Transpirace: co to je v rostlinném životě

Každý ví, že voda hraje v rostlině rozhodující roli. Normální vývoj jakéhokoli rostlinného organismu je možný pouze tehdy, jsou-li všechny jeho orgány a tkáně dobře nasyceny vlhkostí. Systém výměny vody mezi rostlinou a prostředím je však ve skutečnosti složitý a vícesložkový..

Co je transpirace

Transpirace Je regulovaný fyziologický proces pohybu vody v orgánech rostlinného organismu a končí ztrátou odpařováním.

Abychom pochopili, jaká transpirace je na primitivní úrovni, stačí si uvědomit, že voda, životně důležitá pro rostlinu extrahovanou ze země kořenovým systémem, se musí nějak dostat k listům, stonkům a květům.. Během tohoto pohybu se většina vlhkosti ztrácí (odpařuje), zejména za jasného světla, suchého vzduchu, silného větru a vysokých teplot.

Tedy pod vlivem atmosférických faktorů jsou vodní zásoby v nadzemních orgánech rostliny neustále spotřebovávány, a proto musí být kvůli novým vstupům neustále doplňovány. Jak se voda odpařuje v rostlinných buňkách, vzniká určitá sací síla, která „táhne“ vodu ze sousedních buněk a tak dále podél řetězu - až k samotným kořenům. Hlavní „motor“ toku vody z kořenů do listů se tedy nachází přesně v horních částech rostlin, které jednoduše fungují jako malá čerpadla.Pokud ponoříme do procesu trochu hlouběji, pak výměna vody v rostlinném životě je následující řetězec: vytahování vody z půdy kořeny, zvedání do nadzemních orgánů, odpařování. Tyto tři procesy jsou ve stálé interakci. V buňkách kořenového systému rostliny vzniká tzv. Osmotický tlak, pod jehož vlivem je voda v půdě kořeny aktivně absorbována..

Když se v důsledku výskytu velkého počtu listů a zvýšení okolní teploty začne voda vysávat z rostliny samotnou atmosférou, v nádobách rostlin se vytvoří tlakový deficit, který se přenáší dolů na kořeny a tlačí je k nové „práci“. Jak vidíte, kořenový systém rostliny vytáhne vodu z půdy pod vlivem dvou sil - vlastních, aktivních a pasivních, přenášených shora, což je způsobeno transpirací.

Jakou roli hraje transpirace ve fyziologii rostlin?

Transpirační proces hraje v rostlině obrovskou roli.

Nejprve je třeba si uvědomit, že transpirace chrání rostliny před přehřátím. Pokud za jasného slunečného dne změříme teplotu zdravého a zvadlého listu ve stejné rostlině, rozdíl může být až sedm stupňů a pokud uschlý list na slunci může být teplejší než okolní vzduch, pak je teplota transpirujícího listu obvykle o několik stupňů nižší ! To naznačuje, že transpirační procesy u zdravých listů umožňují, aby se ochladily samy od sebe, jinak se list přehřeje a zemře.

Kromě toho se zdá, že pohyb vody z kořenů do listů rostliny, jehož kontinuita je zajištěna transpirací, spojuje všechny orgány do jediného organismu a čím silnější transpirace, tím aktivněji se rostlina vyvíjí.. Důležitost transpirace také spočívá v tom, že v rostlinách mohou hlavní živiny pronikat do tkání přesně s vodou, proto čím vyšší je produktivita transpirace, tím rychleji nadzemní části rostlin přijímají minerální a organické sloučeniny rozpuštěné ve vodě..

A konečně, transpirace je ta úžasná síla, která způsobuje, že voda roste uvnitř rostliny po celé její výšce, což má velký význam například pro vysoké stromy, jejichž horní listy mohou díky uvažovanému procesu přijímat potřebné množství vlhkosti a živin..

Druhy transpirace

Existují dva typy transpirace - stomatální a kutikulární. Abychom pochopili, co je jeden a druhý druh, vzpomeňte si z lekce botaniky strukturu listu, protože právě tento rostlinný orgán je hlavním v procesu transpirace.

tak, plachta se skládá z následujících tkanin:

• kůže (epidermis) - vnější integumentary část listu, která je jedna řada buněk, pevně spojeny k sobě pro ochranu vnitřních tkání před bakteriemi, mechanickým poškozením a vysycháním. Na této vrstvě je často další ochranný voskový povlak nazývaný kutikula.-
• hlavní tkáň (mesophyll), která je umístěna uvnitř dvou vrstev epidermis (horní a dolní);
• žíly, po kterých se voda a živiny v ní rozpuštěné pohybují;
• stomata - speciální ochranné buňky a otvor mezi nimi, pod kterým je vzduchová dutina. Stomatální buňky jsou schopny se uzavřít a otevřít v závislosti na tom, zda mají dostatek vody. Přes tyto buňky se hlavně provádí proces odpařování vody a také výměna plynu.

Stomatální

Nejprve se voda začne vypařovat z povrchu hlavní buněčné tkáně. Výsledkem je, že tyto buňky ztrácí vlhkost, vodní menisky v kapilárách se ohýbají směrem dovnitř, zvyšuje se povrchové napětí a brání dalšímu procesu odpařování vody, což umožňuje rostlině výrazně šetřit vodu. Pak vypařená voda vytéká skrz stomatální mezery. Když jsou stomaty otevřené, voda se z listu vypařuje stejnou rychlostí jako z vodní hladiny, tj. Difúze stomatou je velmi vysoká.

