Forme di traspirazione e il suo significato fisiologico

Tutti sanno che l'acqua svolge un ruolo decisivo nella vita delle piante. Lo sviluppo normale di qualsiasi organismo vegetale è possibile solo se tutti i suoi organi e tessuti sono ben saturi di umidità. Tuttavia, il sistema di scambio d'acqua tra una pianta e l'ambiente è in realtà complesso e multicomponente.

Cos'è la traspirazione

traspirazione è il processo fisiologico regolato del movimento dell'acqua attraverso gli organi dell'organismo vegetale, con conseguente perdita per evaporazione.

Per comprendere quale sia la traspirazione ad un livello primitivo, è sufficiente rendersi conto che l'acqua vitale per la pianta, estratta dal terreno dal sistema radicale, deve in qualche modo raggiungere foglie, steli e fiori. Durante questo movimento, la maggior parte dell'umidità si perde (evapora), specialmente in condizioni di luce intensa, aria secca, vento forte e temperatura elevata.

Pertanto, sotto l'influenza di fattori atmosferici, le riserve idriche negli organi aerei della pianta sono costantemente consumate e, pertanto, devono essere costantemente reintegrate da nuove entrate. Come evaporazione dell'acqua nelle cellule della pianta c'è una specie di forza di aspirazione, che "tira" l'acqua dalle cellule vicine e così lungo la catena - fino alle radici stesse. Quindi, il principale "motore" della corrente d'acqua dalle radici alle foglie è nelle parti superiori delle piante, che, in termini semplificati, funzionano come piccole pompe. Se approfondisci il processo un po 'più a fondo, lo scambio d'acqua nella vita delle piante è la seguente catena: estrazione dell'acqua dalle radici del suolo, sollevamento verso gli organi aerei, evaporazione. Questi tre processi sono in costante interazione. Nelle cellule dell'apparato radicale della pianta si forma la cosiddetta pressione osmotica, sotto la cui influenza l'acqua nel terreno viene attivamente assorbita dalle radici.

Quando, a causa della comparsa di un gran numero di foglie e di un aumento della temperatura dell'ambiente, l'acqua, per così dire, inizia a essere risucchiata dalla pianta dall'atmosfera stessa,nei vasi delle piante c'è un deficit di pressione, trasmesso verso il basso, alle radici, e spingendole verso un nuovo "lavoro". Come vediamo, il sistema radicale di una pianta attinge l'acqua dal suolo sotto l'influenza di due forze - la sua, attiva e passiva, trasmessa dall'alto, causata dalla traspirazione.

Qual è il ruolo della traspirazione nella fisiologia vegetale

Il processo di traspirazione gioca un ruolo enorme nella vita delle piante.

Prima di tutto, dovrebbe essere capito la traspirazione fornisce alle piante protezione dal surriscaldamento. Se in una giornata luminosa e soleggiata misuriamo la temperatura di una foglia sana e appassita della stessa pianta, la differenza può arrivare anche a sette gradi e se la foglia sbiadita al sole può essere più calda dell'aria circostante, la temperatura del lenzuolo traspirante di solito è di qualche grado inferiore ! Ciò suggerisce che i processi di traspirazione che si verificano in una foglia sana consentono di raffreddarsi, altrimenti il ​​foglio si surriscalda e muore.

Inoltre, il movimento dell'acqua dalle radici alle foglie della pianta, la cui continuità fornisce la traspirazione, per così dire, collega tutti gli organi a un singolo organismo, e più traspirazione, più attivamente si sviluppa la pianta. Il significato della traspirazione sta nel fatto che nelle piante, i principali nutrienti possono penetrare nei tessuti con l'acqua, quindi più alta è la produttività della traspirazione, più velocemente le parti in superficie delle piante ricevono dissolto in acqua minerale e composti organici.

