Что такое транспирация: виды (устичья и кутикулярная), продуктивность, интенсивность и коэффициент + описание процесса

Что такое транспирация растений и каково ее биологическое значение?

Для того чтобы понять, что такое транспирация, вы должны знать, что интенсивность развития растения зависит от количества поглощаемой влаги. Таким образом, только при достаточном уровне воды живой организм будет нормально функционировать. Из статьи вы узнаете об особенностях транспирации и ее видах.

Что такое транспирация и ее показатели

Транспирацией растений называется процесс извлечения жидкости с дальнейшим испарением. Примечательно, что растительная культура использует только 10% получаемой жидкости, а остальные 90% она просто испаряет. Этот процесс в биологии позволяет защитить растительность от жары и ускоряет проникновение минералов в стебли.

Транспирация – процесс испарения влаги через листья

Интенсивность и продуктивность

Интенсивность испарения определяется так: количество воды, высыхающее на единице площади листьев, деленное на отрезок времени. В течение суток этот показатель у каждого растения будет отличаться: ночью он достигает 20 г в час, а днем – 250 г.

Формула продуктивности выглядит так: соотношение сухой массы к килограмму жидкости в период потери влаги. Средний показатель – 3 г, а максимальный – 8 г.

Транспирационный коэффициент

Этот показатель демонстрирует количество влаги, необходимое растительности для создания 1 г сухой массы, которая включает листья, корни и стебель. Наиболее верный расчет осуществляется для однолетних организмов – составная масса достигает порядка 350 г. Этот коэффициент позволяет вычислить емкость жидкости, необходимой для полива культуры.

Таблица: транспирационные коэффициенты различных сельскохозяйственных культур

Суточный ход

Наименьшая погрешность этого показателя достигается только при безоблачной погоде. Минимум транспирации приходится на жаркий полдень, поскольку в это время устьицы закрываются и теряют влагу.

Относительная транспирация

Этот показатель позволяет сравнить скорость испарения с поверхности листьев и открытой поверхности воды. Коэффициент меняет свою интенсивность в промежутке от 0,01 до 1,0.

Видео «Что такое транспирация?»

В этом видеосюжете рассказывается, как происходит процесс водного обмена растений.

Какую роль выполняет транспирация в физиологии растений

Решающей функцией испарения является защита организмов от излишней жары. Если в летний знойный день снять показатели температуры у зеленого и вялого листьев, разница может достигнуть восьми градусов. Это свидетельствует о том, что процессы потери влаги в зеленом листе дают ему возможность для самостоятельного охлаждения. В противном случае лист нагревается и высыхает.

Виды транспирации

Этот процесс делится на два вида:

устьичный;

кутикулярный.

Каждый вид имеет свое течение, которое происходит за счет использования кутикул листа или устьиц. Для того чтобы понять их действие, нужно вспомнить строение листа и уроки ботаники.

Устьичная

Этот процесс происходит следующим образом. Сначала с клеточной ткани испаряется влага. После того как клетки высохнут, капиллярные водные мениски прогибаются внутрь. В результате усиления поверхностного натяжения избавление от воды замедляется, поэтому растение экономит жидкость. Выдохшаяся вода поступает наружу сквозь щели устьиц. Пока они открыты, скорость испарения такая же, как и с водной поверхности, что означает высокий показатель диффузии.

Кутикулярная

Кутикуле подобно устьицу небезразлично количество жидкости в стеблях и листьях. На листе есть особые волоски, которые защищают его от колебаний воздуха и ярких лучей солнца. Это положительным образом сказывается на запасах влаги. Важность этого вида испарения проявляется при запахнутых устьицах, а результат зависит от толщины стенок кутикулы.

Важен и возраст организма – более зрелые листья теряют порядка 10% жидкости во время процесса, а молодые листочки могут лишиться половины получаемой воды. Увеличение этого вида транспирации можно наблюдать и на высохших листьях. Это проявляется в виде трещин и рассыхания листьев.

Описание процесса

На процесс испарения влияют несколько важных факторов. Именно от этих параметров зависит результат процесса и количество получаемой растениями жидкости.

Влияющие на процесс факторы

Интенсивность процесса определяется количеством воды, которое приходится на клетки листьев, а на это состояние влияют природные условия – влажность на улице, температура воздуха, степень освещенности. Чем суше воздух, тем быстрее влага будет покидать листья. А влажность почвы влияет противоположным образом.

Что касается температуры, то высокий показатель ускоряет транспирацию.

Главным фактором нужно считать освещение. Когда листок поглощает свет, его температура растет, а устьица раскрываются. Влияние солнечного света позволяет разграничить организмы на три группы в зависимости от суточного хода процесса.

Первая группа отличается закрытыми устьицами в темное время суток. С рассветом они распахиваются. В течение дня они могут передвигаться, если воды недостаточно. К таким растениями относят злаковые культуры. Вторая группа закрывает устьица днем, а ночью держит открытыми. Это культуры с тонкими листьями: горох, свекла и т. д. Третья группа всегда держит устьица ночью открытыми, а днем их поведение зависит от достатка влага. К ней относят капусту и другую растительность с толстыми листьями.

Стоит отметить, что ночью транспирация замедляется ввиду низкой температуры, отсутствия света и высокой влажности. На протяжении суток наилучшие показатели этого процесса можно наблюдать в обед. Чем ниже опускается солнце, тем медленнее растения избавляются от жидкости. В этом случае имеет место относительная транспирация – отношение испарения с площади листа к количеству времени испарения для такой же площади водной глади.

Влияющие на процесс водного обмена факторы

Регулирование водного баланса

Вы должны знать, что наибольшее количество воды поступает в растительный организм благодаря корням, которые извлекают ее из недр земли. Корневища некоторых культур настолько сильные, что извлекают воду из грунта до нескольких десятков атмосфер. Это в первую очередь касается растений, которые растут в условиях засухи.

Корневище имеет высокую чувствительность, поэтому легко воспринимает содержание влаги в грунте. Это позволяет корням менять вектор роста в соответствии с влажностью среды обитания. Помимо этого, корни у некоторых растений могут извлекать воду с помощью наземных органов. Например, лишайники поглощают жидкость всем своим телом.

После того как вода проникает в растение, она продвигается по его клеткам. По пути она задействует все процессы, необходимые для жизнедеятельности. Определенный объем жидкости растение расходует на фотосинтез, но большинство влаги уходит для наполнения тканей, а также компенсацию потерь от испарения, без которых организм не может нормально существовать.

Испарение жидкости происходит при контакте с воздухом, поэтому это действие затрагивает все части растительности. Для того чтобы правильно отрегулировать водный баланс, важно уравнять поглощаемое количество жидкости и ее расход. Только в этом случае организм будет развиваться гармонично.

Нарушения баланса могут быть длительными или зависеть от ситуации. Если с ситуативными колебаниями справиться легко, то длительные процессы протекают с некоторыми трудностями. Например, в процессах водоснабжения могут возникнуть сбои, что чревато гибелью растительности.

Таблица: количество воды для получения 1 т продукции

Как вы поняли, транспирация – это важный процесс, защищающий зелень от негативного влияния солнечного света. Благодаря этому явлению температура листа снижается на десять градусов. Это важно, так как перегрев негативно сказывается на фотосинтезе и разрушает хлоропласты. Именно благодаря такой способности растений к избавлению от влаги они способны не погибать при высокой температуре.