отгоре, и отдолу, обаче, както се вижда от горното, не толкова броят на стомасите влияе върху интензивността на изпарението, а степента на тяхната отвореност: ако в клетката има много вода, стомаха се отваря, когато има дефицит - предпазните клетки се изправят, ширината на стомашната празнина намалява - и стомаха се затваря.
Cuticular
Кутикулата, подобно на стомаха, има способността да реагира на степента на насищане на листа с вода. Косъмчетата по повърхността на листа предпазват листа от движението на въздуха и слънчевата светлина, като по този начин намаляват загубите на вода. Когато стомасите са затворени, купикуларната транспирация е особено важна. Интензивността на този тип транспирация зависи от дебелината на кутикулата (колкото по-дебел слой, толкова по-малко изпарение). Възрастта на растението също е от голямо значение - при зрели листа загубата на вода е само 10% от общия процес на транспирация, докато при младите листа може да достигне половината. Въпреки това, увеличаване на кутикуларна транспирация се наблюдава и при листата, които са твърде стари, ако защитният им слой е повреден от възрастта, изсъхва или се напуква.
Описание на процеса на транспирация
Процесът на транспирация значително се влияе от няколко значими фактора..
Фактори, влияещи върху процеса на транспирация
Както бе споменато по-горе, интензитетът на транспирацията се определя предимно от степента на насищане с вода на листните клетки на растението. От своя страна това състояние се влияе главно от външни условия - влажност на въздуха, температура, както и количеството светлина.
Ясно е, че при сух въздух процесите на изпаряване протичат по-интензивно. Но почвената влага влияе върху транспирацията по обратния начин: колкото по-суха е земята, толкова по-малко вода навлиза в растението, толкова по-голям е дефицитът му и съответно по-малко транспирация.
С повишаването на температурата се увеличава и транспирацията. Въпреки това, може би основният фактор, влияещ върху транспирацията, все още е лек. Когато листната плоча абсорбира слънчевата светлина, температурата на листата се повишава и съответно, стомаха се отваря и интензитетът на транспирация се увеличава..
Въз основа на ефекта на светлината върху стомашните движения, три основни групи растения дори се разграничават според дневния курс на транспирация.. В първата група стомасите се затварят през нощта, отварят се сутрин и се движат през дневните часове, в зависимост от наличието или отсъствието на воден дефицит. Във втората група нощното състояние на стомасите е „инверсия“ на дневното състояние (ако са били отворени през деня, те се затварят през нощта и обратно). В третата група през деня състоянието на стомасите зависи от насищането на листа с вода, но през нощта те са винаги отворени. Някои зърнени култури могат да бъдат посочени като примери за представители на първата група, втората включва тънколистни растения, например грах, цвекло, детелина, а третата - зеле и други представители на растителния свят с гъсти листа..
Но като цяло трябва да се каже така транспирацията винаги е по-малко интензивна през нощта, отколкото през деня, защото по това време на деня температурата е по-ниска, няма светлина, а влажността, напротив, се повишава. През дневните часове транспирацията обикновено е най-продуктивна в обедния ден и при намаляване на слънчевата активност този процес се забавя..
Отношението на интензитета на транспирация от единица площ на листата за единица време и изпаряването на една и съща свободна водна повърхност се нарича относителна транспирация.
Как се регулира водния баланс
Растението абсорбира по-голямата част от водата от почвата чрез кореновата система.
В допълнение към корените, някои растения имат способността да абсорбират вода и земни органи (например мъховете и лишеите абсорбират влагата през цялата си повърхност).
Водата, която влиза в растението, се разпределя във всичките му органи, като се движи от клетка в клетка и се използва за процесите, необходими за живота на растението. Малко количество влага отива за фотосинтеза, но по-голямата част от нея е необходима за поддържане на пълнотата на тъканите (т. Нар. Тургор), както и за попълване на загубите от транспирация (изпаряване), без която жизнената активност на растението е невъзможна. Влагата се изпарява при всеки контакт с въздух, така че този процес протича във всички части на растението.
Ако количеството вода, което се абсорбира от растението, е в хармония с неговите разходи за всички определени цели, водният баланс на растението се регулира правилно и тялото се развива нормално. Нарушенията на този баланс могат да бъдат ситуационни или дългосрочни. Много наземни растения са се научили да се справят с краткосрочните колебания във водния баланс в процеса на еволюция, но дългосрочните смущения в процесите на водоснабдяване и изпаряване, като правило, водят до смъртта на всяко растение..
