Продуктивность транспирации как найти

Методы
измерения интенсивности транспирации
растений подразделяют на две группы.
Первую составляют методы, основанные
на учёте массы исследуемого объекта
через заданные промежутки времени или
непрерывно. Метод быстрого взвешивания
отчлененного от растения листа или
побега. Первое взвешивание проводят
сразу после срезания, а второе — через
3—5 мин, что дает возможность измерять
транспирацию при том состоянии
насыщенности листа водой, в каком он
находился на растении.

Методы
второй группы основаны на учете величины
потока водяного пара, поступающего из
растения. В этом случае всю надземную
часть растения или лист помещают в
транспирационную камеру, через которую
непрерывно прокачивают воздух. Пробы
воздуха с входа и выхода камеры подаются
в измерительное устройство, что позволяет
регистрировать увеличение влажности
воздуха в результате транспирации.
Кол-во
воды,
испаряемой растением с единицы листовой
поверхности в единицу времени, называют
интенсивностью транспирации. Выражается
в г/1м²
или 1см²
за 1час. Испаряемую воду можно отнести
к массе листьев. Это также будет
показателем интенсивности транспирации.

Продуктивность
транспирации — количество граммов
сухих веществ, образуемых при расходовании
каждых 1000 г воды. Величиной, обратной
продуктивности и транспирации, является
транспирационный коэффициент, т. е.
число граммов воды, израсходованной
при накоплении 1 г сухих веществ.
Интенсивность транспирации у большинства
растений составляет 15-250 г*м2*ч днем и
1-20 г*м2*ч ночью. Продуктивность транспирации
у растений в умеренном климате колеблется
от 1 до 8 (в среднем 3 г) на 1000 г израсходованной
воды, а транспирацинонный коэффициент
— от 125 до 1000 (в среднем, около 300 т.е.
около 300 г воды расходуется на накопление
1 г сухих веществ). Следовательно, на
синтез веществ своего тела растение
использует лишь 0.2% пропускаемой воды,
остальные 99.8% тратятся на испарение.

Относительная
транспирация
–
отношение воды, испаряемой листом, к
воде, испаряемой со свободной водной
поверхности той же площади за один и
тот же промежуток времени. Экономность
транспирации
—
количество испаряемой воды (в мг) на
единицу (1кг) воды, содержащейся в
растениях .Тонколистные растения
расходуют за час больше воды по сравнению
с растениями с мясистыми листьями,
которые испаряют 8-20% от общего количества
содержащейся в них воды. Транспирационный
коэффициент показывает, сколько воды
растения затрачивают на построение
единицы сухого в-ва. Это величина,
обратная продуктивности транспирации.

11. Особенности суточного хода движения устьиц у разных растении. Суточный ход процесса транспирации.

Английский
исследователь Лофтфельд разделил все
растения в отношении суточного хода
устьичных движений на 3группы: 1.Растения,
у которых ночью устьица всегда закрыты,
утром устьица открываются, и их дальнейшее
поведение в течении дня зависит от
условий среды. Мало воды-они закрываются,
достаточно воды-открыты. К этой группе
относят прежде всего хлебные злаки.
2.Растения,
у которых ночное поведение устьиц
зависит от дневного. Если днем устьица
были закрыты, то ночью они откроются,
если днем были открыты, то ночью закроются.
К этой группе относят растения с тонкими
листьями-люцерна, грох, клевер, свекла,
подсолнечник. 3.Растения
с более толстыми листьями, у которых
ночью устьица всегда открыты, а днем,
как и у всех остальных групп растений,
открыты или закрыты в зависимости от
условий (картофель, капуста). Что касается
суточного хода транспирации, то в ночной
период суток транспирация резко
сокращается. Это связано как с изменением
внешних факторов (повышение влажности
воздуха, снижение температуры, отсутствие
света), так и с внутренними особенностями
(закрытие устьиц). Измерения показывают,
что ночная транспирация составляет
всего 3-5%от дневной.

