Wszyscy wiedzą, że woda odgrywa decydującą rolę w życiu roślin. Normalny rozwój każdego organizmu roślinnego jest możliwy tylko wtedy, gdy wszystkie jego narządy i tkanki są dobrze nasycone wilgocią. Jednak system wymiany wody między rośliną a środowiskiem jest w rzeczywistości złożony i wieloskładnikowy.
Czym jest transpiracja
Transpiracja - jest kontrolowanym fizjologicznym procesem przepływu wody przez narządy organizmu roślinnego, powodując jego utratę przez odparowanie.
Wiesz? Słowo „transpiracja” pochodzi od dwóch łacińskich słów: trans - through i spiro - oddychanie, oddychanie, wydech. Termin jest dosłownie tłumaczony jako pocenie się, pocenie się, pocenie się..Aby zrozumieć, na czym polega transpiracja na pierwotnym poziomie, wystarczy uświadomić sobie, że niezbędna woda dla rośliny, wydobyta z ziemi przez system korzeniowy, musi jakoś dostać się do liści, łodyg i kwiatów. W trakcie tego ruchu większość wilgoci jest tracona (odparowuje), zwłaszcza w jasnym świetle, suchym powietrzu, silnym wietrze i wysokiej temperaturze.
W ten sposób, pod wpływem czynników atmosferycznych, rezerwy wody w organach nadziemnych zakładu są stale zużywane i dlatego muszą być uzupełniane przez cały czas z powodu nowych nakładów. Gdy woda odparowuje w komórkach rośliny, powstaje pewna siła ssąca, która „ciągnie” wodę z sąsiednich komórek, a więc wzdłuż łańcucha - aż do korzeni. Zatem główny „silnik” przepływu wody od korzeni do liści znajduje się w górnych częściach roślin, które, mówiąc prościej, działają jak małe pompy. Jeśli zagłębisz się w proces nieco głębiej, wymiana wody w życiu roślinnym będzie następująca: wyciąganie wody z gleby przez korzenie, podnoszenie jej do organów nadziemnych, odparowywanie. Te trzy procesy są w ciągłej interakcji. W komórkach systemu korzeniowego rośliny powstaje tak zwane ciśnienie osmotyczne, pod wpływem którego woda w glebie jest aktywnie absorbowana przez korzenie.
Kiedy, w wyniku pojawienia się dużej liczby liści i wzrostu temperatury otoczenia, woda zaczyna być zasysana z atmosfery przez samą atmosferę, występuje niedobór ciśnienia w naczyniach roślin, który jest przekazywany do korzeni i wypycha je do nowej „pracy”. Jak widać, system korzeniowy rośliny wyciąga wodę z gleby pod wpływem dwóch sił - własnej, aktywnej i pasywnej, przekazywanej z góry, co jest spowodowane transpiracją.
Jaką rolę odgrywa transpiracja w fizjologii roślin?
Proces transpiracji odgrywa ogromną rolę w życiu roślin.
Przede wszystkim należy to zrozumieć To transpiracja zapewnia roślinom ochronę przed przegrzaniem. Jeśli w jasny słoneczny dzień mierzymy temperaturę zdrowego i wyblakłego liścia w tej samej roślinie, różnica może wynosić do siedmiu stopni, a jeśli wyblakły liść na słońcu może być cieplejszy niż otaczające powietrze, temperatura liścia transpiracyjnego jest zwykle o kilka stopni niższa ! Sugeruje to, że procesy transpiracji zachodzące w zdrowym liściu pozwalają na samo-chłodzenie się, w przeciwnym razie liść przegrzewa się i umiera.
To ważne! Transpiracja jest gwarantem najważniejszego procesu w życiu rośliny - fotosyntezy, która zachodzi najlepiej w temperaturze od 20 do 25 stopni Celsjusza. Przy silnym wzroście temperatury, spowodowanym niszczeniem chloroplastów w komórkach roślinnych, fotosynteza jest bardzo trudna, dlatego ważne jest, aby roślina zapobiegała takiemu przegrzaniu.Ponadto ruch wody od korzeni do liści rośliny, której ciągłość zapewnia transpirację, ponieważ jednoczy wszystkie organy w jeden organizm i im silniejsza transpiracja, tym aktywniej rozwija się roślina. Znaczenie transpiracji polega na tym, że w roślinach główne składniki odżywcze mogą przenikać do tkanek wodą, dlatego im wyższa wydajność transpiracji, tym szybciej naziemne części roślin otrzymują związki mineralne i organiczne rozpuszczone w wodzie.
