Транспирацией растений называется процесс извлечения жидкости с дальнейшим испарением. Примечательно, что растительная культура использует только 10% получаемой жидкости, а остальные 90% она просто испаряет. Этот процесс в биологии позволяет защитить растительность от жары и ускоряет проникновение минералов в стебли.
Транспирация – процесс испарения влаги через листья
Интенсивность и продуктивность
Интенсивность испарения определяется так: количество воды, высыхающее на единице площади листьев, деленное на отрезок времени. В течение суток этот показатель у каждого растения будет отличаться: ночью он достигает 20 г в час, а днем – 250 г.
Формула продуктивности выглядит так: соотношение сухой массы к килограмму жидкости в период потери влаги. Средний показатель – 3 г, а максимальный – 8 г.
Транспирационный коэффициент
Этот показатель демонстрирует количество влаги, необходимое растительности для создания 1 г сухой массы, которая включает листья, корни и стебель. Наиболее верный расчет осуществляется для однолетних организмов – составная масса достигает порядка 350 г. Этот коэффициент позволяет вычислить емкость жидкости, необходимой для полива культуры.
Таблица: транспирационные коэффициенты различных сельскохозяйственных культур
Суточный ход
Наименьшая погрешность этого показателя достигается только при безоблачной погоде. Минимум транспирации приходится на жаркий полдень, поскольку в это время устьицы закрываются и теряют влагу.
Относительная транспирация
Этот показатель позволяет сравнить скорость испарения с поверхности листьев и открытой поверхности воды. Коэффициент меняет свою интенсивность в промежутке от 0,01 до 1,0.
Видео «Что такое транспирация?»
В этом видеосюжете рассказывается, как происходит процесс водного обмена растений.
Какую роль выполняет транспирация в физиологии растений
Решающей функцией испарения является защита организмов от излишней жары. Если в летний знойный день снять показатели температуры у зеленого и вялого листьев, разница может достигнуть восьми градусов. Это свидетельствует о том, что процессы потери влаги в зеленом листе дают ему возможность для самостоятельного охлаждения. В противном случае лист нагревается и высыхает.
Виды транспирации
Этот процесс делится на два вида:
- устьичный;
- кутикулярный.
Каждый вид имеет свое течение, которое происходит за счет использования кутикул листа или устьиц. Для того чтобы понять их действие, нужно вспомнить строение листа и уроки ботаники.
Устьичная
Этот процесс происходит следующим образом. Сначала с клеточной ткани испаряется влага. После того как клетки высохнут, капиллярные водные мениски прогибаются внутрь. В результате усиления поверхностного натяжения избавление от воды замедляется, поэтому растение экономит жидкость. Выдохшаяся вода поступает наружу сквозь щели устьиц. Пока они открыты, скорость испарения такая же, как и с водной поверхности, что означает высокий показатель диффузии.
Кутикулярная
Кутикуле подобно устьицу небезразлично количество жидкости в стеблях и листьях. На листе есть особые волоски, которые защищают его от колебаний воздуха и ярких лучей солнца. Это положительным образом сказывается на запасах влаги. Важность этого вида испарения проявляется при запахнутых устьицах, а результат зависит от толщины стенок кутикулы.
Важен и возраст организма – более зрелые листья теряют порядка 10% жидкости во время процесса, а молодые листочки могут лишиться половины получаемой воды. Увеличение этого вида транспирации можно наблюдать и на высохших листьях. Это проявляется в виде трещин и рассыхания листьев.
Описание процесса
На процесс испарения влияют несколько важных факторов. Именно от этих параметров зависит результат процесса и количество получаемой растениями жидкости.
Влияющие на процесс факторы
Интенсивность процесса определяется количеством воды, которое приходится на клетки листьев, а на это состояние влияют природные условия – влажность на улице, температура воздуха, степень освещенности. Чем суше воздух, тем быстрее влага будет покидать листья. А влажность почвы влияет противоположным образом.
Что касается температуры, то высокий показатель ускоряет транспирацию.
Главным фактором нужно считать освещение. Когда листок поглощает свет, его температура растет, а устьица раскрываются. Влияние солнечного света позволяет разграничить организмы на три группы в зависимости от суточного хода процесса.
Первая группа отличается закрытыми устьицами в темное время суток. С рассветом они распахиваются. В течение дня они могут передвигаться, если воды недостаточно. К таким растениями относят злаковые культуры. Вторая группа закрывает устьица днем, а ночью держит открытыми. Это культуры с тонкими листьями: горох, свекла и т. д. Третья группа всегда держит устьица ночью открытыми, а днем их поведение зависит от достатка влага. К ней относят капусту и другую растительность с толстыми листьями.
Стоит отметить, что ночью транспирация замедляется ввиду низкой температуры, отсутствия света и высокой влажности. На протяжении суток наилучшие показатели этого процесса можно наблюдать в обед. Чем ниже опускается солнце, тем медленнее растения избавляются от жидкости. В этом случае имеет место относительная транспирация – отношение испарения с площади листа к количеству времени испарения для такой же площади водной глади.
Влияющие на процесс водного обмена факторы
Регулирование водного баланса
Вы должны знать, что наибольшее количество воды поступает в растительный организм благодаря корням, которые извлекают ее из недр земли. Корневища некоторых культур настолько сильные, что извлекают воду из грунта до нескольких десятков атмосфер. Это в первую очередь касается растений, которые растут в условиях засухи.
Корневище имеет высокую чувствительность, поэтому легко воспринимает содержание влаги в грунте. Это позволяет корням менять вектор роста в соответствии с влажностью среды обитания. Помимо этого, корни у некоторых растений могут извлекать воду с помощью наземных органов. Например, лишайники поглощают жидкость всем своим телом.
После того как вода проникает в растение, она продвигается по его клеткам. По пути она задействует все процессы, необходимые для жизнедеятельности. Определенный объем жидкости растение расходует на фотосинтез, но большинство влаги уходит для наполнения тканей, а также компенсацию потерь от испарения, без которых организм не может нормально существовать.
Испарение жидкости происходит при контакте с воздухом, поэтому это действие затрагивает все части растительности. Для того чтобы правильно отрегулировать водный баланс, важно уравнять поглощаемое количество жидкости и ее расход. Только в этом случае организм будет развиваться гармонично.
Нарушения баланса могут быть длительными или зависеть от ситуации. Если с ситуативными колебаниями справиться легко, то длительные процессы протекают с некоторыми трудностями. Например, в процессах водоснабжения могут возникнуть сбои, что чревато гибелью растительности.
Таблица: количество воды для получения 1 т продукции
Как вы поняли, транспирация – это важный процесс, защищающий зелень от негативного влияния солнечного света. Благодаря этому явлению температура листа снижается на десять градусов. Это важно, так как перегрев негативно сказывается на фотосинтезе и разрушает хлоропласты. Именно благодаря такой способности растений к избавлению от влаги они способны не погибать при высокой температуре.
Источник: