Transpiration

Transpiration  är processen att flytta vatten genom en växt och avdunsta det genom växtens yttre organ som löv , stjälkar och blommor . Vatten är nödvändigt för växtens liv, men endast en liten del av vattnet som kommer in genom rötterna används direkt för behoven av tillväxt och ämnesomsättning . De återstående 99-99,5% går förlorade genom transpiration. Bladets yta är täckt med strukturer som kallas stomata och hos de flesta växter finns det mesta av stomata på undersidan av bladet. Stomata är omgivna av skyddscelleroch medföljande celler (kollektivt kända som stomatala komplexet) som öppnar och stänger stomatala slitsarna. Transpiration sker genom stomatala slitsar och kan ses som ett nödvändigt "pris" förknippat med att öppna stomata för att komma åt koldioxid , vilket är nödvändigt för fotosyntesen . Transpiration kyler också växten, ändrar det osmotiska trycket i cellerna och flyttar vatten och näringsämnen från rötterna till skotten.

Vatten tas upp av rötterna från jorden genom osmos och rör sig upp genom xylem tillsammans med de näringsämnen som är lösta i den. Vattnets rörelse från rötterna till bladen tillhandahålls delvis av kapilläreffekten , men främst på grund av tryckskillnaden. Hos höga växter och träd kan gravitationen endast övervinnas genom att minska det hydrostatiska trycket i de övre delarna av växten på grund av vattendiffusionen genom stomata till atmosfären .

Kylning uppnås genom avdunstning från växtytan av vatten, som har ett högt specifikt förångningsvärme .

Förordning

Växten reglerar sin transpirationshastighet genom att ändra storleken på stomatala öppningar. Transpirationsnivån påverkas också av tillståndet i atmosfären runt bladet, luftfuktighet, temperatur och solljus, samt markens tillstånd och dess temperatur och luftfuktighet. Dessutom är det nödvändigt att ta hänsyn till växtens storlek, som bestämmer mängden vatten som absorberas av rötterna och, senare, avdunstar genom bladen.

Egenhet Effekt på transpiration
antal löv Ju fler löv, desto större avdunstningsyta och desto större antal stomata för gasutbyte. Detta ökar vattenförlusten.
Antal stomata Ju fler stomata på ett blad, desto mer vatten avdunstar bladet.
Arkstorlek Ett löv med större yta avdunstar mer vatten än ett löv med ett litet.
Närvaro av växt nagelband Nagelbandets vaxartade film är dåligt permeabel för vatten och vattenånga och minskar avdunstning från växtytan, förutom avdunstning genom stomata. Nagelbandets blanka yta reflekterar solens strålar, vilket minskar bladtemperaturen och avdunstningen [1] . Små hårstrån ( trichomes ) på bladytan minskar också vattenförlusten genom att skapa en zon med hög luftfuktighet nära ytan [1] . Sådana anordningar för att bevara vatten kan observeras i många växter från torra platser - xerofyter .
CO2- innehåll _ I många växter leder en minskning av halten av koldioxid i luften till en ökning av turgor av skyddsceller och öppnande av stomata [2] .
ljusnivå Förutom att sänka nivån av koldioxid under fotosyntesen kan ljus även ha en direkt effekt på skyddscellerna och få dem att svälla [2] .
Temperatur En ökning av temperaturen ökar avdunstningshastigheten och minskar den relativa luftfuktigheten i miljön, vilket också ökar vattenförlusten.
Relativ luftfuktighet Torr luft runt bladen ökar transpirationshastigheten.
Vind I stillastående luft nära förångningsytan bildas ett område med hög luftfuktighet, vilket bromsar förlusten av vatten.

Under växtsäsongen kan ett blad avdunsta många gånger sin egen vikt i vatten. En hektar vetegrödor avdunstar 2000-3000 ton vatten under sommaren [3] . Inom jordbruket arbetar de med begreppet transpirationskoefficient , detta är förhållandet mellan mängden vatten som spenderas och ökningen av torrmassan. Vanligtvis är det från 200 till 600 [3] (1000) [4] , det vill säga för bildandet av ett kilo torr massa av grödor behövs från 200 till 1000 liter vatten.

En mängd olika tekniker och instrument finns för att mäta växttranspirationsnivåer, inklusive potometrar , lysimetrar , porometrar , fotosyntetiska system termometriska sensorer. För att mäta evapotranspiration används främst isotopiska metoder [5] . Nyligen genomförda studier [6] visar att vatten som avdunstat av växter skiljer sig i isotopsammansättning från grundvatten.

Ökenväxter har speciella anpassningar för att minska transpiration och spara vatten, såsom tjocka nagelband, minskad bladyta och lövhår. Många av dem använder den så kallade CAM-fotosyntesen , när stomata är stängda under dagen, och öppnar endast på natten, när temperaturen är lägre och luftfuktigheten är högre.

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Växtliv / red. prof. PÅ. Krasilnikova, prof. A.A. Uranov. - M . : Utbildning, 1974. - T. 1. - 487 sid.
  2. ↑ 1 2 Galston A., Davis P., Satter R. The life of a green plant . — M .: Mir, 1983. — 549 sid.
  3. ↑ 1 2 Växternas vattenregim / N. A. Maksimov // Stora sovjetiska encyklopedin  : [i 30 volymer]  / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
  4. ↑ Martin, J.; Leonard, W. & Stamp, D. (1976), Principles of Field Crop Production (tredje upplagan) , New York: Macmillan Publishing Co., Inc., ISBN 0-02-376720-0 
  5. ↑ Jasechko, Scott; Zachary D. Sharp, John J. Gibson, S. Jean Birks, Yi Yi & Peter J. Fawcett. Terrestra vattenflöden dominerade av transpiration  (engelska)  // Nature : journal. - 2013. - 3 april ( vol. 496 , nr 7445 ). - S. 347-350 . - doi : 10.1038/nature11983 . — PMID 23552893 .
  6. ↑ Evaristo, Jaivime; Jasechko, Scott; McDonnell, Jeffrey J. Global separation av växttranspiration från grundvatten och strömflöde  //  Nature : journal. - 2015. - 3 september ( vol. 525 , nr 7567 ). - S. 91-94 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature14983 .
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger