Транспирация что это: ТРАНСПИРАЦИЯ | это… Что такое ТРАНСПИРАЦИЯ?

Транспирация воды растениями — что это такое, схема, факторы и роль — Природа Мира

Содержание

1. Что такое транспирация?
2. Процесс транспирации
3. Скорость транспирации
4. Устьица
5. Условия окружающей среды: свет, температура, вода, ветер, влажность
6. Подведение итогов

Вы знали, что растения потеют? Транспирация – это одновременно важный и трудоемкий процесс для растений, требующий поддержания тонкого баланса между ним и другими жизненно необходимыми клеточными процессами.

Что такое транспирация?

Представьте себя жарким летним днем. Когда вы испытываете жажду, вы пьете воду для регидратации. Но куда девается эта вода? Часть ее идет на важные процессы в организме, но в жаркий день вы, вероятно, потеете. Потоотделение или охлаждение испарением – это то, как ваше тело предотвращает перегревание. Вода выходит через потовые железы и испаряется в воздух, в результате чего температура кожи снижается.

Растения тоже «потеют», но этот процесс называется транспирацией. С помощью корневой системы они забирают из почвы воду и питательные вещества. Вода движется через тела растений и используют для клеточных процессов, но большая ее часть (около 99,5%) испаряется в атмосферу наружными органами растений (листья, стебли и цветки).

Процесс транспирации

Схема процесса транспирации. Изображение: s gendera / flickr

Подобно потовым железам на коже, у растений на листьях есть отверстия, через которые выходит вода, называемые устьицами. Устьица обычно находятся на нижней стороне листа, чтобы не допустить лишнюю потерю воды, и они окружены замыкающими клетками, которые открывают и закрывают поры.

Читайте также: Особенности строения растений

Хотя устьица выделяют воду, их основное предназначение – обмен газов. Растения должны «дышать» углекислым газом из атмосферы, чтобы фотосинтезировать или превращать солнечный свет в полезную химическую энергию. Им также необходимо выпускать кислород обратно в атмосферу в качестве побочного продукта фотосинтеза. Этот газообмен происходит через устьица, и в это время растение теряет часть воды.

Скорость транспирации

На скорость транспирации растений влияет ряд факторов, и самая сложная часть – это регулирование количества потери воды при одновременном обмене необходимым количеством газа через устьица. Растения естественным образом испаряются с разной скоростью, но есть некоторые факторы, которые могут повлиять на скорость потери воды для всех растений.

Устьица

Открытое (слева) и закрытое (справа) устьице растения. Изображение: Ali Zifan / Wikimedia Commons

Устьица могут влиять на скорость транспирации, просто контролируя, насколько они открыты или закрыты, через замыкающие клетки. Более широкие устьица будут способствовать большей скорости транспирации, в то время как более узкие устьица наоборот, замедлят этот процесс. Чем больше устьиц, тем активнее транспирация. Наличие большего количества или более крупных листьев также увеличивает общее количество устьиц и, следовательно, ускоряет транспирацию.

Условия окружающей среды: свет, температура, вода, ветер, влажность

Факторы окружающей среды также могут влиять на скорость транспирации. Поскольку устьица открываются во время фотосинтеза для поглощения углекислого газа, больше света будет сигнализировать об открытии устьиц, что, в свою очередь, увеличит скорость транспирации. С повышением температуры также увеличиваться испарение воды. Более высокие температуры обычно связаны с солнечным светом и вегетационным периодом, поэтому жаркая погода стимулирует замыкающие клетки открывать устьица, а холодная – закрывать.

Количество доступной воды играет большую роль в скорости транспирации. Вернемся к нашей аналогии с потением. Если вы потеете больше, чем пьете, вы обезвоживаетесь. То же самое происходит с растениями. Нехватка воды сигнализирует растению о замедлении процесса транспирации.

Ветер также влияет на скорость транспирации. Когда вы потеете, вы остываете быстрее, если дует ветер. Это связано с тем, что движение воздуха ускоряет процесс испарения: чем больше воздуха проходит по вашей коже, тем больше воды испаряется, и вы быстрее чувствуете прохладу. Большее движение воздуха означает более активное испарение из открытых устьиц, поэтому, если растения не закрывают свои устьица, скорость транспирации увеличится.

