A növényekben történő transzpiráció a legfontosabb folyamat a növényvilág fiziológiájában.
A növényekben történő transzpiráció a vízvilág természetes folyamata a növényvilág és a légköri levegő között. A tudósok kutatásai kimutatták, hogy az elpárolgott nedvesség napi mennyisége jelentősen meghaladja a növényben található vízmennyiséget. Ez a jelenség minden üvegházi körülmények között vagy nyílt terepen növekvő növényi szervezet életében kiemelkedő jelentőségű. Ebből a kiadványból megtudhatja, mi a transzpiráció a növényekben, megismerkedik a folyamat szabályozásának fajtáival és módszereivel.
Transpirációs mechanizmus
A transzpiráció az a folyamat, amely a folyadékot egy növényi organizmuson keresztül mozgatja és a növény földi részéből párologtatja. A levelek, szárak, virágok, gyümölcsök és egy növényi szervezet gyökérzete részt vesz a transzpirációban.
Miért kell a növénynek elpárologtatnia a nedvességet? A transzpiráció lehetővé teszi a növény számára, hogy a talajból vízben oldott tápanyagokat és nyomelemeket fogadjon.
A hatásmechanizmus a következő:
- A felesleges nedvességtől megszabadulva negatív nyomás keletkezik a vizet szállító növényi szövetekben.
- A vákuum "kihúzza" a nedvességet a xilem szomszédos sejtjeiből, és így egy lánc mentén közvetlenül a gyökérzet szívósejtjeihez.
A párolgási folyamat révén a növények természetesen szabályozzák hőmérsékletüket, megvédve magukat a túlmelegedéstől. Bizonyított, hogy az átáramló lemez hőmérséklete alacsonyabb, mint a nem párolgó nedvességé. A különbség eléri a 7 ° C-ot.
A növényeknek kétféle nedvességcsere van:
- a sztómákon keresztül;
- a kutikulákon keresztül.
A jelenség működési elvének megértéséhez fel kell idézni a lap felépítését a biológia iskolai tanfolyamáról.
A növény levele a következőkből áll:
- A fő védőréteget képező epidermális sejtek.
- A kutikula viaszos (külső) védőréteg.
- A mezofill vagy a "pép" az epidermisz külső rétege között elhelyezkedő fő szövet.
- Az erek a levél „szállító artériái”, amelyek mentén a tápanyagokkal telített nedvesség mozog.
- A szájok az epidermisz lyukai, amelyek szabályozzák a növény gázcseréjét.
A sztómás transzpirációval a párolgási folyamat két szakaszban történik:
- A nedvesség átmenete a folyékony fázisból a gőz fázisba. Folyékony víz található a sejtmembránokban. A sejtek közötti térben gőz képződik.
- Gáznemű nedvesség felszabadulása a légkörbe az epidermisz száján keresztül.
A sztómás nedvességcserével a növény szabályozhatja a párolgás szintjét. Ezután megvizsgáljuk ennek a folyamatnak a mechanizmusát.
A kutikuláris transzpiráció szabályozza a nedvesség párolgását a levél felületéről, amikor a száj be van csukva. A folyadék párolgásának sebessége a kutikula vastagságától és a növény életkorától függ.
Fontos tudni, hogy az orális transzpiráció szintje a teljes levél párolgási térfogatának 80-90% -a. Ezért ez a mechanizmus a növények párolgási sebességének fő szabályozója.
A levél mint a transzpiráció szerve
Elemeztük, mi a transzpiráció. Most meg kell érteni, hogy a levél milyen szerepet játszik ebben a mechanizmusban.
A nagy párolgási terület miatt a levelek a növény fő diffúziós területei. A nedvesség elpárolgásának folyamata a levél aljától kezdődik a nyitott szájokon keresztül, amelyen keresztül oxigént és szén-dioxidot cserélnek a növény és a környező levegő között.
A sztóma nyitási mechanizmusa a következő:
- Az őrsejtek a nyílás körül helyezkednek el.
- A térfogat növekedésével megnyújtják az epidermisz furatait, növelve a sztómák nyílását.
Az ellenkező folyamat a védősejtek térfogatának csökkenésével következik be, amelyek falai már nem befolyásolják a sztómás réseket.
A transzpiráció intenzitása
A transzpirációs sebesség a dm-mel párologtatott nedvesség mennyisége2 növények időegységenként. Ezt a paramétert a sztómás rések nyílásának mérete szabályozza, amely viszont a növényre eső fény mennyiségétől függ. Ezután megvizsgáljuk, hogy a fény hogyan befolyásolja a transzpiráció intenzitását.
Az epidermális sejtek deformációja fotoszintézis hatására következik be, amelynek során a keményítő cukorrá alakul.
- A növények fényben kezdik meg a fotoszintézis folyamatát. Az őrsejtekben növekszik a nyomás, ami lehetővé teszi a víz lehúzását az epidermisz szomszédos sejtjeiből. A sejtek térfogata nő, a sztómák kinyílnak.
- Este és éjszaka a cukrok keményítővé alakulnak, amelynek során az epidermális sejtek "kiszivattyúzzák" a nedvességet a növény védősejtjeiből. Térfogatuk csökken, a sztómák zárva vannak.
A fény mellett a transzpiráció intenzitását a szél és a levegő fizikai jellemzői befolyásolják:
- Minél alacsonyabb a légköri levegő páratartalma, annál gyorsabb a víz elpárolgása, és ezáltal a nedvességcsere sebessége.
- A hőmérséklet emelkedésével nő a vízgőz rugalmassága, ami a környezet nedvességtartalmának csökkenéséhez és az elpárologtatott víz térfogatának növekedéséhez vezet.
- A szél hatására a nedvesség elpárolgásának sebessége jelentősen megnő, ezáltal felgyorsítja a nedves levegő átvitelét a levél felületéről, ami megnöveli a vízcserét.
Ennek a paraméternek a meghatározásához nem szabad megfeledkezni a talaj nedvességtartalmáról. Ha ez nem elég, akkor hiányzik belőle a növény. A növényi szervezet nedvességének csökkentése automatikusan megváltoztatja a párolgás sebességét.
A transzpiráció napi változása
A nap folyamán a növényekben a nedvesség elpárolgása változik:
- Éjjel a növény és a környező levegő közötti vízcsere folyamata gyakorlatilag leáll. Ennek oka a nap hiánya, az epidermisz lyukainak bezáródása, a légköri levegő hőmérsékletének csökkenése és annak páratartalmának növekedése.
- Hajnalban tátva vannak a szájak. Nyilvánosságuk mértéke növekszik a légtömegek megvilágításának, éghajlati és fizikai mutatóinak változásával.
- A növényekben a transzpiráció maximális intenzitását délben, 12-13 órával figyeljük meg. Ezt a folyamatot befolyásolja a napfény intenzitása.
- A nappali elégtelen páratartalom esetén a vízcsere intenzitása csökkenhet. Ez a mechanizmus lehetővé teszi a növény számára, hogy jelentősen csökkentse a nedvességveszteséget azáltal, hogy megvédi magát a hervadástól.
- Az esti órákban a napsugárzás csökkenésével a transzpiráció intenzitása ismét növekszik.
A nedvességcsere napi folyamata a növények fajtájától és életkorától, a termesztési régiótól és a levelek elrendezésétől is függ.
Van kaktusz, a transzpiráció szintjének növekedése kizárólag éjszaka történik, amikor a száj teljesen nyitva van. Azokban a növényekben, amelyek lombja oldalirányban a horizont felé fordul, ez a folyamat azonnal megkezdődik az első napsugárzással.