У
деревьев, теневыносливых растений,
многих злаков с совершенной регуляцией
устьичной транспирации испарение воды
достигает максимума до установления
максимума дневной температуры. В
полуденные часы транспирация падает и
вновь может увеличиваться в предвечерние
часы при снижении температуры воздуха.
Такой ход транспирации приводит к
незначительным суточным изменениям
осмотического давления и содержания
воды в листьях. У видов, способных
переносить резкие изменения содержания
воды в клетках в течение дня, наблюдается
суточный ход транспирации с максимумом
в полуденные часы. В обоих случаях ночью
транспирация минимальна. Колебания
интенсивности транспирации отражают
изменения степени открытия устьиц в
течение суток. Закрывание устьиц в
полдень может быть связано как с
увеличением уровня СО2 в листьях при
повышении температуры воздуха (из-за
усиления дыхания и фотодыхания, так и
с возможным водным дефицитом, возникающим
в тканях при высокой температуре, низкой
влажности воздуха и особенно в ветреную
погоду. Снижение температуры воздуха
во второй половине дня способствует
открыванию устьиц и усилению фотосинтеза.

12.
Основные закономерности поступления
воды в растение. Возникновение градиента
водного потенциала в растении. Градиент
водного потенциала как движущая сила
водного тока в растении. Понятие водного
потенциала, и его составляющие.

В
почве вода поглощается корнями. Корень
делится на четыре зоны: деления клеток,
растяжения, всасывания, или корневых
волосков, и проводящую, или опробковения.
Зона деления клеток, защищенная корневым
чехликом, нуждается в небольшом количестве
воды. Водный потенциал определяется
только матричными силами, т. е. способностью
к набуханию коллоидов протоплазмы и
клеточных стенок (у = ут). Интенсивное
поглощение воды начинается с зоны
растяжения. Здесь идет усиленное
новообразование белков цитоплазмы.
Поэтому водный потенциал определяется
суммой матричного и осмотического
потенциалов (у = уот + уп) и обеспечивает
колоссальную способность поглощать
воду. Зона корневых волосков является
основной поглощающей зоной корня,
которая направляет воду в русло дальнего
транспорта. Здесь на 1 мм находится
230—500 корневых волосков (у = уп + ур).
Проводящая зона корня характеризуется
опробковением покровных тканей. Ее
поглотительная функция заметно снижена,
хотя показано, что опробковевшие части
корня также могут поглощать воду.

Некоторое
количество воды может поступать из
атмосферы. Есть даже растения, для
которых атмосферная влага является
основным источником. К таким растениям
относят прежде всего эпифиты, живущие
на поверхности других растений, но не
являющиеся паразитами. Они обладают
воздушными корнями, в которых имеется
многослойная ткань, состоящая из полых
клеток с тонкими стенками. Такое строение
позволяет им поглощать как парообразную
влагу, так и воду осадков, подобно губке.
У некоторых эпифитов дождевая вода
собирается листьями и затем поглощается
с помощью волосков. Приспособления к
сбору дождевой воды листьями имеются
и у других растений, например, у сем.
зонтичные вода собирается в листовых
влагалищах.

Водный потенциал
выражает способность воды в данной
системе совершить работу по сравнению
с той работой, которую при тех же условиях
совершила бы чистая вода. Водный
потенциал определяют как вели­чину,
равную разности химических потенциалов
воды в системе ( ) И
чистой воды () При
той же температуре и том_же давлении,
отнесенную к величине парциального
молярного объема воды (),
ψ =.

Водный
потенциал, являясь фактически мерой
активности воды, определяет термодинамически
возможное направление ее транспорта.
Молекулы воды всегда перемещаются от
более высокого водного потенциала к
более низкому, подобно тому как вода
течет вниз, переходя на все более низкий
энергетический уровень. Когда система
находится в равновесии с чистой водой,
у=0. В почве, растении, атмосфере активность
воды и способность совершать работу
ниже, чем у чистой воды, поэтому у обычно
отрицателен. Водный потенциал имеет
размерность энергии, деленной на объем,
что позволяет выражать его в атмосферах,
барах или паскалях.Водный потенциал
растения является алгебраической суммой
следующих четырех составляющих:

где
уя — осмотический, |/;я — матричный, ур
— гидростатический, у8— гравитационный
потенциалы. Соотношение между ними и
вклад в водный потенциал сильно
различаются в зависимости от объекта
и окружающих условий.