Еще одним фактором, сказывающемся на уровне транспирации является относительная влажность, которая представляет собой количество водяного пара в воздухе по отношению к тому, сколько водяного пара может удерживать этот воздух. Относительная влажность увеличивается с понижением температуры, поскольку более холодный воздух может удерживать меньше водяного пара. А по мере увеличения относительной влажности скорость транспирации уменьшается, так как воздух, окружающий растение, более влажный. Транспирация ускоряется в более сухом воздухе, потому что вода, выходящая из устьиц, легче испаряется в атмосферу с меньшим содержанием влаги.

Подведение итогов

Транспирация часто рассматривается как обязательная плата растения за фотосинтез. Хотя потеря воды может быть вредной для растений, фотосинтетический газообмен необходим для их выживания. Транспирация имеет свои преимущества – она ​​может охладить растения и помочь богатой питательными веществами воде перемещаться от корней к листьям. Регулируя транспирацию, растения могут управлять этим дорогостоящим процессом, продолжая при этом участвовать в других необходимых и полезных клеточных процессах.

Гугломаг

Спрашивай! Не стесняйся!

Задать вопрос

Не все нашли? Используйте поиск по сайту

Search for:

Транспирация у растений. Что это, процесс, значение, виды, чему способствует, что позволяет

Содержание

Естественный физиологический процесс водного обмена с окружающей средой у растений называется транспирацией. Это сложный механизм жизнедеятельности, в основу которого положена способность флористических организмов изменять агрегатное состояние поступающей жидкости.

Что такое транспирация?

Термин введен в обиход биологами для того, чтобы подчеркнуть отличие этого сложного биологического процесса от обычного испарения воды.

Транспирация обусловлена:

• анатомическим строением;
• физиологией растительного организма;
• химическими параметрами;
• климатическими условиями среды произрастания;
• типом почвы и другими факторами.

Что такое транспирация у растений.

Расходование воды регулируется несколькими базовыми анатомо-физиологическими механизмами. Одно из важных значений этого процесса заключается в терморегулирующей функции. Транспирация у растений – это контролируемый биологический процесс движения поступающей из почвы и атмосферы влаги. Она насыщает стебли, листья и соцветия необходимыми для планомерного развития питательными веществами, а затем испаряется.

Процесс позволяет растению снизить температуру, что особенно актуально для знойного климата и летнего сезона. Транспирация предотвращает перегрев листьев и их ожог. Благодаря ей растение избавляется от излишков жидкости после сильного дождя или при произрастании в сильно увлажненном грунте.

Транспирация обеспечивает биологическую деятельность верхнего концевого двигателя водотока. В жаркий летний день температура листьев обычно на 3-8°С ниже окружающего атмосферного воздуха.

Транспирацию можно назвать своеобразной системой охлаждения, которая выполняет еще и питательную функцию. Этот жизненно важный физиологический процесс способствует доставке в клетки тканей минеральных веществ и микроэлементов, растворенных в воде.

Виды транспирации

Растения располагают 2-мя вариантами биологического механизма испарения воды – устьичным и кутикулярным. Приоритетность той или иной разновидности транспирации зависит от анатомического строения флористического организма и климатических условий. Главную роль в этом физиологическом процессе играют листья. От их строения зависит интенсивность испарения.

Анатомически листья сформированы 4-мя функциональными элементами:

• Эпидермальными слоями (кожицей). Они играют роль внешней оболочки, которая непосредственно соприкасается с окружающей средой.
• Мезофиллом (паренхимой). Внутренняя ткань листьев, задействованная в процессе фотосинтеза. Паренхима располагается между верхним и нижним слоями эпидермиса.
• Прожилками. Служат своеобразными кровеносными сосудами растения. По ним в процессе транспирации движется вода с растворенными в ней питательными веществами.
• Устьицами. Это особые высокоспециализированные комплексы с парой замыкающих клеток и функциональными щелями (апертурами) между ними, образующими воздухсодержащие каверны.

