Транспирация у растений – это важнейший процесс в физиологии растительного мира
Транспирация у растений – это естественный процесс водообмена между растительным миром и атмосферным воздухом. Исследования ученых показали, что суточное количество испаряемой влаги значительно превышает объем воды, содержащийся в растении. Такое явление имеет важнейшее значение в жизнедеятельности любого растительного организма, произрастающего в тепличных условиях или на открытых грунтах. Из этой публикации вы узнаете, что такое транспирация у растений, ознакомитесь с разновидностями и способами регулирования данного процесса.
Механизм транспирации
Процесс жизнедеятельности любого растения неразрывно связан с потреблением влагой. Из суточного объема полученной воды для фотосинтеза и физиологических потребностей растению необходимо только 10%. Оставшиеся 90% испаряются в атмосферу.
Транспирация – это процесс перемещения жидкости по растительному организму и ее испарения наземной частью растения. В транспирации участвуют листья, стебли, цветы, плоды, корневая система растительного организма.
Зачем растению нужно испарять влагу? Транспирация позволяет растению получать из грунта питательные вещества и микроэлементы, растворенные в воде.
Механизм действия следующий:
- Освобождаясь от лишней влаги, в водопроводящих тканях растений создается отрицательное давление.
- Разряжение «подтягивает» влагу из соседних клеток ксилемы, и так, по цепочке, непосредственно до всасывающих клеток корневой системы.
Благодаря процессу испарения растения естественным образом регулируют свою температуру, защищая себя от перегрева. Доказано, что температура транспирирующего листа ниже не испаряющего влагу. Разница достигает 7°С.
У растений различают две разновидности влагообмена:
Чтобы понять принцип действия данного явления необходимо вспомнить строение листа из школьного курса биологии.
Лист растения состоит из:
- Клеток эпидермиса, которые образуют основной защитный слой.
- Кутикула – восковой (внешний) защитный слой.
- Мезофилл или «мякоть» – основная ткань, расположенная между внешними слоями эпидермиса.
- Прожилки – «транспортные магистрали» листа, по которым перемещается влага насыщенная питательными веществами.
- Устья – отверстия в эпидермисе, контролирующие газообмен растения.
При устьичной транспирации, процесс испарения происходит в две стадии:
- Переход влаги из жидкой фазы в парообразную. Вода в жидком состоянии находится в клеточных оболочках. Пар формируется в межклеточном пространстве.
- Выделение газообразной влаги в атмосферу через устья эпидермиса.
При устьичном влагообмене растение может регулировать уровень испарения. Далее рассмотрим механизм действия данного процесса.
Кутикулярная транспирация регулирует испарение влаги с поверхности листьев при закрытых устьях. Интенсивность испарения жидкости зависит от толщины кутикулы и возраста растения.
Важно знать, что уровень устичной транспирации составляет от 80 до 90 % от объема испарения всего листа. Именно поэтому такой механизм является основным регулятором интенсивности испарения у растений.
Лист как орган транспирации
Что такое транспирация мы разобрали. Теперь следует понять, какую роль в данном механизме играет лист.
Благодаря большой площади испарения, главными диффундирующими участками растения являются листья. Процесс испарения влаги начинается с нижней части листа через раскрытые устья, через которые и осуществляется обмен кислородом и углекислым газом между растением и окружающим воздухом.
Механизм раскрытия устьиц заключается в следующем:
- По окружности устий расположены замыкающие клетки.
- При увеличении объема они растягивают отверстия в эпидермисе, увеличивая раскрытие устьиц.
Обратный процесс происходит при уменьшении объема замыкающих клеток, стенки которых перестают воздействовать на устьичные щели.
Интенсивность транспирации
Интенсивность транспирации – это количество влаги, испаряемой с дм 2 растения за расчетную единицу времени. Данный параметр регулируется величиной раскрытия устьичных щелей, которая, в свою очередь, зависит от количества попадающего на растение света. Далее рассмотрим, как влияет свет на интенсивность транспирации.
Деформация клеток эпидермиса проходит под действием фотосинтеза, в процессе которого происходит преобразование крахмала в сахара.
- При свете у растений начинается процесс фотосинтеза. Давление в замыкающих клетках увеличивается, что дает возможность вытягивать воду из соседних клеток эпидермиса. Объем клеток увеличивается, устьица раскрываются.
- В вечернее и ночное время происходит преобразования сахаров в крахмал, в процессе которого клетки эпидермиса «откачивают» влагу из замыкающих клеток растения. Их объем уменьшается, устьица закрываются.
Помимо света на интенсивность транспирации оказывает влияние ветер и физические характеристики воздуха:
- Чем ниже уровень влажности атмосферного воздуха, тем быстрее происходит испарение воды, а значит и скорость влагообмена.
- При повышении температуры возрастает упругость водяных паров, которая приводит к снижению влажностных характеристик окружающей среды и увеличению объема испаряемой воды.
- Под влиянием ветра значительно увеличивается скорость испарение влаги, тем самым ускоряется перенос влажного воздуха с поверхности листа, вызывая усиление водообмена.
