Transpirace v rostlinách je nejdůležitějším procesem ve fyziologii rostlinného světa.
Transpirace v rostlinách je přirozený proces výměny vody mezi světem rostlin a atmosférickým vzduchem. Výzkum vědců ukázal, že denní množství odpařené vlhkosti významně převyšuje množství vody obsažené v rostlině. Tento jev má zásadní význam v životě každého rostlinného organismu, který roste ve skleníkových podmínkách nebo na otevřeném prostranství. Z této publikace se dozvíte, co je transpirace v rostlinách, seznámíte se s odrůdami a metodami regulace tohoto procesu.
Transpirační mechanismus
Transpirace je proces, při kterém se tekutina pohybuje rostlinným organismem a odpařuje se z pozemní části rostliny. Listy, stonky, květiny, plody a kořenový systém rostlinného organismu se účastní transpirace.
Proč musí rostlina odpařovat vlhkost? Transpirace umožňuje rostlině přijímat živiny a stopové prvky rozpuštěné ve vodě z půdy.
Mechanismus účinku je následující:
- Když je zbaven přebytečné vlhkosti, vytváří se ve vodních rostlinných tkáních podtlak.
- Vakuum „táhne“ vlhkost ze sousedních xylemových buněk, a tak po řetězu přímo do sacích buněk kořenového systému.
Prostřednictvím procesu odpařování rostliny přirozeně regulují svou teplotu a chrání se před přehřátím. Bylo prokázáno, že teplota transpirační fólie je nižší než teplota neodpařující se vlhkosti. Rozdíl dosahuje 7 ° C.
Rostliny mají dva typy výměny vlhkosti:
- přes průduchy;
- skrz kutikuly.
Abychom pochopili princip fungování tohoto jevu, je třeba připomenout strukturu listu ze školního kurzu biologie.
List rostliny se skládá z:
- Epidermální buňky, které tvoří hlavní ochrannou vrstvu.
- Kutikula je voskovitá (vnější) ochranná vrstva.
- Mezofyl nebo „buničina“ je hlavní tkáň umístěná mezi vnějšími vrstvami epidermis.
- Žíly jsou „transportními tepnami“ listu, po nichž se pohybuje vlhkost nasycená živinami.
- Ústa jsou otvory v epidermis, které řídí výměnu plynů rostliny.
U stomatální transpirace probíhá proces odpařování ve dvou fázích:
- Přechod vlhkosti z kapalné fáze do plynné fáze. Kapalná voda se nachází v buněčných membránách. V mezibuněčném prostoru se tvoří pára.
- Uvolňování plynné vlhkosti do atmosféry ústy epidermis.
Při stomatální výměně vlhkosti může rostlina regulovat úroveň odpařování. Dále zvážíme mechanismus tohoto procesu.
Kutikulární transpirace reguluje odpařování vlhkosti z povrchu listu, když jsou ústa zavřená. Rychlost odpařování kapaliny závisí na tloušťce kutikuly a stáří rostliny.
Je důležité vědět, že úroveň orální transpirace je 80 až 90% odpařovacího objemu celého listu. Proto je tento mechanismus hlavním regulátorem rychlosti odpařování v rostlinách.
List jako orgán transpirace
Analyzovali jsme, co je transpirace. Nyní je nutné pochopit, jakou roli hraje list v tomto mechanismu.
Vzhledem k velké ploše odpařování jsou listy hlavní rozptýlenou oblastí rostliny. Proces odpařování vlhkosti začíná od spodní části listu otevřenými ústy, kterými dochází k výměně kyslíku a oxidu uhličitého mezi rostlinou a okolním vzduchem.
Mechanismus otevírání průduchů je následující:
- Ochranné buňky jsou umístěny kolem otvoru.
- Se zvětšením objemu protahují otvory v epidermis a zvyšují otevření průduchů.
Zpětný proces nastává, když se zmenší objem ochranných buněk, jejichž stěny přestanou ovlivňovat stomatální mezery.
Intenzita transpirace
Rychlost transpirace je množství vlhkosti odpařené s dm2 rostlin za jednotku času. Tento parametr je regulován velikostí otvoru stomatálních mezer, což zase závisí na množství světla dopadajícího na rostlinu. Dále zvážíme, jak světlo ovlivňuje intenzitu transpirace.
K deformaci epidermálních buněk dochází vlivem fotosyntézy, během níž se škrob převádí na cukr.
- Ve světle začínají rostliny proces fotosyntézy. Tlak v ochranných buňkách se zvyšuje, což umožňuje čerpat vodu ze sousedních buněk epidermis. Objem buněk se zvyšuje, průduchy se otevírají.
- Večer a v noci se cukry přeměňují na škrob, během kterého epidermální buňky „odčerpávají“ vlhkost ze strážných buněk rostliny. Jejich objem klesá, průduchy jsou uzavřené.
Kromě světla je intenzita transpirace ovlivněna větrem a fyzikálními vlastnostmi vzduchu:
- Čím nižší je úroveň vlhkosti atmosférického vzduchu, tím rychlejší je odpařování vody, a tím i rychlost výměny vlhkosti.
- Jak teplota stoupá, zvyšuje se pružnost vodní páry, což vede ke snížení vlhkostních charakteristik prostředí a ke zvýšení objemu odpařené vody.
- Pod vlivem větru se významně zvyšuje rychlost odpařování vlhkosti, čímž se zrychluje přenos vlhkého vzduchu z povrchu listu, což způsobuje zvýšení výměny vody.
Při stanovení tohoto parametru byste neměli zapomínat na úroveň půdní vlhkosti. Pokud to nestačí, pak je v rostlině nedostatek. Snížení množství vlhkosti v rostlinném organismu automaticky mění rychlost odpařování.
Denní variace transpirace
Během dne se mění úroveň odpařování vlhkosti v rostlinách:
- V noci se proces výměny vody mezi rostlinou a okolním vzduchem prakticky zastaví. To je způsobeno nepřítomností slunce, uzavřením otvorů epidermis, poklesem teploty atmosférického vzduchu a zvýšením jeho vlhkosti.
- Za úsvitu se ústa otevřela. Stupeň jejich odhalení se zvyšuje se změnami osvětlení, klimatických a fyzikálních ukazatelů vzdušných hmot.
- Maximální intenzita transpirace u rostlin je pozorována v poledne, 12-13 hodin. Tento proces je ovlivněn intenzitou slunečního záření.
- Při nedostatečné vlhkosti během dne může intenzita výměny vody klesat. Tento mechanismus umožňuje rostlině výrazně snížit ztrátu vlhkosti tím, že se chrání před vadnutím.
- S poklesem slunečního záření ve večerních hodinách se intenzita transpirace opět zvyšuje.
Denní proces výměny vlhkosti závisí také na druhu a stáří rostlin, oblasti pěstování a rozložení listů.
Mít kaktus, ke zvýšení úrovně transpirace dochází výlučně v noci, kdy jsou ústa zcela otevřená. U rostlin, jejichž listy jsou obráceny bočně k obzoru, začíná tento proces okamžitě prvními slunečními paprsky.