Эпидермис листьев выполняет барьерную, терморегулирующую и защитную функции. Кожица оберегает внутренние ткани от механического воздействия, разнообразных повреждений, проникновения патогенных микробов и некоторых насекомых-паразитов. Эпидермис поддерживает фотосинтез и надлежащий водный баланс за счет транспирации, предотвращая пересыхание растения. Часто кожица покрыта восковым налетом (кутикулой), создающим дополнительную защиту и активно участвующем в переносе влаги.

Не менее важна роль устьичных клеток в процессе транспирационного испарения. С их помощью растение осуществляет водный и газовый обмен с окружающим пространством. Это ключевые элементы своеобразной совмещенной кровеносно-дыхательной системы.

Устьичная

При таком варианте транспирационного обмена влага испаряется с поверхности эпидермиса. В результате отдачи жидкости капиллярные мениски изгибаются вовнутрь. Поверхностное натяжение листа возрастает и дальнейшее испарение замедляется. Это дает растению возможность существенно экономить живительную жидкость. Преобразованная в пар вода сквозь щелевые отверстия устьиц отводится в окружающее атмосферное пространство.

Такой тип транспирационного процесса характеризуется высокой интенсивностью, так как эти функциональные элементы листа обладают значительными способностями к диффузии. После закрытия высокоспециализированных клеток устьиц скорость влагообмена снижается в несколько раз. Таким способом растение регулирует процесс отвода жидкости. При сопоставимой площади листа влага быстрее улетучивается через несколько мелких клеточных щелей, чем через одно большое. После закрытия устьичных отверстий наполовину скорость влагообмена снижается незначительно.

Транспирация у растений – это управляемая скорость отдачи воды в окружающее пространство. Число устьичных образований различается в зависимости от типа, анатомического строения и классификационной принадлежности организма. У одних видов такие высокоспециализированные комплексы расположены только на внутренней поверхности листьев, у других – на тыльной и наружной сторонах. Различается и расстояние между устьичными щелями.

Кутикулярная

Эта функциональная часть листа, подобно предыдущему элементу, способна реагировать на уровень насыщенности внутренних тканей жидкостью. Разбросанные по всей поверхности влагообмена чувствительные волосковые рецепторы защищают растение от воздействия атмосферного воздуха и выжигающего влагу солнечного ультрафиолета. Такой естественный биологический механизм служит целям уменьшения потерь воды, что препятствует пересыханию листьев. Кутикулярная транспирация берет на себя основную роль в обмене влаги с окружающей средой в то время, когда устьичные щели находятся в закрытом состоянии.

Интенсивность отдачи преобразованной в пар жидкости зависит от площади и толщины этого функционального элемента. Чем тоньше кутикула, тем выше скорость протекания транспирационного процесса. Важен и возраст растения. Зрелые листья имеют показатель потери влаги не более 10%. Молодая зеленая масса способна обмениваться испаренной водой с окружающим пространством в 5 раз быстрее. Активная кутикулярная транспирация иногда свойственная старым деревьям и крупным кустарникам почтенного возраста.

Это объясняется:

• повреждениями эпидермиса;
• нарушением его защитных функций;
• рассыханием поверхности;
• растрескиванием листьев;
• деятельностью паразитов и болезнетворных микроорганизмов.

У таких наземных растений наблюдается интенсификация газообмена, заключающаяся в ассимиляции (поглощении) атмосферного СО₂. Чем ниже водный потенциал окружающего воздуха, тем выше скорость кутикулярной транспирации.

Роль в физиологии растений

Такой биологический процесс обеспечивает нормальное функционирование систем растительного организма. Во многом благодаря транспирации созревают плоды и завязываются побеги. Этот процесс защищает растение от негативных внешних воздействий. Вместе с водой по тканям распространяются минеральные соединения. За счет транспирации снижается корневое натяжение и организм получает необходимые питательные вещества. В культивируемой зоне благодаря этому важному биологическому процессу распространяются удобрения, которые повышают урожайность.