Wreszcie transpiracja jest niesamowitą siłą, która może spowodować, że woda wzrośnie wewnątrz rośliny na całej jej wysokości, co ma ogromne znaczenie, na przykład, dla wysokich drzew, których górne liście, z powodu rozważanego procesu, mogą otrzymać wymaganą ilość wilgoci i składników odżywczych.
Rodzaje transpiracji
Istnieją dwa rodzaje transpiracji - szparkowa i kutykularna. Aby zrozumieć, co jest jednym i innymi gatunkami, przypominamy sobie z lekcji botaniki strukturę liścia, ponieważ jest to ten organ rośliny, który jest głównym w procesie transpiracji.
Tak Arkusz składa się z następujących tkanin:
- skóra (naskórek) to zewnętrzne pokrycie liścia, które jest pojedynczym rzędem komórek, ściśle ze sobą połączonych, aby zapewnić ochronę wewnętrznych tkanek przed bakteriami, uszkodzeniami mechanicznymi i wysuszeniem. Na wierzchu tej warstwy często znajduje się dodatkowy wosk ochronny, zwany naskórkiem;
- główna tkanka (mezofil), która znajduje się wewnątrz dwóch warstw naskórka (górna i dolna);
- żyły, wzdłuż których przemieszczają się woda i składniki odżywcze;
- Szparki to specjalne komórki blokujące i otwór między nimi, pod którym znajduje się wnęka powietrzna. Komórki szparkowe są w stanie zamknąć i otworzyć w zależności od tego, czy jest w nich wystarczająca ilość wody. To właśnie dzięki tym komórkom następuje głównie proces odparowywania wody i wymiany gazu.
Stomatal
Po pierwsze, woda zaczyna odparowywać z powierzchni głównej tkanki komórek. W wyniku tego komórki te tracą wilgoć, łąkotki wodne w kapilarach są wyginane do wewnątrz, napięcie powierzchniowe wzrasta, a dalszy proces odparowywania wody staje się trudny, co pozwala roślinie znacząco oszczędzać wodę. Następnie odparowana woda wypływa przez szczeliny szparkowe. Dopóki szparki są otwarte, woda odparowuje z liścia w takim samym tempie jak z powierzchni wody, to znaczy dyfuzja przez szparki jest bardzo wysoka.
Faktem jest, że w tym samym obszarze woda szybciej odparowuje przez kilka małych otworów znajdujących się w pewnej odległości niż przez jedną dużą. Nawet po zamknięciu aparatów szparkowych intensywność transpiracji pozostaje prawie tak wysoka. Ale kiedy szparki się zamykają, transpiracja zmniejsza się kilka razy.
Liczba aparatów szparkowych i ich rozmieszczenie w różnych roślinach nie jest taka sama, u niektórych gatunków są one tylko na wewnętrznej stronie liścia, w innych - zarówno z góry, jak i od dołu, jednak, jak widać z powyższego, nie tyle liczba aparatów szparkowych wpływa na szybkość parowania, ale stopień ich otwartości: jeśli w komórce jest dużo wody, szparki otwierają się, gdy pojawia się niedobór - komórki zamykające są prostowane, szerokość jelita szparkowego maleje - a szparki zamykają się. 
Cuticular
Skórka, podobnie jak szparki, ma zdolność reagowania na stopień nasycenia liścia wodą. Włosy na powierzchni liści chronią liść przed ruchami powietrza i światła słonecznego, co zmniejsza utratę wody. Kiedy szparki są zamknięte, szczególnie ważna jest transpiracja naskórka. Intensywność tego rodzaju transpiracji zależy od grubości naskórka (im grubsza warstwa, tym mniej parowania). Wiek rośliny ma również duże znaczenie - liście wody na dojrzałych liściach stanowią zaledwie 10% całego procesu transpiracji, podczas gdy na młodych mogą osiągnąć połowę. Jednakże obserwuje się wzrost transpiracji naskórka na zbyt starych liściach, jeśli ich warstwa ochronna jest uszkodzona przez wiek, pęknięcia lub pęknięcia.
Opis procesu transpiracji
Na proces transpiracji istotny wpływ ma kilka istotnych czynników.
Czynniki wpływające na proces transpiracji
Jak wspomniano powyżej, intensywność transpiracji jest określana przede wszystkim przez stopień nasycenia komórek liści roślin wodą. Z kolei na stan ten wpływają głównie warunki zewnętrzne - wilgotność, temperatura i ilość światła.