13.
Верхний и нижний концевые двигатели
водного тока. Гуттация и плач растений.
Передвижение воды по растению. Апопласт
и симпласт. Теория сцепления. Когезия
и адгезия.

Концевые
двигатели восходящего тока — нижний
(корневое давление) и верхний (присасывающее
действие транспирации) взаимосвязаны,
а также имеют связь с другими процессами
жизнедеятельности, что обеспечивается
сложной системой эндогенной регуляции.
Путь, который проходит вода в растении,
можно разделить на две физиологически
различные части: по живым клеткам и по
проводящей системе. Радиальный транспорт
воды в корне включает три системы:
симпласт — совокупность протопластов
всех клеток, соединенных плазмодесмами,
апопласт, т. е. взаимосвязанную систему
клеточных стенок и межклетников, а также
дискретную систему вакуолей. Все они в
большей или меньшей степени связаны с
преодолением мембран. Даже путь воды
по апопласту прерывается в эндодерме,
где вода вынуждена проходить через
живое содержимое пропускных клеток,
из-за гидрофобных отложений в радиальных
клеточных стенках, образующих пояски
Каспари. Эта необходимость переключения
на симпластический путь имеет большое
значение, так как процесс передвижения
по живой протоплазме может регулироваться
в отличие от передвижения по клеточным
стенкам. Следует отметить, что мертвые
клетки обладают гораздо большей
проницаемостью для воды, чем живые. Для
нормального водообмена растения клетки
корня должны оставаться живыми, их
высокое сопротивление водному току
вполне оправданно. Высокое сопротивление
мембран, обладающих избирательной
проницаемостью, позволяет корню
контролировать ток воды в растении.
Большая часть водного пути приходится
на долю проводящей системы растения,
состоящей из сосудов и трахеид. Установлено
также, что вода и растворенные вещества
могут передвигаться в стебле и в
поперечном направлении. Это происходит,
например, при подрезке корней или обрезке
ветвей, в таком случае растение в
состоянии обеспечить водой и веществами
те части организма, которые раньше
обслуживались утраченными органами.
Возможность радиального транспорта
обусловлена самой структурой проводящей
системы, а именно: контактами сближающих
трахеид через поры.

Примером
работы нижнего концевого двигателя
служит так называемый «плач» растений.
Весной у деревьев с еще нераспустившимися
листьями можно наблюдать интенсивный
кселемный ток жидкости снизу вверх
через надрезы ствола и даже верхних
веток кроны. Явление «плача» свидетельствует
о значительном корневом давлении,
которое в этот период у основания ствола
достигает не менее 10 атм. У вегитируюших
растении при удалении стебля с листьями
из оставшегося связанного с корнем
пенька довольно долго выделяется
ксилемный сок или пасока. Другим
примером работы нижнего концевою
двигателя является гуттация. При
высокой влажности воздуха в результате
деятельности нижнего концевого двигателя
на концах и зубчиках листьев выделяется
капельно-жидкая влага — растение
гуттирует. Гутационное выделение влаги
листьями особенно характерно для
тропических растений, приспособленных
к жизни в условиях повышенной влажности,
при которых транспирация затруднена.
В этих условиях подъем воды практически
осуществляется только вследствие
корневого давления. Под такими деревьями
в тропическом лесу как будто постоянно
идет дождь. Функцию выделения жидкости
из тканей листьев выполняют специальные
образования гидатоды. локализованные
в зубчиках листьев.

Теория
сцепления. Движущей силой восходящею
тока воды в проводящих элементах ксилемы
являемся градиент водного потенциала
через растение от почвы до атмосферы.
Он поддерживается двумя основными
компонентами: 1) градиентом осмотического
потенциала в клетках корня (от почвы до
сосудов ксилемы), создаваемым активным
транспортом ионов в живых клетках корня,
включая молодые живые элементы ксилемы
и 2) транспирацией. Поддержание первого
градиента требует затрат метаболической
энергии; на транспирацию используется
энергия солнечной радиации. Градиент
осмотическою потенциала обеспечивает
поглощение воды корнем. Транспирация
служит главной движущей силой восходящего
тока воды.Согласно теории сцепления,
вода в капиллярных трубках сосудов
ксилемы поднимается вверх в ответ на
присасывающее действие транспирации
вследствие действия сил сцепления
(когезии) молекул воды друг с другом и
действия сил прилипания (адгезии) столба
воды к гидрофильным стенкам сосудов.
Обе силы препятствуют также образованию
полостей у стенок сосудов, заполненных
воздухом (или парами воды) и способных
закупорить сосуд. При закупорке (эмболии)
сосудов пузырьками воздуха всегда
остается достаточное количество
интактных нитей воды в других сосудах,
чтобы обеспечить ток вверх. Кроме того.
по-видимому, существуют механизмы
восстановления непрерывности нарушенных
эмболией водных нитей.