В оранжерейных и парниковых системах, где атмосферный воздух зачастую характеризуется высоким показателем влажности, транспирационный механизм замедляется. В таких условиях не редкость ожоги листьев при искусственном досвечивании или прямом воздействии агрессивного солнечного ультрафиолета. Транспирация связана с биологическими свойствами воды и ее ролью в жизнедеятельности растений. У некоторых культур это физиологическое явление служит цели насыщения жидкостью коллоидов протоплазмы, что обуславливает активное плодоношение и созревание.

Роль испаряемой в результате транспирации воды в биологических процессах развития растительных организмов:

Свойства воды	Функциональное значение
Высокий показатель теплоемкости и способность к быстрому парообразованию.	Поддержание термического баланса листьев, стебля, корневой системы, плодов и соцветий.
Значительное поверхностное натяжение.	Облегчает циркуляцию влаги по капиллярам прожилков.
Оптимальные показатели текучести и плотности, обусловленные устойчивыми водородными связями.	Определяют аномальные параметры питающей растение жидкости, делают ее структурной составляющей цитоплазмы.
Хорошее взаимодействие с разлагаемыми биополимерными веществами.	Влияет на конформационное (структурное) строение биополимерных соединений, повышает активность растительных ферментов, вырабатывает устойчивость к неблагоприятным погодным условиям.
Диссоциация на фотоионы с высокой степенью биологической активности.	Необходима для протекания в растении ключевых химических реакций – фотосинтеза, газообмена, гидролиза.
Способность поглощать инфракрасную часть радиационного излучения, относительная прозрачность и доступность для видимого спектра.	Такие свойства воды, являющейся объектом транспирационного процесса, нужны водным растениям для поглощения фотосинтез-активного радиоизлучения (ФАР). Прозрачные клетки эпидермального слоя наземной флоры пропускают ФАР в структуру мезофилла и в определенной степени предотвращают его перегревание.
Высокие растворяющие характеристики.	Имеют ключевое значение для питания корневой системы, транспорта кислорода и поглощения углекислого газа.

Для функционального состояния и планомерного развития растительного организма важна не только общая увлажненность, зависимая от интенсивности транспирационного процесса.

Большое значение имеют физико-химические характеристики воды:

• концентрированность;
• энергетический уровень;
• показатель текучести;
• реакционные способности.

Важна роль транспирации в прохождении фотосинтеза. Он лучше всего протекает в температурном диапазоне +20…+25°С, который обеспечивается биологической системой терморегуляции.

Влияющие факторы

Транспирация в живой природе протекает под различными внешними воздействиями. На ее интенсивность и качество влияет множество факторов окружающей среды.

Среди них выделяются:

• суточные циклы;
• количество солнечных дней в году;
• объем и агрессивность рентгеновского и ультрафиолетового излучения;
• экологическая обстановка в ареале произрастания;
• влажность и температура воздуха;
• уровень загрязнения атмосферной смеси вредными выбросами промышленного производства;
• сила ветра;
• активность вредителей.

Солнечный свет способствует раскрытию щелевых отверстий устьичных образований. В культивируемых зонах, парниковых, тепличных и оранжерейных комплексах эту функцию выполняют искусственные светодиодные или галогенные источники электромагнитного излучения.

Поглощаемые растением фотоны увеличивает проницаемость протоплазмы ответственных за испарение клеточных структур для водного конденсата. Это важнейший фактор транспирации.

Солнечное изучение энергично впитывается хлорофиллом – зеленым пигментом, задействованным в химической реакции фотосинтеза. В результате такого процесса возрастает температура листьев и усиливается парообразование. Активизация транспирации охлаждает поверхность, что лежит в основе ее терморегулирующей функции. Даже рассеянное излучение низкой интенсивности усиливает парообразование примерно на 30-40% в сравнении с показателем процесса, проходящего в ночное время или при вечерних сумерках.

Научные данные гласят, что 100 см² кукурузных листьев в полной темноте испаряют 0,097 г жидкости за 1 ч. При мягком рассеянном освещении это показатель возрастает до 0,114 г, а под воздействием прямого солнечного излучения – до 0,785 г/ч. Не менее важный фактор влияния на естественный ход транспирации – температура атмосферного воздуха. По мере его нагревания испарительный процесс ускоряется, поскольку молекулы воды разгоняются и усиливается диффузия пара с коллоидной поверхности клеточных мембран.