Jasne jest, że w suchym powietrzu procesy parowania zachodzą bardziej intensywnie. Ale wilgotność gleby wpływa na transpirację w odwrotny sposób: im bardziej sucha ziemia, tym mniej wody dostaje się do rośliny, tym większy jej deficyt, a tym samym mniejsza transpiracja.
Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta także transpiracja. Być może jednak głównym czynnikiem wpływającym na transpirację jest nadal światło. Gdy liść pochłania światło słoneczne, temperatura liści wzrasta i odpowiednio otwierają się szparki i zwiększa się szybkość transpiracji.
Wiesz? Im więcej chlorofilu w roślinie, tym silniejsze światło wpływa na procesy transpiracji. Zielone rośliny zaczynają odparowywać wilgoć prawie dwukrotnie częściej nawet przy rozproszonym świetle.
Na podstawie wpływu światła na ruchy aparatów szparkowych istnieją nawet trzy główne grupy roślin zgodnie z dziennym przebiegiem transpiracji. W pierwszej grupie szparki są zamknięte w nocy, rano otwierają się i poruszają w ciągu dnia, w zależności od obecności lub braku deficytu wody. W drugiej grupie nocny stan aparatów szparkowych jest „zmianą” dnia (jeśli były otwarte w ciągu dnia, zamykane w nocy i odwrotnie). W trzeciej grupie, w ciągu dnia stan szparki zależy od nasycenia liścia wodą, ale w nocy są one zawsze otwarte. Jako przykłady przedstawicieli pierwszej grupy można wymienić niektóre rośliny zbożowe, do drugiej grupy należą rośliny drobnolistne, na przykład groszek, buraki i koniczyna, do trzeciej grupy kapusta i inni przedstawiciele świata roślin o grubych liściach.
Ale ogólnie należy to powiedzieć w nocy transpiracja jest zawsze mniej intensywna niż w ciągu dnia, ponieważ o tej porze dnia temperatura jest niższa, nie ma światła i przeciwnie, wilgotność wzrasta. W godzinach dziennych transpiracja jest zazwyczaj najbardziej produktywna w południe, a wraz ze spadkiem aktywności słonecznej proces ten zwalnia.
Stosunek intensywności transpiracji z jednostki powierzchni arkusza na jednostkę czasu do odparowania podobnej powierzchni wolnej powierzchni wody nazywa się transpiracją względną.
Jak reguluje się bilans wody
Roślina absorbuje większość wody z gleby przez system korzeniowy.
To ważne! Komórki korzeni niektórych roślin (zwłaszcza tych rosnących w suchych regionach) są w stanie rozwinąć siłę, dzięki której wilgoć z gleby jest zasysana do kilkudziesięciu atmosfer!Korzenie roślin są wrażliwe na ilość wilgoci w glebie i są w stanie zmienić kierunek wzrostu w kierunku rosnącej wilgotności.
Oprócz korzeni, niektóre rośliny mają zdolność wchłaniania wody i organów naziemnych (na przykład mchy i porosty absorbują wilgoć na całej powierzchni).
Woda wchodząca do rośliny jest rozprowadzana po wszystkich jej organach, przemieszczając się z komórki do komórki i jest wykorzystywana do procesów niezbędnych do życia rośliny. Niewielka ilość wilgoci jest wydawana na fotosyntezę, ale większość z nich jest niezbędna do utrzymania pełni tkanek (tzw. Turgor), a także do kompensacji strat wynikających z transpiracji (parowania), bez których żywotna aktywność rośliny jest niemożliwa. Wilgoć odparowuje przy każdym kontakcie z powietrzem, więc proces ten zachodzi we wszystkich częściach zakładu.
Jeśli ilość wody, która jest wchłaniana przez roślinę, jest harmonijnie skoordynowana z wydatkami na wszystkie te cele, bilans wodny rośliny jest ustalany prawidłowo, a organizm rozwija się normalnie. Naruszenia tej równowagi mogą być sytuacyjne lub długotrwałe. W procesie ewolucji wiele ziemskich roślin nauczyło się radzić sobie z krótkotrwałymi wahaniami bilansu wodnego, ale długotrwałe zakłócenia w procesach zaopatrzenia w wodę i parowania z reguły prowadzą do śmierci jakiejkolwiek rośliny.