Для определения данного параметра не следует забывать и об уровне влажности почвы. Если ее недостаточно, значит и наблюдается ее недостаток в растении. Снижение объема влаги в растительном организме автоматически изменяет интенсивность испарения.
Суточный ход транспирации
В течение суток уровень испарения влаги у растений меняется:
- Ночью, процесс водообмена между растением и окружающим воздухом практически останавливается. Это обусловлено отсутствием солнца, закрытием отверстий эпидермиса, снижением температуры атмосферного воздуха и увеличением уровня его влажности.
- На рассвете, устья открываются. Степень их раскрытия увеличивается с изменением освещенности, климатических и физических показателей воздушных масс.
- Максимальная интенсивность транспирации у растений наблюдается в полдень, к 12-13 часам. На данный процесс влияет напряженность солнечного света.
- При недостаточной влажности в дневной период, интенсивность водообмена может снижаться. Этот механизм позволяет растению значительно сократить потерю влаги, защитив себя от увядания.
- При снижении солнечной инсоляции в вечерние часы интенсивность транспирации вновь возрастает.
Суточный процесс влагообмена также зависит от вида и возраста растений, региона произрастания, схемы расположения листьев.
У кактусов, повышение уровня транспирации происходит исключительно ночью, когда устья полностью раскрыты. У растений, листва которых повернута боковой частью к горизонту, данный процесс начинается непосредственно с первыми лучами солнечного света.
Источник
7. Испарение воды листьями (транспирация)
Растения постоянно всасывают корнями из почвы воду и проводят её по сосудам древесины к листьям. Из клеток листа пары воды попадают в межклетники, поступают к устьицам и испаряются. Процесс испарения воды листьями называется транспирация .
Транспирация обеспечивает удаление из растения лишней воды. При этом освобождается место в сосудах, и вода опять может всасываться из почвы вместе с растворёнными солями.
Испарение способствует передвижению воды в растении, а также охлаждает листья и защищает их от перегрева в жаркую погоду.
Испарение зависит от окружающих условий и состояния устьиц. Каждое растение может регулировать транспирацию. При высокой температуре воздуха испарение воды усиливается и растение охлаждается. В дождливую погоду транспирация, наоборот, замедляется.
Интенсивность транспирации может изменяться за счёт открывания и закрывания устьичных щелей. Известны растения, у которых устьица открываются только в светлое время суток, а в темноте они закрыты.
На уровень испарения воды влияют размеры и количество листьев на растении. Чем крупнее листья, тем сильнее они испаряют влагу. Чем больше листьев, тем больше поверхность испарения.
Растения засушливых мест имеют ряд приспособления, защищающих от потери влаги. У них обычно мелкие листья, а стенки клеток их эпидермиса утолщены. Листья покрыты слоем воска или густыми волосками. Эти приспособления не только замедляют испарение, но и защищают от солнечных лучей.
Источник
ТРАНСПИРАЦИЯ
ТРАНСПИРАЦИЯ (от лат. trans — через и spiro — дышу, выдыхаю), физиологическое испарение воды листьями и другими частями растений. Отношение чистой продукции к количеству транспирированной воды называется эффективностью транспирации . Интенсивность испарения воды листьями зависит от биологических особенностей растений, условий роста (растения засушливых местностей испаряют мало воды, влажных — значительно больше; теневые растения испаряют воды меньше, чем световые; много воды растения испаряют в зной, меньше — в облачную погоду). Транспирация зависит также от освещения (рассеянный свет уменьшает транспирацию на 30—40%), содержания воды в клетках листьев, осмотического давления клеточного сока, от температуры почвы, воздуха и тела растения, влажности воздуха, скорости роста и др. Для определения потребности растения в воде используют транспирационный коэффициент .
Экологический энциклопедический словарь. — Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии . И.И. Дедю . 1989 .
Транспирация (от лат. transpiration — выделение) — выделение воды надземными органами растений (особенно листьями) через устьица и отчасти кутикулу эпидермиса. Регулируется устьичным аппаратом. Один из видов экскреции веществ организмами. Тесно связана с фотосинтетической деятельностью растений. Играет важную роль в поддержании транспорта поступающих в корневые системы веществ и регулирует водный и тепловой режимы растений. Интенсивность транспирации выражается в граммах на 1 г сырой транспирирующей биомассы (листьев или стеблей) в единицу времени. Общий расход воды на транспирацию выражается в миллиметрах водяного столба. В лесах умеренного климата колеблется от 250 до 500 мм, в дождевых лесах тропиков может достигать 3000 мм в год. Ср. коэффициент транспирации.
Экологический словарь. — Алма-Ата: «Наука» . Б.А. Быков . 1983 .
ТРАНСПИРАЦИЯ испарение воды наземными органами растений, прежде всего листьями. Играет большую роль в круговороте воды.
Экологический словарь , 2001
испарение воды наземными органами растений, прежде всего листьями. Играет большую роль в круговороте воды.
EdwART. Словарь экологических терминов и определений , 2010
Источник