Транспирация у растений – это процесс, подверженный многофакторному как естественному, так и техногенному влиянию. Промышленные загрязнения воздуха повышают его плотность, а выбросы в атмосферу углекислых соединений создают парниковый эффект. Это приводит к резкому росту температуры и ускорению транспирации. Важный естественный фактор – сила ветра, которая играет неоднозначную роль в физиологических реакциях растительных организмов. В результате интенсивного движения атмосферных потоков тяжелые влажные слои заменяются легкими сухими.

Это оказывает существенное влияние на отвод испаренной воды из межклеточного пространства листьев. Порывы ветра провоцируют преждевременное замыкание устьичных щелей, что приводит к замедлению физиологической реакции.

Описание процесса транспирации

Обобщенно такое биологическое явление, свойственное всем представителям растительного мира, представляет собой продвижение водной жидкости от корней к листьям с испарением в конечной фазе. Лишь незначительная часть влаги используется для роста, развития и метаболизма. В результате транспирации растение теряет 99% впитанной воды. Протекание базовой физиологической реакции зависит от анатомического строения устьичного комплекса и вида флористического организма.

Важная функция транспирационного процесса – раскрытие щелей для доступа содержащего в атмосфере углекислого газа, который необходим растениям для дыхания. Физиологическая реакция поддерживает нормальный уровень осмотического давления в клетках. Протекание транспирационного процесса частично обеспечивает капиллярный эффект прожилков. Но большей частью он проходит благодаря разнице давлений в корневой системе, стебле, листьях и других анатомических структурах.

В высоких деревьях гравитационное сопротивление преодолевается за счет снижения гидростатического напряжения в верхних участках, обеспечиваемого устьичными комплексами и их диффузными способностями. В жаркий сезон растительный лист испаряет объем воды, многократно превосходящий его собственную массу. Например, 1 га пшеничных посевов прогоняет в течение летних месяцев транспирационным путем 2-3 тыс. т воды. Пустынная растительность оснащена особым физиологическим механизмом испарения влаги, направленным на ее максимальную экономию.

Этой цели служат:

• существенно утолщенная кутикула;
• сильно умешенная листовая поверхность;
• сверхчувствительные волосяные рецепторы;
• малая площадь теплообмена.

Некоторые пустынные представители флоры используют САМ-фотосинтез – особый метаболический способ связывания углерода. Их устьица в дневное время плотно замкнуты, а раскрываются только ночью после снижения температуры.

Транспирация на протяжении суток

Наиболее ослаблена физиологическая реакция ночью и ранним утром до восхода Солнца. Транспирация четко привязана к суточному циклу и биологическому ритму растения. С появлением светила над горизонтом и увеличением объема поглощаемого солнечного излучения биологическая реакции интенсифицируется. Этому способствуют попутные факторы – повышение температуры атмосферной смеси, уменьшение концентрации в воздухе скопивших за ночь водяных испарений, усиливающиеся под воздействием излучения порывы ветра. Чем выше светило в зените, тем интенсивнее транспирация.

К вечеру она замедляется и падает до суточного минимума в ночные часы. Это теоретическая модель транспирационного процесса, которой практически невозможно достичь в естественных условиях.

Здесь не учитываются:

• пора года;
• географическая широта;
• тип почвы;
• уровень экологической загрязненности;
• особенности региона;
• наличие рек и других водоемов вблизи места произрастания;
• переменчивость погоды;
• влияние циклонов, прочие факторы.

Наиболее интенсивно физиологическая реакция протекает при безоблачном небе в теплое время года.

Показатели процесса

Измерение значений и особенностей транспирации имеет важное значение для биологической науки и представляет большой практический интерес для аграрного сектора. Для определения базовых показателей существует специальные методики, приборы и инструменты. Транспирация у растений – это важно для изучения, производства урожая в промышленных масштабах, эстетического и лечебного культивирования. Определение значений интенсивности и продуктивности физиологической реакции позволяет повысить плодоношение, создать эксклюзивный парковый дизайн, обустроить сад.

