Transpirácia v rastlinách je najdôležitejším procesom vo fyziológii sveta rastlín.
Transpirácia v rastlinách je prirodzený proces výmeny vody medzi svetom rastlín a atmosférickým vzduchom. Výskum vedcov ukázal, že denné množstvo odparenej vlhkosti výrazne prevyšuje množstvo vody obsiahnutej v rastline. Tento jav má prvoradý význam v živote každého rastlinného organizmu rastúceho v skleníkoch alebo na otvorenom teréne. Z tejto publikácie sa dozviete, čo je transpirácia v rastlinách, zoznámite sa s odrodami a metódami regulácie tohto procesu.
Transpiračný mechanizmus
Transpirácia je proces, pri ktorom sa tekutina pohybuje cez rastlinný organizmus a odparuje sa z prízemnej časti rastliny. Na transpirácii sa podieľajú listy, stonky, kvety, plody a koreňový systém rastlinného organizmu.
Prečo musí rastlina odparovať vlhkosť? Transpirácia umožňuje rastline prijímať z pôdy živiny a stopové prvky rozpustené vo vode.
Mechanizmus účinku je nasledovný:
- Po zbavení nadmernej vlhkosti sa vo vodných rastlinných tkanivách vytvára podtlak.
- Vákuum „ťahá“ vlhkosť zo susedných buniek xylému, a teda pozdĺž reťaze priamo k sacím bunkám koreňového systému.
Procesom odparovania rastliny prirodzene regulujú svoju teplotu a chránia sa pred prehriatím. Je dokázané, že teplota priľahlej fólie je nižšia ako teplota neodparujúcej sa vlhkosti. Rozdiel dosahuje 7 ° C.
Rastliny majú dva typy výmeny vlhkosti:
- cez prieduchy;
- cez kutikuly.
Pre pochopenie princípu fungovania tohto javu je potrebné pripomenúť štruktúru listu zo školského kurzu biológie.
List rastliny pozostáva z:
- Epidermálne bunky, ktoré tvoria hlavnú ochrannú vrstvu.
- Kutikula je voskovitá (vonkajšia) ochranná vrstva.
- Mezofyl alebo "buničina" je hlavné tkanivo umiestnené medzi vonkajšími vrstvami epidermy.
- Žily sú „transportnými tepnami“ listu, pozdĺž ktorých sa pohybuje vlhkosť nasýtená živinami.
- Ústa sú otvory v epidermis, ktoré riadia výmenu plynov v rastline.
Pri stomatálnej transpirácii prebieha proces odparovania v dvoch fázach:
- Prechod vlhkosti z kvapalnej fázy do plynnej fázy. Kvapalná voda sa nachádza v bunkových membránach. V medzibunkovom priestore sa vytvára para.
- Uvoľňovanie plynnej vlhkosti do atmosféry ústami epidermy.
Pri výmene vlhkosti v stene môže rastlina regulovať úroveň odparovania. Ďalej zvážime mechanizmus tohto procesu.
Kutikulárna transpirácia reguluje odparovanie vlhkosti z povrchu listu, keď sú ústa zatvorené. Rýchlosť odparovania kvapaliny závisí od hrúbky kutikuly a veku rastliny.
Je dôležité vedieť, že úroveň orálnej transpirácie je 80 až 90% odparovacieho objemu celého listu. Preto je tento mechanizmus hlavným regulátorom rýchlosti odparovania v rastlinách.
List ako orgán transpirácie
Analyzovali sme, čo je transpirácia. Teraz je potrebné pochopiť, akú úlohu hrá list v tomto mechanizme.
Kvôli veľkej ploche odparovania sú listy hlavnou rozptýlenou oblasťou rastliny. Proces odparovania vlhkosti sa začína od spodnej časti listu otvorenými ústami, cez ktoré sa medzi rastlinou a okolitým vzduchom vymieňa kyslík a oxid uhličitý.
