Transpirācija augos ir vissvarīgākais process augu pasaules fizioloģijā.
Transpirācija augos ir dabisks ūdens apmaiņas process starp augu pasauli un atmosfēras gaisu. Zinātnieku veiktie pētījumi ir parādījuši, ka iztvaikotā mitruma dienas daudzums ievērojami pārsniedz augā esošo ūdens daudzumu. Šī parādība ir ārkārtīgi svarīga jebkura augu organisma dzīvē, kas aug siltumnīcas apstākļos vai uz atklātas zemes. No šīs publikācijas jūs uzzināsiet, kas ir transpirācija augos, iepazīstieties ar šī procesa šķirnēm un metodēm.
Transpirācijas mehānisms
Transpirācija ir šķidruma pārvietošanas process caur augu organismu un iztvaikošana no auga zemes daļas. Transpirācijā ir iesaistītas lapas, kāti, ziedi, augļi un augu organisma sakņu sistēma.
Kāpēc augam ir nepieciešams iztvaikot mitrumu? Transpirācija ļauj augam no augsnes saņemt ūdenī izšķīdinātas barības vielas un mikroelementus.
Darbības mehānisms ir šāds:
- Atbrīvojoties no liekā mitruma, augu nesošajos audos rodas negatīvs spiediens.
- Vakuums "izvelk" mitrumu no ksilēmas kaimiņu šūnām un tādējādi pa ķēdi tieši uz sakņu sistēmas iesūkšanas šūnām.
Veicot iztvaikošanas procesu, augi dabiski regulē savu temperatūru, pasargājot sevi no pārkaršanas. Ir pierādīts, ka caurplūstošās loksnes temperatūra ir zemāka nekā neiztvaikošanas mitrumam. Atšķirība sasniedz 7 ° C.
Augiem ir divu veidu mitruma apmaiņa:
- caur stomatiem;
- caur kutikulām.
Lai saprastu šīs parādības darbības principu, ir jāatgādina lapas struktūra no skolas bioloģijas kursa.
Augu lapa sastāv no:
- Epidermas šūnas, kas veido galveno aizsargkārtu.
- Kutikula ir vaskains (ārējais) aizsargslānis.
- Mezofils jeb "mīkstums" ir galvenie audi, kas atrodas starp epidermas ārējiem slāņiem.
- Vēnas ir lapas “transporta ceļi”, pa kuru pārvietojas barības vielām piesātināts mitrums.
- Mutes ir epidermas caurumi, kas kontrolē auga gāzes apmaiņu.
Ar stomatālo transpirāciju iztvaikošanas process notiek divos posmos:
- Mitruma pāreja no šķidrās fāzes uz tvaika fāzi. Šūnu membrānās ir šķidrs ūdens. Starpšūnu telpā veidojas tvaiks.
- Gāzveida mitruma izplūde atmosfērā caur epidermas muti.
Ar stomatālo mitruma apmaiņu augs var regulēt iztvaikošanas līmeni. Tālāk mēs apsvērsim šī procesa mehānismu.
Kutikulāra transpirācija regulē mitruma iztvaikošanu no lapas virsmas, kad mute ir aizvērta. Šķidruma iztvaikošanas ātrums ir atkarīgs no kutikulas biezuma un auga vecuma.
Ir svarīgi zināt, ka orālās transpirācijas līmenis ir no 80 līdz 90% no visas lapas iztvaikošanas tilpuma. Tāpēc šis mehānisms ir galvenais augu iztvaikošanas ātruma regulators.
Lapa kā transpirācijas orgāns
Mēs esam analizējuši, kas ir transpirācija. Tagad ir jāsaprot, kāda loma lapai ir šajā mehānismā.
Lielās iztvaikošanas platības dēļ lapas ir galvenās augu izkliedējošās vietas. Mitruma iztvaikošanas process sākas no lapas apakšējās daļas caur atvērtajām mutēm, caur kurām skābeklis un oglekļa dioksīds tiek apmainīts starp augu un apkārtējo gaisu.
