Transpiracija augaluose yra svarbiausias augalų pasaulio fiziologijos procesas.
Transpiracija augaluose yra natūralus vandens mainų tarp augalų pasaulio ir atmosferos oro procesas. Mokslininkų atlikti tyrimai parodė, kad per dieną išgaravusios drėgmės kiekis žymiai viršija vandens kiekį, esantį augale. Šis reiškinys yra nepaprastai svarbus bet kurio augalo organizmo, augančio šiltnamio sąlygomis ar atviroje žemėje, gyvenime. Iš šio leidinio sužinosite, kas yra transpiracija augaluose, susipažinsite su šio proceso rūšimis ir metodais.
Transpiracijos mechanizmas
Transpiracija yra skysčio judėjimo per augalo organizmą procesas ir jo garavimas iš žemės žemės. Transpiracijoje dalyvauja augalo organizmo lapai, stiebai, žiedai, vaisiai ir šaknų sistema.
Kodėl augalas turi išgarinti drėgmę? Transpiracija leidžia augalui iš dirvožemio gauti vandenyje ištirpusių maistinių medžiagų ir mikroelementų.
Veikimo mechanizmas yra toks:
- Išsilaisvinus nuo drėgmės pertekliaus, vandenį pernešančiuose augalų audiniuose susidaro neigiamas slėgis.
- Vakuumas „ištraukia“ drėgmę iš kaimyninių ksilemo ląstelių, taigi, palei grandinę, tiesiai į šaknų sistemos siurbiamąsias ląsteles.
Garavimo proceso metu augalai natūraliai reguliuoja savo temperatūrą, apsaugodami save nuo perkaitimo. Įrodyta, kad perpylančio lakšto temperatūra yra žemesnė nei neišgaruojančios drėgmės. Skirtumas siekia 7 ° C.
Augalai turi du drėgmės mainų tipus:
- per stomatas;
- per odeles.
Norint suprasti šio reiškinio veikimo principą, būtina prisiminti lapo struktūrą iš mokyklos biologijos kurso.
Augalo lapą sudaro:
- Epidermio ląstelės, kurios sudaro pagrindinį apsauginį sluoksnį.
- Odelė yra vaškinis (išorinis) apsauginis sluoksnis.
- Mesofilas arba „minkštimas“ yra pagrindinis audinys, esantis tarp išorinių epidermio sluoksnių.
- Venos yra lapo „transporto arterijos“, kuriomis juda maistingųjų medžiagų prisotinta drėgmė.
- Burnos yra epidermio skylės, kontroliuojančios augalo dujų mainus.
Su stomataliniu persiurbimu garavimo procesas vyksta dviem etapais:
- Drėgmės perėjimas iš skystos fazės į garų fazę. Skystas vanduo yra ląstelių membranose. Tarpelementinėje erdvėje susidaro garas.
- Dujinės drėgmės patekimas į atmosferą per epidermio burną.
Su stomataline drėgmės apykaita augalas gali reguliuoti garavimo lygį. Toliau mes apsvarstysime šio proceso mechanizmą.
Odos transpiracija reguliuoja drėgmės išgaravimą nuo lapo paviršiaus, kai burna yra uždaryta. Skysčio garavimo greitis priklauso nuo odelės storio ir augalo amžiaus.
Svarbu žinoti, kad peroralinio persiurbimo lygis sudaro 80–90% viso lapo garavimo tūrio. Štai kodėl šis mechanizmas yra pagrindinis augalų garavimo greičio reguliatorius.
Lapas kaip transpiracijos organas
Mes išanalizavome, kas yra transpiracija. Dabar reikia suprasti, kokį vaidmenį šiame mechanizme atlieka lapas.
Dėl didelio garavimo ploto lapai yra pagrindiniai difuziniai augalo plotai. Drėgmės išgarinimo procesas prasideda nuo lapo dugno per atviras burnas, per kurias deguonis ir anglies dioksidas keičiasi augalu ir aplinkiniu oru.
Stomatalinis atidarymo mechanizmas yra toks:
- Apsauginės kameros yra aplink angą.
- Padidėjus tūriui, jie ištempia epidermio skylutes, padidindami stomatų angą.
Priešingas procesas vyksta sumažėjus apsauginių ląstelių tūriui, kurių sienelės nustoja veikti stomatalines spragas.
Transpiracijos intensyvumas
Transpiracijos greitis yra drėgmės kiekis, išgarintas su dm2 augalų per laiko vienetą. Šį parametrą reguliuoja stomatalinių spragų angos dydis, kuris, savo ruožtu, priklauso nuo ant augalo krentančios šviesos kiekio. Toliau mes apsvarstysime, kaip šviesa veikia transpiracijos intensyvumą.
Epidermio ląstelių deformacija atsiranda veikiant fotosintezei, kurios metu krakmolas virsta cukrumi.
- Augalai pradeda fotosintezės procesą šviesoje. Padidėja slėgis apsauginėse ląstelėse, o tai leidžia semtis vandens iš kaimyninių epidermio ląstelių. Ląstelės tūris padidėja, stomatai atsidaro.
- Vakare ir naktį cukrus virsta krakmolu, kurio metu epidermio ląstelės „išpumpuoja“ drėgmę iš augalo apsauginių ląstelių. Jų tūris mažėja, stomos yra uždarytos.
Be šviesos, transpiracijos intensyvumui įtakos turi vėjas ir fizinės oro savybės:
- Kuo žemesnis atmosferos oro drėgmės lygis, tuo greičiau garuoja vanduo, taigi ir drėgmės mainų greitis.
- Kylant temperatūrai, padidėja vandens garų elastingumas, dėl kurio sumažėja aplinkos drėgmės charakteristikos ir padidėja išgarinto vandens tūris.
- Vėjo įtakoje drėgmės išgaravimo greitis žymiai padidėja, tuo pagreitindamas drėgno oro perdavimą iš lapo paviršiaus, padidindamas vandens mainus.
Norėdami nustatyti šį parametrą, neturėtumėte pamiršti apie dirvožemio drėgmės lygį. Jei to nepakanka, tada augale jo trūksta. Sumažinus drėgmę augalo organizme, automatiškai pasikeičia garavimo greitis.
Transpiracijos dienos variacija
Dienos metu drėgmės išgarinimo lygis augaluose keičiasi:
- Naktį vandens mainų procesas tarp augalo ir aplinkinio oro praktiškai sustoja. Taip yra dėl to, kad nėra saulės, užsidaro epidermio skylės, sumažėja atmosferos oro temperatūra ir padidėja jo drėgmės lygis.
- Auštant, burnos atsiveria. Jų atskleidimo laipsnis didėja keičiantis oro masių apšvietimui, klimatiniams ir fiziniams rodikliams.
- Didžiausias transpiracijos intensyvumas augaluose stebimas vidurdienį, 12-13 val. Šiam procesui įtakos turi saulės spindulių intensyvumas.
- Dieną esant nepakankamai drėgmės, vandens mainų intensyvumas gali sumažėti. Šis mechanizmas leidžia augalui žymiai sumažinti drėgmės nuostolius, apsaugant save nuo vytimo.
- Vakaro valandomis sumažėjus saulės insoliacijai, transpiracijos intensyvumas vėl padidėja.
Kasdienis drėgmės mainų procesas taip pat priklauso nuo augalų rūšies ir amžiaus, auginimo regiono ir lapų išdėstymo.
Turi kaktusas, transpiracijos lygis padidėja tik naktį, kai burnos yra visiškai atidarytos. Augaluose, kurių lapija yra nukreipta į šoną į horizontą, šis procesas iškart prasideda nuo pirmųjų saulės spindulių.