výměna vody, proudění vody do rostliny a její uvolňování rostlinou, nezbytné pro její životní činnost (metabolismus, růst, vývoj, rozmnožování), proudění vody. R. sestává ze tří po sobě jdoucích a úzce propojených procesů: proudění vody do kořenů rostlin z půdy; stoupající voda podél kořenů a stonků do listů a do rostoucích embryonálních tkání umístěných na stonkách, růstových bodech; odpařování přebytečné vody z listů do okolní atmosféry. Celkové množství vody procházející rostlinou je extrémně velké. V mírně vlhkém klimatu spotřebuje během vegetačního období jedna rostlina kukuřice nebo slunečnice až 100 л vody a jeden hektar pšenice se během léta odpaří 2-3 tis. м 3 vody. V průměru rostlina utratí asi 250-300, aby vytvořila každý kilogram suché hmoty sklizně. kg voda a v suchém klimatu – až 500-600 kg.
Vodu přijímanou rostlinou z půdy nevstřebává celý povrch kořenů, ale pouze jejich mladé konce, tzv. kořenové laloky a kořenové vlásky. Buňky sací zóny kořene mají zvláštní polaritu ve vztahu k vodě. Jejich vnější strana absorbuje vodu a vnitřní strana ji tlačí do cév kořene. To vytváří kořenový tlak v rostlinách, vytlačuje vodu do kořenů a stonků silou 2-3 nebo více atmosfér. Přibližně stejnou silou kořen rostliny nasává vodu z půdy a silami adsorpce a bobtnání půdních koloidů překonává odpor půdních částic, které zadržují vodu na svém povrchu. Jak se tloušťka vrstvy vody obklopující částice půdy snižuje, adsorpční síly zadržující vodu se rychle zvyšují a stávají se stejnými a pak většími než sací síla kořenových buněk, takže kořeny rostlin nemohou odebrat veškerou vodu z půdy. Vždy zůstává určité množství vody nepřístupné rostlině. V tomto případě další ztrátu vody rostlinou již nelze kompenzovat jejím přísunem z půdy: obsah vody v rostlině klesá a chřadne.
List rostliny má řadu fyziologických vlastností, které mu umožňují významně regulovat uvolňování vody. Odpařování vody z povrchu rostlin se nazývá transpirace (viz Transpirace). Snížením obsahu vody v buňkách dužiny listů a vytvořením stavu nenasycenosti vodou přispívá transpirace ke vzniku výrazné sací síly, zajišťující proudění vody z cév listových žilek do buněk. To způsobuje, že se voda pohybuje nahoru rostlinou, často výrazně rychleji než čerpání vody buňkami kořenového laloku. V důsledku přirozené adheze molekul vody k sobě, voda procházející z cév do živých buněk listové dužiny s sebou táhne celý sloupec vody a naplňuje vodivý systém až ke kořeni. V důsledku toho se v celé rostlině vytváří vodní napětí v cévách, které usnadňuje proudění vody z půdy ke kořenům.
Pro dosažení vysokých a udržitelných výnosů jsou mimořádně důležitá opatření k akumulaci zásob vláhy v půdě a snížení její spotřeby (např. zadržování sněhu, orba pod úhorem, brzké jarní bránění k udržení vláhy, výsadba ochranných pásů atd.). V suchých oblastech se uchylují k zavlažování nebo umělému zavlažování půdy.
Nadměrná vlhkost v půdě však může být pro rostliny škodlivá, protože když je půda zaplavena, nezbývá v jejích kapilárách vzduch, který je nezbytný pro dýchání kořenů a jejich normální fungování. V zaplavené půdě navíc zesilují anaerobní bakteriální procesy, které vedou k hromadění látek, které otráví kořeny. Přebytečnou vlhkost lze odstranit odvodněním půdy. Optimální vlhkost půdy je, když půda obsahuje dostatečné množství vody a vzduchu, které má rostlina k dispozici.
Různé rostliny potřebují půdní vlhkost v různé míře. Například xerofyty jsou přizpůsobeny životu v aridním podnebí (stepi, pouště, polopouště) a ve vlhčím podnebí s nízkou zásobou vody. Hydrofyty a hygrofyty rostou v nádržích a bažinách. Mezilehlou pozici mezi těmito extrémními skupinami rostlin zaujímají mezofyty, které představují nejpočetnější skupinu rostlin, do které patří většina pěstovaných rostlin.
lit.: Votchal E.F., O pohybu mízy (vody) v rostlině, M., 1897; Timiryazev K. A., Boj rostlin proti suchu, Izbr. soch., díl 2, M., 1948; Alekseev A.M., Vodní režim rostliny a vliv sucha na něj, Kaz., 1948; Crafts A., Currier H. a Stocking K., Voda a její význam v životě rostlin, přel. z angličtiny, M., 1951; Maksimov N. A., Izbr. práce o odolnosti rostlin vůči suchu a zimovzdornosti rostlin, díl 1 – Vodní režim a odolnost rostlin vůči suchu, M., 1952; Skakin F.D., Kritické období v rostlinách pro nedostatečné zásobování vodou, M., 1961; Gusev N. A., Fyziologie výměny vody rostlin, v knize: Fyziologie zemědělských rostlin, díl 3, M., 1967.
Velká sovětská encyklopedie. — M.: Sovětská encyklopedie. 1969-1978.