Stomatāla atvēršanas mehānisms ir šāds:
- Aizsardzības šūnas atrodas ap spraugu.
- Palielinoties apjomam, tie izstiepj epidermas caurumus, palielinot stomu atvērumu.
Reversais process notiek, samazinoties aizsargšūnām, kuru sienas vairs neietekmē stomatālo spraugas.
Transpirācijas intensitāte
Transpirācijas ātrums ir mitruma daudzums, kas iztvaicēts ar dm2 augi laika vienībā. Šo parametru regulē stomatālo spraugu atvēruma lielums, kas, savukārt, ir atkarīgs no gaismas daudzuma, kas nokrīt uz augu. Tālāk mēs apsvērsim, kā gaisma ietekmē transpirācijas intensitāti.
Epidermas šūnu deformācija notiek fotosintēzes ietekmē, kuras laikā ciete tiek pārveidota par cukuru.
- Gaismā augi sāk fotosintēzes procesu. Aizsardzības šūnās palielinās spiediens, kas ļauj iegūt ūdeni no epidermas kaimiņu šūnām. Šūnu tilpums palielinās, stomāti tiek atvērti.
- Vakarā un naktī cukuri tiek pārveidoti par cieti, kuras laikā epidermas šūnas "izsūknē" mitrumu no auga aizsargšūnām. To apjoms samazinās, stomāti ir slēgti.
Transpirācijas intensitāti papildus gaismai ietekmē vējš un gaisa fiziskās īpašības:
- Jo zemāks ir atmosfēras gaisa mitruma līmenis, jo ātrāk iztvaiko ūdens un līdz ar to arī mitruma apmaiņas ātrums.
- Temperatūrai paaugstinoties, palielinās ūdens tvaiku elastība, kas noved pie vides mitruma īpašību samazināšanās un iztvaikotā ūdens tilpuma palielināšanās.
- Vēja ietekmē mitruma iztvaikošanas ātrums ievērojami palielinās, tādējādi paātrinot mitra gaisa pārnesi no lapas virsmas, izraisot ūdens apmaiņas palielināšanos.
Lai noteiktu šo parametru, nevajadzētu aizmirst par augsnes mitruma līmeni. Ja ar to nepietiek, tad augā tā trūkst. Samazinot mitruma daudzumu augu organismā, automātiski mainās iztvaikošanas ātrums.
Transpirācijas dienas variācija
Dienas laikā mitruma iztvaikošanas līmenis augos mainās:
- Naktīs ūdens apmaiņas process starp augu un apkārtējo gaisu praktiski apstājas. Tas ir saistīts ar saules neesamību, caurumu aizvēršanos epidermā, atmosfēras gaisa temperatūras pazemināšanos un tā mitruma līmeņa paaugstināšanos.
- Rītausmā mutes paveras. To izpaušanas pakāpe palielinās, mainoties gaisa masu apgaismojumam, klimatiskajiem un fiziskajiem rādītājiem.
- Maksimālā transpirācijas intensitāte augos tiek novērota pusdienlaikā, par 12-13 stundām. Šo procesu ietekmē saules gaismas intensitāte.
- Ar dienas laikā nepietiekamu mitrumu ūdens apmaiņas intensitāte var samazināties. Šis mehānisms ļauj augam ievērojami samazināt mitruma zudumus, vienlaikus pasargājot sevi no vīšanas.
- Vakara stundās samazinoties saules insolācijai, transpirācijas intensitāte atkal palielinās.
Mitruma apmaiņas ikdienas process ir atkarīgs arī no augu veida un vecuma, augšanas reģiona un lapu izkārtojuma.
Ir kaktuss, transpirācijas līmeņa paaugstināšanās notiek tikai naktī, kad mutes ir pilnībā atvērtas. Augos, kuru lapotne tiek pagriezta uz sāniem horizontā, šis process sākas tūlīt ar pirmajiem saules stariem.