Infine, la traspirazione è la straordinaria forza che può far salire l'acqua all'interno della pianta a tutta la sua altezza, che è di grande importanza, ad esempio, per gli alberi alti le cui foglie superiori, a causa del processo in esame, possono ricevere la quantità necessaria di umidità e sostanze nutritive.

Tipi di traspirazione

Esistono due tipi di traspirazione: stomatica e cuticolare.Per capire cosa è rappresentato da questa e altre specie, ricordiamo la struttura della foglia dalle lezioni di botanica, poiché questo stesso organo della pianta è la parte principale del processo di traspirazione.

E così, foglio è costituito dai seguenti tessuti:

• pelle (epidermide) - la parte esterna della foglia, che è una singola fila di cellule, strettamente collegate tra loro per proteggere i tessuti interni da batteri, danni meccanici e secchezza. Sopra questo strato c'è spesso un ulteriore rivestimento protettivo in cera, chiamato cuticola;

• il tessuto principale (mesofilla), che si trova all'interno di due strati dell'epidermide (superiore e inferiore);

• vene, lungo le quali l'acqua si muove e le sostanze nutritive si dissolvono in essa;

• stomi - cellule di chiusura speciali e un buco tra di loro, sotto il quale vi è una cavità d'aria. Le cellule staminali possono chiudersi e aprirsi, a seconda che ci sia abbastanza acqua in esse. È attraverso queste cellule che il processo di evaporazione dell'acqua, così come lo scambio di gas, viene effettuato principalmente.

stomatal

In primo luogo, l'acqua inizia ad evaporare dalla superficie del tessuto cellulare principale.Come risultato, queste cellule perdono umidità, menischi d'acqua per capillarità flettono verso l'interno aumenta la tensione superficiale, e in seguito il processo di evaporazione dell'acqua è difficile, che permette alla pianta di risparmiare significativamente acqua. Quindi l'acqua evaporata attraverso le fessure stomatiche esce. Mentre gli stomi sono aperti, l'acqua viene evaporata dal foglio alla stessa velocità da una superficie di acqua, cioè diffusione attraverso stomi molto elevata.

Il fatto è che con la stessa area, l'acqua evapora più velocemente attraverso diversi piccoli fori situati a una certa distanza che attraverso uno grande. Anche dopo che gli stomi sono semichiusi, l'intensità della traspirazione rimane quasi altrettanto elevata. Ma quando gli stomi si chiudono, la traspirazione diminuisce più volte.

Il numero di stomi e la loro posizione in differenti impianti diverso, in alcune specie, sono presenti solo sul lato interno del foglio, mentre altri - dall'alto e dal basso, tuttavia, come si può vedere da quanto sopra, non tanto il numero di effetto stomi sul tasso di evaporazione, come il grado di apertura: se l'acqua nella cella molto stomi apre quando c'è un deficit - andando cellule di guardia rettifica, larghezza stomi fessura diminuisce - e lo stoma chiude.

cuticolare

La cuticola e gli stomi hanno la capacità di rispondere al grado di saturazione delle foglie con l'acqua. I peli sulla superficie fogliare proteggono la foglia dal movimento di aria e luce solare, riducendo così le perdite d'acqua. Quando gli stomi sono chiusi, la traspirazione cuticolare è particolarmente importante. L'intensità di questo tipo di traspirazione dipende dallo spessore della cuticola (più spesso lo strato, meno evaporazione). Di grande importanza è l'età della pianta - sulle foglie mature la perdita di acqua è solo il 10% dell'intero processo di traspirazione, mentre nei giovani può arrivare alla metà. Tuttavia, un aumento della traspirazione cuticolare si osserva anche su foglie troppo vecchie, se il loro strato protettivo è danneggiato dall'età, si è rotto o si è rotto.

Descrizione del processo di traspirazione

Diversi fattori importanti influenzano il processo di traspirazione.

