Transpiracja: czym jest w życiu roślin
Wszyscy wiedzą, że woda odgrywa decydującą rolę w życiu roślin. Normalny rozwój każdego organizmu roślinnego jest możliwy tylko wtedy, gdy wszystkie jego organy i tkanki są dobrze nasycone wilgocią. Jednak system wymiany wody między instalacją a środowiskiem jest w rzeczywistości złożony i wieloskładnikowy..
Zadowolony
Co to jest transpiracja
Transpiracja Jest uregulowanym fizjologicznym procesem przepływu wody przez narządy organizmu roślinnego, kończącym się jej utratą poprzez parowanie.
Zatem pod wpływem czynników atmosferycznych zasoby wody w organach nadziemnych rośliny są stale zużywane, a zatem muszą być stale uzupełniane z powodu nowych nakładów. Gdy woda odparowuje w komórkach roślinnych, powstaje pewna siła ssąca, która „wyciąga” wodę z sąsiednich komórek i tak dalej wzdłuż łańcucha - do samych korzeni. Tak więc główny "silnik" przepływu wody z korzeni do liści znajduje się dokładnie w górnych partiach roślin, które w uproszczeniu działają jak małe pompki.Jeśli zagłębimy się w ten proces trochę głębiej, to wymiana wody w życiu roślin to następujący łańcuch: wyciąganie wody z gleby przez korzenie, podnoszenie jej do organów nadziemnych, parowanie. Te trzy procesy są w ciągłej interakcji. W komórkach systemu korzeniowego rośliny powstaje tak zwane ciśnienie osmotyczne, pod wpływem którego woda w glebie jest aktywnie absorbowana przez korzenie..
Kiedy w wyniku pojawienia się dużej liczby liści i wzrostu temperatury otoczenia, woda zaczyna być wysysana z rośliny przez samą atmosferę, w naczyniach roślin powstaje deficyt ciśnienia, który przenoszony jest do korzeni i popycha je do nowej „pracy” Jak widać system korzeniowy rośliny wyciąga wodę z gleby pod wpływem dwóch sił - własnej, czynnej i biernej, przenoszonej z góry, co jest spowodowane transpiracją.
Jaką rolę odgrywa transpiracja w fizjologii roślin?
Proces transpiracji odgrywa ogromną rolę w życiu roślin.
Przede wszystkim należy to rozumieć to transpiracja chroni rośliny przed przegrzaniem. Jeśli w jasny, słoneczny dzień zmierzymy temperaturę zdrowego i zwiędłego liścia w tej samej roślinie, różnica może wynosić nawet siedem stopni, a jeśli uschnięty liść na słońcu może być cieplejszy niż otaczające go powietrze, to temperatura liścia transpirującego jest zwykle o kilka stopni niższa ! Sugeruje to, że procesy transpiracji w zdrowym liściu pozwalają mu samoczynnie ostygnąć, w przeciwnym razie liść przegrzewa się i obumiera..
Wreszcie transpiracja to niesamowita siła, która może spowodować wzrost wody wewnątrz rośliny na całej jej wysokości, co ma ogromne znaczenie np. W przypadku wysokich drzew, których górne liście dzięki rozpatrywanemu procesowi mogą otrzymać niezbędną ilość wilgoci i składników odżywczych..
Rodzaje transpiracji
Istnieją dwa rodzaje transpiracji - szparkowe i naskórkowe. Aby zrozumieć, czym jest jeden i drugi gatunek, przypomnij sobie z lekcji botaniki strukturę liścia, ponieważ to właśnie ten organ rośliny jest głównym w procesie transpiracji.
więc, prześcieradło składa się z następujących tkanin:
- skóra (naskórek) - zewnętrzna powłoka liścia, będąca jednym rzędem komórek, ściśle ze sobą połączonych w celu ochrony tkanek wewnętrznych przed bakteriami, uszkodzeniami mechanicznymi i wysychaniem. Na wierzchu tej warstwy często znajduje się dodatkowa ochronna powłoka woskowa zwana naskórkiem.-
- główna tkanka (mezofil), która znajduje się wewnątrz dwóch warstw naskórka (górnej i dolnej);
- żyły, wzdłuż których przemieszcza się woda i rozpuszczone w niej składniki odżywcze;
- szparki - specjalne komórki ochronne i otwór między nimi, pod którym znajduje się wnęka powietrzna. Komórki aparatu szparkowego mogą się zamykać i otwierać w zależności od tego, czy mają wystarczającą ilość wody. To przez te komórki odbywa się głównie proces odparowywania wody, a także wymiana gazowa.
Stomatal
Najpierw woda zaczyna parować z powierzchni głównej tkanki komórkowej. W efekcie komórki te tracą wilgoć, łąkotki wodne w naczyniach włosowatych są zagięte do wewnątrz, wzrasta napięcie powierzchniowe, a dalszy proces parowania wody jest utrudniony, co pozwala roślinie znacznie oszczędzać wodę. Następnie odparowana woda wypływa przez szczeliny aparatu szparkowego. Podczas gdy aparaty szparkowe są otwarte, woda paruje z liścia w takim samym tempie jak z powierzchni wody, czyli dyfuzja przez aparaty szparkowe jest bardzo duża.
Faktem jest, że na tym samym obszarze woda paruje szybciej przez kilka małych otworów znajdujących się w pewnej odległości niż przez jeden duży. Nawet po zamknięciu aparatów szparkowych wskaźnik transpiracji pozostaje prawie taki sam. Ale kiedy aparaty szparkowe są zamknięte, transpiracja zmniejsza się kilkakrotnie..
