Transpirația: ce este în viața plantelor

Toată lumea știe că apa joacă un rol decisiv în viața plantelor. Dezvoltarea normală a oricărui organism vegetal este posibilă numai atunci când toate organele și țesuturile sale sunt bine saturate de umiditate. Cu toate acestea, sistemul de schimb de apă între instalație și mediu este de fapt complex și multicomponent..

Ce este transpirația

Transpiratie Este un proces fiziologic reglementat de mișcare a apei prin organele unui organism vegetal, care se termină cu pierderea acesteia prin evaporare.

Pentru a înțelege ce transpirație este la un nivel primitiv, este suficient să ne dăm seama că apa, vitală pentru o plantă, extrasă din pământ de sistemul radicular, trebuie să ajungă cumva la frunze, tulpini și flori.. În timpul acestei mișcări, cea mai mare parte a umidității este pierdută (evaporată), în special în lumină puternică, aer uscat, vânt puternic și temperaturi ridicate.

Astfel, sub influența factorilor atmosferici, rezervele de apă din organele subterane ale plantei sunt consumate constant și, prin urmare, trebuie reînnoite în mod constant din cauza noilor intrări. Pe măsură ce apa se evaporă în celulele plantei, apare o anumită forță de supt, care „trage” apa din celulele vecine și așa mai departe de-a lungul unui lanț - până la rădăcinile. Astfel, principalul "motor" al fluxului de apă de la rădăcini la frunze este situat exact în părțile superioare ale plantelor, care, în termeni simpli, funcționează ca niște pompe mici.Dacă adâncim în proces un pic mai adânc, atunci schimbul de apă în viața plantelor este următorul lanț: extragerea apei din sol prin rădăcini, ridicarea acesteia la organele de deasupra, evaporarea. Aceste trei procese sunt într-o interacțiune constantă. Așa-numita presiune osmotică se formează în celulele sistemului radicular al plantei, sub influența căruia apa din sol este absorbită activ de rădăcini..

Când, ca urmare a apariției unui număr mare de frunze și a creșterii temperaturii ambientale, apa începe să fie aspirată din plantă de atmosfera în sine, apare un deficit de presiune în vasele plantelor, care se transmite până la rădăcini și le împinge spre noi „lucrări”. După cum puteți vedea, sistemul radicular al plantei trage apă din sol sub influența a două forțe - proprii, active și pasive, transmise de sus, care sunt cauzate de transpirație.

Ce rol joacă transpirația în fiziologia plantelor?

Procesul de transpirație joacă un rol uriaș în viața plantelor.

În primul rând, trebuie înțeles că transpirația protejează plantele de supraîncălzire. Dacă într-o zi însorită strălucitoare măsurăm temperatura unei frunze sănătoase și ofilite în aceeași plantă, diferența poate fi de până la șapte grade, iar dacă o frunză udată la soare poate fi mai caldă decât aerul din jur, atunci temperatura frunzei transpirație este de obicei cu câteva grade mai mică ! Acest lucru sugerează că procesele de transpirație într-o frunză sănătoasă îi permit să se răcească singur, altfel frunza se supraîncălzește și moare..

În plus, mișcarea apei de la rădăcini către frunzele unei plante, a cărei continuitate este asigurată prin transpirație, pare să unească toate organele într-un singur organism și cu cât transpirația este mai puternică, cu atât mai activ se dezvoltă planta.. Importanța transpirației constă și în faptul că, în plante, principalele substanțe nutritive pot pătrunde în țesuturi cu apă, prin urmare, cu cât productivitatea transpirației este mai mare, cu atât mai repede părțile de deasupra plantelor primesc compuși minerali și organici dizolvați în apă..

În sfârșit, transpirația este acea forță uimitoare care poate face ca apa să crească în interiorul unei plante de-a lungul întregii sale înălțimi, ceea ce este de o importanță deosebită, de exemplu, pentru copacii înalți, ale căror frunze superioare, datorită procesului analizat, pot primi cantitatea necesară de umiditate și nutrienți..

Tipuri de transpirație

Există două tipuri de transpirație - stomatală și cuticulară. Pentru a înțelege care sunt una și cealaltă specie, amintiți-vă din lecțiile de botanică structura frunzei, deoarece este acest organ vegetal care este principalul în procesul de transpirație.

asa de, foaia este alcătuită din următoarele țesături:

• piele (epiderma) - partea integumentară exterioară a frunzei, care este un rând de celule, strâns conectate pentru a asigura protecția țesuturilor interne de bacterii, deteriorarea mecanică și uscare. Deasupra acestui strat există adesea o acoperire suplimentară de ceară de protecție numită cuticule.-
• țesutul principal (mesofilă), care se află în interiorul celor două straturi ale epidermei (superior și inferior);
• vene de-a lungul cărora se mișcă apa și nutrienții dizolvați în ea;
• stomate - celule speciale de pază și o deschidere între ele, sub care există o cavitate de aer. Celulele stomatale sunt capabile să se închidă și să se deschidă în funcție de faptul dacă au suficientă apă. Prin aceste celule se realizează în principal procesul de evaporare a apei, precum și schimbul de gaze.

stomatelor

În primul rând, apa începe să se evapore de la suprafața țesutului celular principal. Drept urmare, aceste celule pierd umezeala, menisci de apă din capilare sunt îndoite spre interior, tensiunea superficială crește, iar procesul suplimentar de evaporare a apei este împiedicat, ceea ce permite plantei să economisească semnificativ apa. Apoi apa evaporată iese prin golurile stomatale. În timp ce stomatele sunt deschise, apa se evaporă din frunză în același ritm ca de la suprafața apei, adică difuzia prin stomat este foarte mare.