1. Главная
2. Агрономия
3. Транспирация у растений

01 Май 2017 36105

Испарение воды растением представляет собой физический процесс, так как при этом в межклеточниках листьев вода переходит в парообразное состояние, и затем образовавшийся пар через устьица диффундирует в окружающее пространство.

Однако испарение воды — это и сложный физиологический процесс, поскольку он связан с анатомическими и физиологическими особенностями растений, поэтому в отличие от физического, физиологический процесс испарения растением воды и назван транспирация у растений. Транспирация у герани

От чего зависит транспирация у растений

Зависит транспирация у растений от:

• количества и размеров проводящих сосудов,
• числа устьиц,
• толщины кутикулы,
• состояния коллоидов протоплазмы,
• концентрации клеточного сока и других причин.

Вода передвигается вверх по стеблю, так как в результате транспирации в клетках листьев возникает сосущая сила, которая передается от них до корневых волосков корня, поглощающих воду из почвы.

Если поместить срезанную ветку или какое-либо растение в сосуд с водой, в течение долгого времени растение не вянет, что указывает на присасывающее действие транспирации.  

Значение транспирации

Значение транспирации заключается в том, что:

• вместе с водой по растению передвигаются поступившие в него минеральные элементы;
• транспирация понижает температуру листа и защищает его от перегрева.

Оранжерея растений

Например, в оранжереях и парниках, где воздух влажный и транспирация подавлена, бывают ожоги листьев солнечными лучами. За счет транспирации создается некоторая недонасыщенность водой коллоидов протоплазмы, что способствует нормальному плодоношению и созреванию плодов, так как в этом случае идут синтетические процессы.

Влияние внешней среды

Влияние факторов внешней среды на процесс транспирации и ее суточный ход, выражается действием следующих  факторов:

•  влияние света,
• температуры воздуха,
• сила ветра,
• степень насыщения воздуха парами воды.

Влияние факторов внешней среды на процесс транспирации у растений

Свет способствует открытию устьичных щелей и повышает проницаемость протоплазмы испаряющих клеток для воды. Хлорофилл энергично поглощает солнечные лучи, что повышает температуру листа и усиливает испарение.

Увеличение транспирации снижает температуру листа, в результате чего испаряющие листья: не перегреваются. Даже рассеянный свет повышает транспирацию на 30—40% по сравнению с транспирацией, идущей в темноте. По данным Визнера, 100 кв. см листа кукурузы испаряют в темноте 97 мг воды, на рассеянном — 114 мг, на прямом солнечном свету —785 мг.

Температура воздуха, окружающего растение, также, влияет на транспирацию. С повышением температуры транспирация увеличивается, так как при этом усиливаются движение молекул воды и скорость диффузии водяного пара с поверхности коллоидов клеточных оболочек. Сила ветра может играть двоякую роль в процессе транспирации.

Роль ветра сводится к замене влажных слоев воздуха над листьями растений сухими, т. е. ветер влияет только па вторую фазу транспирации — выход пара из межклеточников листа. Сильный ветер треплет листья, что вызывает замыкание устьичных щелей и тем снижает транспирацию. На транспирацию оказывает большое влияние и степень насыщения воздуха парами воды. Чем больше сухость воздуха, тем интенсивнее идет процесс транспирации, и наоборот.

Суточный ход транспирации

В течение суток транспирация зависит от внешних факторов. В утренние часы транспирация слабая, с поднятием солнца над горизонтом, повышением температуры воздуха и уменьшением содержания водяных паров в воздухе транспирация возрастает. К вечеру транспирация уменьшается и в ночные часы снижается до минимума. Суточный ход транспирации у растений зависит от внешних факторов

Правильный суточный ход транспирации наблюдается только при безоблачном небе. Очень часто суточный ход транспирации имеет 2 максимума; минимум транспирации обычно падает на самые жаркие часы дня в полдень, что связано с обезвоживанием растений и закрытием устьиц.