Faktem je, že ve stejné oblasti se voda odpařuje rychleji několika malými otvory umístěnými v určité vzdálenosti než jedním velkým. I poté, co jsou stomaty napůl uzavřeny, zůstává míra transpirace téměř stejná. Když jsou však stomaty uzavřeny, transpirace několikrát klesá..

Počet stomat a jejich umístění v různých rostlinách není stejný, u některých druhů se nacházejí pouze na vnitřní straně listu, u jiných - jak nad, tak pod, jak je vidět shora, ne tolik, kolik stomatů ovlivňuje rychlost odpařování, ale stupeň jejich otevřenosti: pokud je v buňce hodně vody, stomata se otevře, když je deficit - ochranné buňky jsou narovnány, šířka stomatální mezery se zmenší - a stomata se uzavře.

Kutikulární

Kutikula, stejně jako stomata, má schopnost reagovat na stupeň nasycení listu vodou. Vlasy na povrchu křídla chrání křídlo před pohybem vzduchu a slunečním zářením, čímž snižují ztráty vody. Když jsou uzavřeny stomaty, je zvláště důležitá transplantace kutikuly. Intenzita tohoto typu transpirace závisí na tloušťce kutikuly (čím silnější je vrstva, tím menší je odpařování). Věk rostliny je také velmi důležitý - u zralých listů je ztráta vody pouze 10% celkového transpiračního procesu, zatímco u mladých listů může dosáhnout poloviny. Zvýšení kožní transpirace je však pozorováno také na listech, které jsou příliš staré, pokud je jejich ochranná vrstva poškozena věkem, vyschnutím nebo prasklinami..

Popis transpiračního procesu

Proces transpirace je významně ovlivněn několika významnými faktory..

Faktory ovlivňující proces transpirace

Jak je uvedeno výše, intenzita transpirace je primárně určována stupněm nasycení vodou rostlinných listových buněk. Tento stav je zase ovlivněn zejména vnějšími podmínkami - vlhkostí vzduchu, teplotou a množstvím světla.

Je zřejmé, že se suchým vzduchem dochází k intenzivnějšímu odpařování. Vlhkost půdy však ovlivňuje transpirace opačným způsobem: čím suchší je půda, čím méně vody vstupuje do rostliny, tím větší je její nedostatek a tím méně transpirace.

Jak teplota stoupá, zvyšuje se také transpirace. Možná je však hlavním faktorem ovlivňujícím transpiraci stále světlo. Když listová deska absorbuje sluneční světlo, zvyšuje se teplota listů a podle toho se otevírá stomata a zvyšuje se intenzita transpirace..

Na základě účinku světla na stomatální pohyby se tři hlavní skupiny rostlin rozlišují podle denního průběhu transpirace.. V první skupině jsou stomata zavřená v noci, ráno se otevírají a pohybují se během denních hodin, v závislosti na přítomnosti nebo nepřítomnosti nedostatku vody. Ve druhé skupině je noční stav stomaty „inverzí“ dne (pokud byly během dne otevřené, zavírají se v noci a naopak). Ve třetí skupině závisí stav dne během dne na nasycení listu vodou, ale v noci jsou vždy otevřené. Některé obiloviny lze citovat jako příklady představitelů první skupiny, druhá zahrnuje rostliny s listnatými listy, například hrách, řepa, jetel a třetí, zelí a další představitelé rostlinného světa s hustými listy..

Ale obecně by to mělo být řečeno transpirace je vždy méně intenzivní v noci než během dne, protože v tuto denní dobu je teplota nižší, není tam žádné světlo a naopak se zvyšuje vlhkost. Během denních hodin je transpirace obvykle nejproduktivnější v poledne a při poklesu sluneční aktivity se tento proces zpomaluje..

Poměr intenzity transpirace z jednotky plochy povrchu listů na jednotku času k odpařování stejné plochy povrchu volné vody se nazývá relativní transpirace.

Jak je nastavena vodní bilance

Rostlina absorbuje většinu vody z půdy kořenovým systémem.

Kořeny rostlin jsou citlivé na množství vlhkosti v půdě a jsou schopny změnit směr růstu ve směru rostoucí vlhkosti.

Kromě kořenů mají některé rostliny schopnost absorbovat vodu a suchozemské orgány (například mechy a lišejníky absorbují vlhkost celým svým povrchem).

Voda vstupující do rostliny je distribuována ve všech jejích orgánech, pohybuje se z buňky do buňky a používá se pro procesy nezbytné pro život rostlin. Malé množství vlhkosti jde do fotosyntézy, ale většina z nich je potřebná k udržení plnosti tkání (tzv. Turgor) a také k doplnění ztrát z transpirace (odpařování), bez kterých je životně důležitá aktivita rostliny nemožná. Vlhkost se vypařuje při každém kontaktu se vzduchem, takže k tomuto procesu dochází ve všech částech zařízení.

Pokud je množství vody absorbované rostlinou v souladu s jejími výdaji pro všechny určené účely, je vodní bilance rostliny správně regulována a tělo se vyvíjí normálně. Porušení této rovnováhy může být situační nebo dlouhodobé. Mnoho suchozemských rostlin se naučilo vyrovnat se s krátkodobými výkyvy ve vodní bilanci v procesu evoluce, ale dlouhodobé narušení v procesech zásobování vodou a odpařování zpravidla vede ke smrti jakékoli rostliny..