Cert este că, pentru aceeași zonă, apa se evaporă mai repede prin mai multe găuri mici situate la o anumită distanță decât printr-una mare. Chiar și după ce stomatele sunt pe jumătate închise, rata de transpirație rămâne aproape aceeași. Dar când stomatele se închid, transpirația scade de mai multe ori..

Numărul stomatelor și amplasarea lor la diferite plante nu este același, la unele specii acestea sunt situate doar pe partea interioară a frunzei, în altele - atât deasupra cât și de jos, însă, așa cum se poate observa din cele de mai sus, nu atât numărul stomatelor afectează intensitatea evaporării, ci gradul de deschidere a acestora: dacă în celulă există multă apă, stomatul se deschide atunci când există un deficit - celulele de pază sunt îndreptate, lățimea decalajului stomatal scade - și stomata se închide.

cuticulare

Cuticulele, ca și stomatele, au capacitatea de a răspunde la gradul de saturație a frunzei cu apă. Părul de pe suprafața frunzei protejează frunza de mișcarea aerului și de lumina soarelui, reducând astfel pierderea de apă. Când stomatele sunt închise, transpirația cuticulară este deosebit de importantă. Intensitatea acestui tip de transpirație depinde de grosimea cuticulei (cu cât stratul este mai gros, cu atât se evaporă mai puțin). Vârsta plantei are, de asemenea, o importanță deosebită - pe frunzele mature, pierderea de apă reprezintă doar 10% din procesul total de transpirație, în timp ce pe frunzele tinere poate ajunge la jumătate. Cu toate acestea, se observă o creștere a transpirației cuticulare și pe frunzele care sunt prea vechi, dacă stratul lor protector este deteriorat de vârstă, se usucă sau se fisură.

Descrierea procesului de transpirație

Procesul de transpirație este influențat în mod semnificativ de mai mulți factori semnificativi..

Factorii care influențează procesul de transpirație

După cum am menționat mai sus, intensitatea transpirației este determinată în primul rând de gradul de saturație a apei din celulele frunzelor plantei. La rândul său, această stare este influențată în principal de condițiile externe - umiditatea aerului, temperatura, precum și cantitatea de lumină.

Este clar că, cu aerul uscat, procesele de evaporare se produc mai intens. Dar umiditatea solului afectează transpirația în sens invers: cu cât pământul este mai uscat, cu atât mai puțin apă intră în plantă, cu atât este mai mare deficiența și, în consecință, cu atât mai puțin transpirația.

Pe măsură ce temperatura crește, transpirația crește și ea. Cu toate acestea, probabil principalul factor care influențează transpirația este încă ușor. Când placa de frunze absoarbe lumina solară, temperatura frunzelor crește și, în consecință, stomatele se deschid și intensitatea transpirației crește..

Pe baza efectului luminii asupra mișcărilor stomatale, trei grupe principale de plante se disting chiar și în funcție de cursul zilnic al transpirației.. În primul grup stomatele sunt închise noaptea, se deschid dimineața și se mișcă în timpul zilei, în funcție de prezența sau absența deficitului de apă. În cel de-al doilea grup, starea nocturnă a stomatelor este o „inversare” a stării de zi (dacă erau deschise în timpul zilei, se închid noaptea și invers). În cel de-al treilea grup, în timpul zilei, starea stomatelor depinde de saturația frunzei cu apă, dar noaptea sunt întotdeauna deschise. Unele cereale pot fi citate ca exemple ale reprezentanților primului grup, a doua include plante cu frunze subțiri, de exemplu, mazăre, sfeclă, trifoi, iar a treia, varză și alți reprezentanți ai lumii vegetale cu frunze groase..

Dar, în general, trebuie spus că transpirația este întotdeauna mai puțin intensă noaptea decât în ​​timpul zilei, deoarece în acest moment al zilei temperatura este mai scăzută, nu există lumină, iar umiditatea, dimpotrivă, este crescută. În timpul orei de zi, transpirația este de obicei cea mai productivă la amiază, iar odată cu scăderea activității solare, acest proces încetinește..

Raportul dintre intensitatea transpirației dintr-o unitate de suprafață a frunzelor pe unitatea de timp și evaporarea aceleiași suprafețe libere a apei se numește transpirație relativă.

Modul de ajustare a echilibrului de apă

Planta absoarbe cea mai mare parte a apei din sol prin sistemul de rădăcini.

Rădăcinile plantelor sunt sensibile la cantitatea de umiditate din sol și sunt capabile să schimbe direcția de creștere în direcția creșterii umidității.

Pe lângă rădăcini, unele plante au capacitatea de a absorbi apa și organele terestre (de exemplu, mușchii și lichenii absorb umezeala pe întreaga suprafață).

Apa care intră în plantă este distribuită în toate organele sale, deplasându-se de la celulă la celulă și este utilizată pentru procesele necesare vieții plantelor. O cantitate mică de umiditate merge la fotosinteză, dar cea mai mare parte este necesară pentru a menține plinătatea țesuturilor (așa-numitul turgor), precum și pentru a reface pierderile generate de transpirație (evaporare), fără de care activitatea vitală a plantei este imposibilă. Umiditatea se evaporă cu orice contact cu aerul, astfel încât acest proces are loc în toate părțile plantei.

Dacă cantitatea de apă absorbită de instalație este în armonie cu cheltuielile sale pentru toate scopurile specificate, echilibrul de apă al instalației este reglat corect, iar corpul se dezvoltă normal. Încălcările acestui echilibru pot fi situaționale sau pe termen lung. Multe plante terestre au învățat să facă față fluctuațiilor pe termen scurt ale echilibrului apei în procesul de evoluție, dar perturbările pe termen lung ale proceselor de alimentare cu apă și evaporare, de regulă, duc la moartea oricărei plante..