Показатели транспирации

Транспирация у растений характеризуется следующими показателями:

• интенсивность транспирации,
• относительная транспирация,
• транспирационный коэффициент,
• продуктивность транспирации.

Интенсивность транспирации

Для сравнения транспирации растений ее обычно относят к единице площади и времени. Количество испаренной воды в единицу времени единицей поверхности листа называется интенсивностью транспирации. Интенсивность транспирации у разных растений неодинакова в течение суток: днем у большинства растений она равна 15— 250 г. в час на 1 кв. м, ночью — 1—20 г.

Относительная транспирация

Чтобы иметь представление о скорости отдачи воды листовой поверхностью, ее сравнивают со скоростью испарения с открытой водной поверхности. Полученная величина называется относительной транспирацией. Относительная транспирация колеблется от 0,01 до 1,0.

Транспирационный коэффициент

Показателями транспирации могут также служит транспирационный коэффициент. Транспирационный коэффициент показывает, сколько граммов воды расходует растение за время накопления 1 г. сухого вещества.

Для правильного определения коэффициента необходимо учитывать не только сухой вес листьев, но обязательно и сухой вес стеблей и корней. Транспирационный коэффициент неодинаков для различных видов растений и даже для одного и того же вида растения, так как величина его зависит от условий произрастания. Транспирационный коэффициент растений неодинаков и зависит от условий произрастания

Транспирационный коэффициент достаточно точно определен для однолетних растений; средняя его величина для травянистых растений равна 300—400 г.

Транспирационный коэффициент до известной степени характеризует потребность растения в воде и в какой-то мере может быть использован при расчетах количества поливной воды.

Продуктивность транспирации

Продуктивность транспирации — это количество граммов сухого вещества, накапливаемого растением за время транспирации 1 кг воды. Продуктивность транспирации колеблется от 1 до 8 г, а в среднем примерно равна 3 г. Зная величину транспирационного коэффициента, легко рассчитать продуктивность транспирации, и наоборот.

Лист как орган транспирации

Основную роль в транспирации у растений играют листья. Лист растения с верхней и нижней стороны покрыт эпидермисом, наружная стенка которого имеет кутикулу. Лист как орган транспирации у розы

Строение устьиц и принцип их работ

В эпидермисе имеются отверстия — устьица, ограниченные двумя замыкающими клетками. В отличие от остальных клеток эпидермиса замыкающие клетки имеют хлоропласты и способны к фотосинтезу. Толщина стенок замыкающих клеток неодинакова, противоположные щелям стенки, примыкающие к отверстию, утолщены.

Поэтому при увеличении объема замыкающих клеток стенки растягиваются, тянут за собой примыкающие к щелям стенки, устьичная щель открывается. При уменьшении объема замыкающих клеток стенки их выпрямляются и устьичная щель закрывается.

Замыкающие клетки устьиц злаков имеют иное строение они совершенно прямые, средняя часть клетки имеет очень толстые стенки, концы клеток тонкостенны и вздуты. При увеличении тургора концевые расширения замыкающих клеток увеличиваются в объеме, а средние толстостенные части отодвигаются друг от друга, открывая устьичную щель.

В основе открывания и закрывания устьиц лежит процесс перехода сахара в крахмал, и наоборот. Утром в замыкающих клетках начинается процесс фотосинтеза, в результате чего образуются осмотически деятельные сахара, которые на свету в крахмал не переходят. Процесс перехода сахара в крахмал, и наоборот — лежит в основе открывания и закрывания устьиц

Осмотическое давление в замыкающих клетках повышается, увеличивается сосущая сила, поэтому они могут насасывать воду из близлежащих клеток эпидермиса. Объем замыкающих клеток увеличивается, и устьичная щель открывается.

В темноте сахар превращается в крахмал, осмотическое давление в замыкающих клетках уменьшается, и соседние клетки эпидермиса сосут из них воду, поэтому объем замыкающих клеток становится меньше и устьичная щель закрывается. Осмотическое давление в замыкающих клетках может повышаться также и за счет крахмала, который на свету может переходить в сахар.