Věděli jste, že se rostliny potí? Transpirace je pro rostliny důležitým a pracně náročným procesem, který vyžaduje udržení jemné rovnováhy mezi ním a dalšími životně důležitými buněčnými procesy.
Obsah
- Co je to transpirace?
- Transpirační proces
- Rychlost transpirace
- průduchy
- Podmínky prostředí: světlo, teplota, voda, vítr, vlhkost
- Shrneme-up
Co je to transpirace?
Představte si sami sebe v horkém letním dni. Když máte žízeň, pijete vodu, abyste se rehydratovali. Ale kam tato voda jde? Část jde do důležitých procesů v těle, ale v horkém dni se pravděpodobně zapotíte. Pocení neboli ochlazování odpařováním je způsob, jak vaše tělo zabraňuje přehřátí. Voda vystupuje potními žlázami a vypařuje se do vzduchu, což způsobuje snížení teploty pokožky.
Rostliny se také „potí“, ale tento proces se nazývá transpirace. Pomocí kořenového systému odebírají z půdy vodu a živiny. Voda se pohybuje rostlinnými těly a využívá se k buněčným procesům, ale většina z ní (asi 99,5 %) je odpařována do atmosféry vnějšími orgány rostlin (listy, stonky a květy).
Transpirační proces
Schéma transpiračního procesu. Obrázek: s gendera / flickr
Stejně jako potní žlázy na pokožce mají rostliny v listech otvory, kterými uniká voda, tzv. průduchy. Průduchy se obvykle nacházejí na spodní straně listu, aby se zabránilo nadměrné ztrátě vody, a jsou obklopeny ochrannými buňkami, které otevírají a zavírají póry.
Přestože průduchy vylučují vodu, jejich hlavním účelem je výměna plynů. Rostliny musí „dýchat“ oxid uhličitý z atmosféry, aby mohly fotosyntetizovat nebo přeměnit sluneční světlo na použitelnou chemickou energii. Potřebují také uvolňovat kyslík zpět do atmosféry jako vedlejší produkt fotosyntézy. K této výměně plynu dochází přes průduchy a během této doby rostlina ztrácí část vody.
Rychlost transpirace
Rychlost rostlinné transpirace ovlivňuje řada faktorů a nejtěžší je regulace množství ztracené vody při současné výměně potřebného množství plynu průduchy. Rostliny se přirozeně vypařují různou rychlostí, ale existují některé faktory, které mohou rychlost ztráty vody u všech rostlin ovlivnit.
průduchy
Otevřené (vlevo) a uzavřené (vpravo) průduchy rostliny. Obrázek: Ali Zifan/Wikimedia Commons
Průduchy mohou ovlivňovat rychlost transpirace jednoduše tím, že kontrolují, jak jsou otevřená nebo zavřená prostřednictvím strážních buněk. Širší průduchy podpoří vyšší rychlost transpirace, zatímco užší průduchy tento proces naopak zpomalí. Čím více průduchů, tím aktivnější transpirace. Více nebo větší listy také zvyšují celkový počet průduchů, a proto urychlují transpiraci.
Podmínky prostředí: světlo, teplota, voda, vítr, vlhkost
Rychlost transpirace mohou ovlivnit i faktory prostředí. Protože se průduchy otevírají během fotosyntézy, aby absorbovaly oxid uhličitý, více světla bude signalizovat otevření průduchů, což zase zvýší rychlost transpirace. Se stoupající teplotou se zvyšuje i odpařování vody. Vyšší teploty jsou obvykle spojeny se slunečním zářením a vegetačním obdobím, takže horké počasí stimuluje ochranné buňky k otevření průduchů a chladné počasí je stimuluje k uzavření.
Množství dostupné vody hraje velkou roli v rychlosti transpirace. Vraťme se k naší analogii s pocením. Pokud se více potíte, než pijete, dochází k dehydrataci. Totéž se děje s rostlinami. Nedostatek vody signalizuje rostlině, aby zpomalila proces transpirace.
Vítr také ovlivňuje rychlost transpirace. Když se potíte, rychleji se ochladíte, pokud fouká vítr. Pohyb vzduchu totiž urychluje proces odpařování: čím více vzduchu prochází přes vaši pokožku, tím více vody se odpařuje a rychleji se cítíte chladněji. Větší pohyb vzduchu znamená více odpařování z otevřených průduchů, takže pokud rostliny neuzavřou průduchy, rychlost transpirace se zvýší.
Dalším faktorem ovlivňujícím rychlost transpirace je relativní vlhkost, což je množství vodní páry ve vzduchu v poměru k tomu, kolik vodní páry vzduch pojme. Relativní vlhkost se zvyšuje s klesající teplotou, protože chladnější vzduch pojme méně vodní páry. A jak se relativní vlhkost zvyšuje, rychlost transpirace klesá, protože vzduch obklopující rostlinu je vlhčí. Transpirace se v sušším vzduchu zrychluje, protože voda opouštějící průduchy se snadněji odpařuje do atmosféry s nižší vlhkostí.
Shrneme-up
Transpirace je často považována za povinnou platbu rostliny za fotosyntézu. Přestože ztráta vody může být pro rostliny škodlivá, výměna fotosyntetických plynů je nezbytná pro jejich přežití. Transpirace má své výhody – může ochlazovat rostliny a pomáhat vodě bohaté na živiny pohybovat se od kořenů k listům. Regulací transpirace mohou rostliny zvládnout tento nákladný proces a přitom se nadále podílet na dalších nezbytných a prospěšných buněčných procesech.