Liczba aparatów szparkowych i ich lokalizacja w różnych roślinach nie jest taka sama, u niektórych gatunków znajdują się one tylko po wewnętrznej stronie liścia, u innych - zarówno powyżej, jak i poniżej, jednak jak widać z powyższego nie tyle liczba aparatów szparkowych wpływa na szybkość parowania, ile stopień ich otwarcia: jeśli w komórce jest dużo wody, aparaty szparkowe otwierają się, gdy występuje ubytek - komórki ochronne są wyprostowane, zmniejsza się szerokość szczeliny szparkowej - a aparaty szparkowe zamykają się.
Skórkowy
Skórka, podobnie jak aparaty szparkowe, ma zdolność reagowania na stopień nasycenia liścia wodą. Włosie na powierzchni liścia chroni liść przed ruchem powietrza i światłem słonecznym, zmniejszając w ten sposób utratę wody. Kiedy aparaty szparkowe są zamknięte, transpiracja skórki jest szczególnie ważna. Intensywność tego typu transpiracji zależy od grubości naskórka (im grubsza warstwa, tym mniejsze parowanie). Nie bez znaczenia jest również wiek rośliny - na liściach dojrzałych utrata wody stanowi zaledwie 10% całego procesu transpiracji, podczas gdy na liściach młodych może dochodzić do połowy. Jednak wzrost transpiracji naskórka obserwuje się również na liściach, które są zbyt stare, jeśli ich warstwa ochronna jest uszkodzona przez wiek, wysycha lub pęka.
Opis procesu transpiracji
Na proces transpiracji istotny wpływ ma kilka istotnych czynników..
Czynniki wpływające na proces transpiracji
Jak wspomniano powyżej, o intensywności transpiracji decyduje przede wszystkim stopień nasycenia wodą komórek liści roślin. Z kolei na ten stan mają wpływ głównie warunki zewnętrzne - wilgotność powietrza, temperatura, a także ilość światła.
Oczywiste jest, że przy suchym powietrzu procesy parowania zachodzą intensywniej. Ale wilgotność gleby wpływa na transpirację w odwrotny sposób: im bardziej sucha ziemia, tym mniej wody dostaje się do rośliny, tym większy jej niedobór i odpowiednio mniej transpiracji.
Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta również transpiracja. Jednak być może główny czynnik wpływający na transpirację jest nadal niewielki. Kiedy blaszka liściowa pochłania światło słoneczne, temperatura liścia wzrasta i odpowiednio otwierają się aparaty szparkowe i zwiększa się intensywność transpiracji..
Na podstawie wpływu światła na ruchy aparatów szparkowych wyróżnia się nawet trzy główne grupy roślin w zależności od dziennego przebiegu transpiracji.. W pierwszej grupie aparaty szparkowe są zamykane na noc, rano otwierają się i poruszają w ciągu dnia, w zależności od obecności lub braku niedoboru wody. W drugiej grupie stan nocny aparatów szparkowych jest „odwróceniem” stanu dziennego (jeśli w dzień były otwarte, w nocy zamykają się i odwrotnie). W trzeciej grupie w ciągu dnia stan aparatów szparkowych zależy od nasycenia liści wodą, ale w nocy są one zawsze otwarte. Niektóre zboża można przytoczyć jako przykłady przedstawicieli pierwszej grupy, druga to rośliny cienkolistne, na przykład groszek, buraki, koniczyna, a trzecia kapusta i inni przedstawiciele świata roślin o grubych liściach..
Ale ogólnie należy to powiedzieć transpiracja jest zawsze mniej intensywna w nocy niż w dzień, ponieważ o tej porze dnia temperatura jest niższa, nie ma światła, a wręcz przeciwnie, wzrasta wilgotność. W ciągu dnia transpiracja jest zwykle najbardziej produktywna w południe, a wraz ze spadkiem aktywności słonecznej proces ten ulega spowolnieniu..
Stosunek intensywności transpiracji z jednostki powierzchni liścia na jednostkę czasu do parowania tego samego obszaru wolnej powierzchni wody nazywa się transpiracją względną.
Jak regulowany jest bilans wodny
Roślina pochłania większość wody z gleby poprzez system korzeniowy.
Oprócz korzeni niektóre rośliny mają zdolność wchłaniania wody i narządów lądowych (np. Mchy i porosty pochłaniają wilgoć na całej swojej powierzchni).
Woda wpływająca do rośliny jest rozprowadzana po wszystkich jej organach, przemieszczając się z komórki do komórki i wykorzystywana do procesów niezbędnych do życia rośliny. Niewielka ilość wilgoci trafia do fotosyntezy, ale większość z nich jest niezbędna do utrzymania pełności tkanek (tzw. Turgor), a także do uzupełnienia strat z transpiracji (parowania), bez których żywotna aktywność rośliny jest niemożliwa. Wilgoć wyparowuje przy każdym kontakcie z powietrzem, więc proces ten zachodzi we wszystkich częściach rośliny.
Jeśli ilość wody wchłoniętej przez roślinę jest zgodna z jej wydatkiem na wszystkie określone cele, bilans wodny rośliny jest regulowany prawidłowo, a organizm rozwija się normalnie. Naruszenie tej równowagi może mieć charakter sytuacyjny lub długoterminowy. Wiele roślin lądowych nauczyło się radzić sobie z krótkotrwałymi wahaniami równowagi wodnej w procesie ewolucji, ale długotrwałe zakłócenia w procesach zaopatrzenia w wodę i parowania z reguły prowadzą do śmierci każdej rośliny..