Движение устьиц зависит и от многих других факторов: изменения вязкости протоплазмы замыкающих клеток, содержания воды в клетках мезофилла, осмотического давления клеточного сока, температуры и других причин. Обычно у большинства растений устьица открываются на рассвете, максимум открытия наблюдается к одиннадцати часам, к полудню щель устьица начинает несколько сужаться, и вечером оно закрывается.

В жаркую погоду замыкающие клетки устьиц теряют много-воды и могут закрыться уже в полдень. Засухоустойчивые растения и в полдень имеют открытые устьица.

Транспирация устьичная и кутикулярная

Транспирация бывает:

• устьичная,
• кутикулярная.

Устьичная транспирация

Устьичная транспирация— это испарение воды с поверхности клеток мезофилла в межклеточники листа и диффузия образовавшегося водяного пара через устьичные отверстия в атмосферу. Интенсивность устьичной транспирации зависит от количества устьиц на единице поверхности листа.

Величина эта значительно колеблется у разных видов растений. Травянистые растения имеют 100—300, а иногда и 1000 устьиц на 1 кв. мм, древесные растения, например береза и осина, соответственно 160 и 290 устьиц на 1 кв. мм. Береза — древесное растение с устьичной транспирацией

Площадь устьичных отверстий составляет всего около 1% (не более 2%) от поверхности листа. Несмотря на то, что площадь устьичных отверстий незначительна, диффузия водяного пара идет с большой скоростью, так как согласно закону Стефана испарение с малых поверхностей идет пропорционально их суммарному диаметру, а не площади, так как с периферии поверхности малых отверстий пар диффундирует с большей скоростью, чем с внутренних участков.

В первом случае молекулы пара двигаются, более свободно, меньше сталкиваясь с другими частицами пара. Столкновения же задерживают диффузию молекул пара, испаряющихся от внутренних частей круглой поверхности, что снижает скорость испарения воды. При расстоянии между щелями устьиц не меньше 10 диаметров щели испарение через мелко продырявленную перегородку может оказаться таким же, как и из открытого сосуда.

Кутикулярная транспирация

Кутикулярная транспирация представляет собой испарение воды всей поверхностью листа через кутикулу. Кутикулярная транспирация зависит от целого ряда условий:

• температуры листьев,
• скорости ветра,
• влажности воздуха,
• толщины кутикулы.

У молодых листьев со слабо развитой кутикулой кутикулярная транспирация может составлять 1/2 от общей интенсивности транспирации. У взрослых листьев кутикулярная транспирация в 10— 20 раз слабее устьичной. Весьма значительна кутикулярная транспирация у теневыносливых растений, достигающая почти 1/2 от всей транспирации. Кутикулярная транспирация шиповника — испарение воды всей поверхностью листа через кутикулу

У растений влажных местообитаний, кутикулярная транспирация равна устьичной, а иногда и превосходит в связи с сильно развитой кутикулой, кутикулярная транспирация почти отсутствует.

Проницаемость кутикулы после смачивания резко увеличивается, поэтому в жаркие дни при поливе растений нельзя смачивать листья.

Регулировка транспирации (устьичная и внеустьичная)

Регулировка транспирации может быть устьичной и внеустьичной.

Устьичная регулировка

Устьичная регулировка представляет собой регулировку выхода водяного пара: устьица могут открываться и закрываться; следовательно, они могут регулировать транспирацию.

Внеустьичная регулировка

Внеустьичиой регулировкой называется регулировка образования пара из воды в межклеточниках листа. Под влиянием транспирации клеточные, стенки, теряющие воду, с большой силой удерживают оставшуюся воду, поэтому задерживается парообразование и уменьшается транспирация.

Если осмотический потенциал почвенного раствора высок, вода поступает в растение с трудом, замедленно, что отражается на расходовании воды растением. В этом случае растение закрывает устьица и этим обрекает себя на углеродное голодание.

Если у растений хорошо выражена внеустьичная регулировка, задерживающая образование пара, то растение может при неблагоприятных условиях без вреда для себя держать устьица открытыми, не снижая процесса фотосинтеза.