Fattori che influenzano il processo di traspirazione

Come indicato sopra, l'intensità della traspirazione è determinata principalmente dal grado di saturazione dell'acqua delle cellule fogliari della pianta. A sua volta, la condizione principale per questo stato sono le condizioni esterne: l'umidità dell'aria, la temperatura e la quantità di luce.

È chiaro che con l'aria secca i processi di evaporazione si verificano più intensamente. Ma l'umidità del terreno agisce sulla traspirazione nel modo opposto: più secca è la terra, meno acqua entra nella pianta, maggiore è il suo deficit e, di conseguenza, minore è la traspirazione.

All'aumentare della temperatura aumenta anche la traspirazione. Tuttavia, forse il fattore principale che influenza la traspirazione è ancora leggero. Quando il piatto fogliare assorbe la luce solare, la temperatura della foglia aumenta e, di conseguenza, gli stomi si aprono e l'intensità della traspirazione aumenta.

Procedendo dall'influenza della luce sui movimenti degli stomi, anche tre gruppi principali di piante si distinguono in base al corso diurno della traspirazione. Nel primo gruppo di notte, gli stomi sono chiusi, al mattino si aprono e durante il movimento del giorno luce, a seconda della presenza o dell'assenza di carenza idrica. Nel secondo gruppo, lo stato notturno degli stomi è il "turncoat" degli stomi (se il giorno era aperto, la notte è chiusa, e viceversa).Nel terzo gruppo durante il giorno, la condizione degli stomi dipende dalla saturazione della foglia con l'acqua, ma di notte sono sempre aperti. Esempi di rappresentanti del primo gruppo includono alcune piante di cereali, il secondo include piante a foglie sottili, per esempio, piselli, barbabietole, trifoglio, al terzo - cavolo e altri rappresentanti della flora con foglie spesse.

Ma in generale, va detto questo di notte la traspirazione è sempre meno intensa rispetto al giorno, perché a quest'ora del giorno la temperatura è più bassa, non c'è luce e l'umidità, al contrario, aumenta. Durante la giornata di luce, la traspirazione è solitamente più produttiva a mezzogiorno e con la diminuzione dell'attività solare questo processo rallenta.

Il rapporto tra l'intensità della traspirazione dalla superficie unitaria del foglio per unità di tempo e l'evaporazione della stessa area della superficie dell'acqua libera è detta traspirazione relativa.

Come viene regolato il bilancio idrico?

La pianta assorbe la maggior parte dell'acqua dal suolo attraverso il sistema radicale.

Le radici delle piante reagiscono sensibilmente alla quantità di umidità nel terreno e sono in grado di cambiare la direzione di crescita nella direzione di aumentare l'umidità.

Oltre alle radici, alcune piante hanno la capacità di assorbire l'acqua e gli organi macinati (ad esempio, i muschi ei licheni assorbono l'umidità con tutta la loro superficie).

L'acqua che è entrata nella pianta viene distribuita a tutti gli organi, passando da una cellula all'altra, e viene utilizzata per i processi necessari per la vita vegetale. Una piccola quantità di umidità va alla fotosintesi, ma la maggior parte è necessaria per mantenere la pienezza dei tessuti (il cosiddetto turgore), così come il reintegro delle perdite dalla traspirazione (evaporazione), senza la quale la vita della pianta è impossibile. L'umidità evapora a qualsiasi contatto con l'aria, quindi questo processo si verifica in tutte le parti di una pianta.

Se la quantità di acqua che viene assorbita dalla pianta si armonizza armoniosamente con la sua spesa per tutti questi scopi, il bilancio idrico della pianta è regolato correttamente e l'organismo si sviluppa normalmente. Le violazioni di questo equilibrio possono essere situazionali o prolungate. Con fluttuazioni a breve termine nel bilancio idrico, molte terrestrile piante hanno imparato ad affrontare il processo di evoluzione, ma i lunghi fallimenti nei processi di approvvigionamento idrico e di evaporazione, di norma, portano alla morte di qualsiasi pianta.