Transpiracja w roślinach jest najważniejszym procesem w fizjologii świata roślin.
Transpiracja w roślinach to naturalny proces wymiany wody między światem roślin a powietrzem atmosferycznym. Badania naukowców wykazały, że dzienna ilość odparowanej wilgoci znacznie przewyższa ilość wody zawartej w roślinie. Zjawisko to ma ogromne znaczenie w życiu każdego organizmu roślinnego rosnącego w warunkach szklarniowych lub na otwartym terenie. Z tej publikacji dowiesz się, czym jest transpiracja w roślinach, poznasz odmiany i metody regulacji tego procesu.
Mechanizm transpiracji
Transpiracja to proces przemieszczania płynu przez organizm rośliny i odparowywania go z naziemnej części rośliny. W transpiracji biorą udział liście, łodygi, kwiaty, owoce i system korzeniowy organizmu roślinnego.
Dlaczego roślina musi odparować wilgoć? Transpiracja umożliwia roślinie pobieranie z gleby składników odżywczych i pierwiastków śladowych rozpuszczonych w wodzie.
Mechanizm działania jest następujący:
- Uwalniając się od nadmiernej wilgoci, w tkankach roślin przenoszących wodę powstaje podciśnienie.
- Próżnia „wyciąga” wilgoć z sąsiednich komórek ksylemu, a więc wzdłuż łańcucha bezpośrednio do komórek ssących systemu korzeniowego.
W procesie parowania rośliny w naturalny sposób regulują swoją temperaturę, chroniąc się przed przegrzaniem. Udowodniono, że temperatura arkusza transpirującego jest niższa niż nie odparowującej wilgoci. Różnica sięga 7 ° C.
Rośliny mają dwa rodzaje wymiany wilgoci:
- przez aparaty szparkowe;
- przez skórki.
Aby zrozumieć zasadę działania tego zjawiska, konieczne jest przypomnienie struktury arkusza ze szkolnego kursu biologii.
Liść rośliny składa się z:
- Komórki naskórka, które tworzą główną warstwę ochronną.
- Skórka jest woskową (zewnętrzną) warstwą ochronną.
- Mezofil lub „miazga” to główna tkanka znajdująca się pomiędzy zewnętrznymi warstwami naskórka.
- Żyły są „tętnicami transportowymi” liścia, wzdłuż których przemieszcza się wilgoć nasycona substancjami odżywczymi.
- Usta to dziury w naskórku, które kontrolują wymianę gazową rośliny.
W przypadku transpiracji aparatów szparkowych proces parowania przebiega w dwóch etapach:
- Przejście wilgoci z fazy ciekłej do fazy gazowej. Płynna woda znajduje się w błonach komórkowych. W przestrzeni międzykomórkowej tworzy się para.
- Uwalnianie wilgoci gazowej do atmosfery przez ujście naskórka.
Dzięki szparkowej wymianie wilgoci roślina może regulować poziom parowania. Następnie rozważymy mechanizm tego procesu.
Transpiracja skórki reguluje parowanie wilgoci z powierzchni liścia, gdy pysk jest zamknięty. Szybkość parowania płynu zależy od grubości naskórka i wieku rośliny.
Ważne jest, aby wiedzieć, że poziom transpiracji ustnej wynosi od 80 do 90% objętości parowania całego liścia. Dlatego właśnie ten mechanizm jest głównym regulatorem szybkości parowania roślin.
Liść jako organ transpiracji
Przeanalizowaliśmy, czym jest transpiracja. Teraz konieczne jest zrozumienie, jaką rolę odgrywa liść w tym mechanizmie.
Ze względu na dużą powierzchnię parowania liście są głównymi obszarami dyfuzyjnymi rośliny. Proces parowania wilgoci rozpoczyna się od spodu liścia przez otwarte usta, przez które następuje wymiana tlenu i dwutlenku węgla między rośliną a otaczającym powietrzem.
Mechanizm otwierania aparatu szparkowego jest następujący:
- Komórki ochronne znajdują się wokół otworu.
- Wraz ze wzrostem objętości rozciągają otwory w naskórku, zwiększając otwarcie aparatów szparkowych.
Odwrotny proces następuje wraz ze zmniejszeniem objętości komórek ochronnych, których ściany przestają wpływać na szczeliny aparatów szparkowych.
Intensywność transpiracji
Szybkość transpiracji to ilość wilgoci odparowanej z dm2 rośliny na jednostkę czasu. Parametr ten jest regulowany wielkością otwarcia szczelin aparatów szparkowych, co z kolei zależy od ilości światła padającego na roślinę. Następnie zastanowimy się, jak światło wpływa na intensywność transpiracji.
Deformacja komórek naskórka następuje pod wpływem fotosyntezy, podczas której skrobia jest przekształcana w cukier.
- Rośliny rozpoczynają proces fotosyntezy w świetle. Wzrasta ciśnienie w komórkach ochronnych, co umożliwia pobieranie wody z sąsiednich komórek naskórka. Objętość komórek wzrasta, aparaty szparkowe otwierają się.
- Wieczorem i nocą cukry zamieniają się w skrobię, podczas której komórki naskórka „wypompowują” wilgoć z komórek ochronnych rośliny. Zmniejsza się ich objętość, aparaty szparkowe są zamknięte.
Oprócz światła na intensywność transpiracji wpływa wiatr i fizyczne właściwości powietrza:
- Im niższy poziom wilgotności powietrza atmosferycznego, tym szybsze parowanie wody, a tym samym szybkość wymiany wilgoci.
- Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się elastyczność pary wodnej, co prowadzi do pogorszenia charakterystyki wilgotności środowiska i wzrostu objętości odparowanej wody.
- Pod wpływem wiatru tempo parowania wilgoci znacznie wzrasta, przyspieszając tym samym odprowadzanie wilgotnego powietrza z powierzchni liścia, powodując wzrost wymiany wody.
Aby określić ten parametr, nie należy zapominać o poziomie wilgotności gleby. Jeśli to nie wystarczy, to w roślinie go brakuje. Zmniejszenie ilości wilgoci w organizmie roślinnym automatycznie zmienia szybkość parowania.
Dobowe wahania transpiracji
W ciągu dnia zmienia się poziom parowania wilgoci w roślinach:
- W nocy proces wymiany wody między rośliną a otaczającym go powietrzem praktycznie się zatrzymuje. Wynika to z braku słońca, zamknięcia otworów naskórka, obniżenia temperatury powietrza atmosferycznego i wzrostu jego wilgotności.
- O świcie usta otwierają się. Stopień ich ujawnienia rośnie wraz ze zmianami natężenia oświetlenia, klimatycznymi i fizycznymi wskaźnikami mas powietrza.
- Maksymalną intensywność transpiracji u roślin obserwuje się w południe przez 12-13 godzin. Na proces ten wpływa natężenie światła słonecznego.
- Przy niewystarczającej wilgotności w ciągu dnia intensywność wymiany wody może się zmniejszyć. Mechanizm ten pozwala roślinie znacznie ograniczyć utratę wilgoci, chroniąc się przed więdnięciem.
- Wraz ze spadkiem nasłonecznienia w godzinach wieczornych ponownie wzrasta intensywność transpiracji.
Codzienny proces wymiany wilgoci zależy również od rodzaju i wieku roślin, regionu wzrostu i układu liści.
Mieć kaktuswzrost poziomu transpiracji występuje wyłącznie w nocy, gdy usta są całkowicie otwarte. W roślinach, których liście są zwrócone bocznie do horyzontu, proces ten rozpoczyna się natychmiast z pierwszymi promieniami słońca.