Рейтинг: 4,4/5 — 9
голосов

Обратная связь

Водный режим растений

Задача 1. Древесное растение, имеющее листовую поверхность 58 м², испарило за 8 ч 32 кг воды. Определите интенсивность транспирации.

Решение. Интенсивность транспирации (I) представляет собой количество воды, ис-паренное единицей площади листа за единицу времени. Интенсивность транспира-ции рассчитывается по формуле:

V

^I t S ^, где V – объем испаренной воды в граммах,

t – время,

S – площадь листьев.

I ³²⁰⁰⁰₈₅₈ 69 г / м²ч .

Задача 2. Капиллярное поднятие воды в сосудах ксилемы диаметром 2 мм составляет 1,5 см. Определите, как высоко поднимется вода в сосудах, радиус которых равняет-ся 1 мкм?

Решение. Величину подъема жидкости в капилляре рассчитывают по формуле: h ²_{g r} ,

где h – высота поднятия столба жидкости в см,

– сила поверхностного натяжения (дин/см), – плотность воды (принимаем за 1),

g – ускорение свободного падения (980 см/с²), r – радиус капилляра в см.

Величину диаметра капилляра переводим из мм в см (0,2 см) и находим радиус (0,1 см). Из формулы высчитываем, что поверхностное натяжение воды в сосудах ксиле-мы составляет:

Подставляем в формулу численные значения и находим высоту поднятия воды в со-суде ксилемы радиусом 1 мкм (10^-4 см):

h		2 73,5	1500 см 15 м .
1 980 10 4

Задача 3. Сколько воды испарит растение за 30 мин, если интенсивность транспира-ции его равна 85 г/м² час, площадь листьев 150 см².

Решение. Интенсивность транспирации (I) представляет собой количество воды, ис-паренное единицей площади листа за единицу времени. Интенсивность транспира-ции рассчитывается по формуле:

V

I _{t S} , где V – объем испаренной воды в граммах,

t – время,

S – площадь листьев.

Следовательно, количество испаренной воды будет равно: V I t S

Переводим минуты в часы (t = 0,5), а площадь листьев из см² в м² (S = 1,5) и рассчи-тываем количество испаренной воды:

V = 85 · 0,5 · 1,5 = 63,75 г.

Задача 4. Найдите продуктивность транспирации растения, если известно, что транс-пирационный коэффициент равен 200 мл/г.

Решение. Транспирационный коэффициент представляет собой отношение количе-ства испаренной воды к количеству накопленного органического вещества. Продук-тивность транспирации (P) обратная величина, а именно, количество органического вещества, которое синтезировалось при испарении 1 литра воды.

P _V^m ,

где m – масса накопленного органического вещества, V – объем испаренной воды в литрах.

Переводим мл в литры (0,2 л) и рассчитываем продуктивность транспирации: P ₀¹_,2 5 г / л .

Задача 5. Определите быстроту расходования воды (экономичность транспирации), если интенсивность транспирации составляет 0,25 г/дм² в час, поверхность листьев – 120 см², сырая масса растения – 8 г, а абсолютно сухая – 0,9 г.

Решение. Экономичность транспирации это количество воды, испаренное растением за единицу времени в процентах от общего запаса воды в растении.

Рассчитываем количество воды, испаренное растением за единицу времени (v), для этого интенсивность транспирации умножаем на площадь поверхности листьев в дм²: v = 0,25 · 1,2 = 0,3 г.

Определяем общий запас воды в растении: Vобщ = 8 — 0,9 = 7,1 г. Рассчитываем экономичность транспирации по формуле:

Eтр		v	100%	0,3	100 % 4,2 % .
Vобщ	7,1

Задача 6. За вегетационный период растение накопило 1,5 кг органического вещества и испарило за это время 250 л воды. Определите продуктивность транспирации. Решение. Продуктивность транспирации (P) представляет собой количество органи-ческого вещества, которое синтезировалось растением при испарении 1 л воды.

P _V^m ,

где m – масса накопленного органического вещества в граммах, V – объем испаренной воды в литрах.

Переводим кг в граммы (1500 г) и рассчитываем продуктивность транспирации: P ¹⁵⁰⁰₂₅₀ 6 г / л .

---



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.

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.

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.

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.

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.