Mechanizmus otvárania stomatálu je nasledovný:
- Ochranné bunky sú umiestnené okolo otvoru.
- S nárastom objemu roztiahnu otvory v epidermis a zvýšia otvorenie priedušiek.
Opačný proces nastáva pri poklese objemu ochranných buniek, ktorých steny prestávajú ovplyvňovať stomatálne medzery.
Intenzita transpirácie
Transpiračná rýchlosť je množstvo vlhkosti odparenej s dm2 rastlín za jednotku času. Tento parameter je regulovaný veľkosťou otvoru stomatálnych medzier, ktorá zase závisí od množstva svetla dopadajúceho na rastlinu. Ďalej zvážime, ako svetlo ovplyvňuje intenzitu transpirácie.
K deformácii epidermálnych buniek dochádza vplyvom fotosyntézy, počas ktorej sa škrob premieňa na cukor.
- Rastliny začínajú proces fotosyntézy na svetle. Tlak v ochranných bunkách sa zvyšuje, čo umožňuje čerpať vodu zo susedných buniek epidermis. Objem buniek sa zvyšuje, prieduchy sa otvárajú.
- Večer a v noci sa cukry premieňajú na škrob, počas ktorého epidermálne bunky „odčerpávajú“ vlhkosť zo strážnych buniek rastliny. Ich objem klesá, prieduchy sú uzavreté.
Okrem svetla je intenzita transpirácie ovplyvnená vetrom a fyzikálnymi vlastnosťami vzduchu:
- Čím nižšia je úroveň vlhkosti atmosférického vzduchu, tým rýchlejšie sa odparuje voda, a tým aj rýchlosť výmeny vlhkosti.
- Keď teplota stúpa, zvyšuje sa elasticita vodnej pary, čo vedie k zníženiu vlhkostných charakteristík prostredia a k zvýšeniu objemu odparenej vody.
- Pod vplyvom vetra sa rýchlosť odparovania vlhkosti výrazne zvyšuje, čím sa urýchľuje prenos vlhkého vzduchu z povrchu listu, čo spôsobuje zvýšenie výmeny vody.
Pri určovaní tohto parametra by sa nemalo zabúdať na úroveň pôdnej vlhkosti. Ak to nestačí, potom je v rastline nedostatok. Zníženie množstva vlhkosti v organizme rastlín automaticky mení rýchlosť odparovania.
Denné zmeny transpirácie
Počas dňa sa mení úroveň odparovania vlhkosti v rastlinách:
- V noci sa proces výmeny vody medzi rastlinou a okolitým vzduchom prakticky zastaví. Je to spôsobené neprítomnosťou slnka, uzavretím otvorov epidermy, poklesom teploty atmosférického vzduchu a zvýšením jeho vlhkosti.
- Na svitaní sa ústa otvárajú. Stupeň ich zverejnenia rastie so zmenami osvetlenia, klimatických a fyzikálnych ukazovateľov vzdušných hmôt.
- Maximálna intenzita transpirácie u rastlín sa pozoruje na poludnie, do 12 - 13 hodín. Tento proces je ovplyvňovaný intenzitou slnečného žiarenia.
- Pri nedostatočnej vlhkosti vzduchu počas dňa môže intenzita výmeny vody klesať. Tento mechanizmus umožňuje rastline výrazne znížiť stratu vlhkosti tým, že sa chráni pred vädnutím.
- S poklesom slnečného žiarenia vo večerných hodinách intenzita transpirácie opäť rastie.
Denný proces výmeny vlhkosti závisí aj od typu a veku rastlín, oblasti pestovania a rozloženia listov.
Mať kaktus, zvýšenie úrovne transpirácie nastáva výlučne v noci, keď sú ústa úplne otvorené. U rastlín, ktorých lístie je otočené bočne k horizontu, tento proces začína okamžite prvými slnečnými lúčmi.