Регулировка водного баланса

Влагообмен растений можно условно разделить на 3 последовательные фазы – поглощение, продвижение и испарение. Они составляют единый механизм регулировки водного баланса. Каждое растение реализует его по-своему. Водный баланс – это отношение поступления жидкости из почвы и атмосферы либо путем искусственного орошения к ее расходу. В регионах с умеренной влажностью и средним количеством осадков эта величина оптимальна, что выражается в бурном развитии растительности, разнообразии и плодоношении.

В жарком климате и в знойные дни водный баланс не столь благоприятен. Относительное равновесие нарушается интенсивной транспирацией. Дефицит может достигать при достаточной увлажненности почвы 5-10%, а при ее сухости – 25%. Корневая система не успевает поставлять влагу, интенсивно расходуемую транспирационным испарением. Нормальный явлением считается полуденный дефицит жидкости, который имеет кратковременный характер и не наносит вреда растению.

Возникновению критического водного дисбаланса препятствует механизм биологического регулирования. В определенный момент растение замедляет транспирационное испарение, восстанавливая равновесие. Такой эффект достигается повышением водоудерживающих свойств тканей и плотным смыканием устьичных щелей. Транспирационная регулировка имеет собственный предел возможностей.

При постоянном сильном дефиците влаги упругость растительных тканей снижается, клеточный тургор заметно уменьшается. Это приводит к увяданию, которое бывает временным и восстанавливаемым либо продолжительным и критическим для жизнедеятельности.

Интенсивность

Скорость протекания физиологической реакции соотносится с площадью испарения и временем. У каждого вида растений этот параметр различается. Объем отданной окружающему пространству воды за контрольный промежуток времени называют интенсивностью транспирации. У большинства растительных организмов умеренного климатического пояса планеты это значение в дневное время варьируется в пределах 15-250 г/ч на каждый м².

Ночью стандартная интенсивность транспирации составляет 1-20 г/ч в пересчете на аналогичную площадь испарения.

Продуктивность

Такой показатель отражает объем сухой полезной массы, накопленной растением в течение учетного периода транспирационного процесса, на протяжении которого испарен 1 кг жидкости. Это имеет особое значение для сельскохозяйственных культур, цветов, специально выращиваемых лечебных трав и кустарников. Продуктивность транспирации варьируется в весовом диапазоне 1-8 г. Средний показатель для типичных культурных растений составляет 3 г.

Определение уровня транспирации

В аграрной сфере оперируют понятием транспирационного коэффициента в качестве экономического показателя.

Для измерения таких значений применяют:

• потометр – специальный прибор, показывающий скорость поглощения влаги срезанными побегами либо молодыми сеянцами;
• лизиметр – переносное приспособление или стационарная конструкция, предназначенная сбора и анализа почвенного раствора;
• порометр – устройство для измерения размера устьичных щелей;
• фотосинтетические методы, изучающие особенности протекания ключевой для растений биологической реакции.

Испаренная в процессе транспирации влага изотопным составов существенно отличается от окружающих грунтовых вод. У всех растений это показатель разный. Коэффициент транспирации обычно составляет 200-600. Это вынуждает затрачивать на выращивание 1 кг сухой массы урожая 200-1000 л воды.

Видео о транспирации у растений

Коротко о том, что такое транспирация у растений:

Испарение | Определение, механизм и факты

стома с замыкающими ячейками

Посмотреть все средства массовой информации

Ключевые люди:

Юлиус фон Сакс Стивен Хейлз Генри Горацио Диксон

Похожие темы:

устьица транспирация

Просмотреть весь связанный контент →

Узнайте, как вода движется через растения, включая осмос и транспирацию

Посмотреть все видео к этой статье

транспирация , в ботанике потеря воды растением, в основном через устьица листьев. Устьичные отверстия необходимы для проникновения углекислого газа внутрь листа и для выхода кислорода во время фотосинтеза. Поэтому транспирацию обычно считают лишь неизбежным явлением, сопровождающим реальные функции устьиц. Было высказано предположение, что транспирация обеспечивает энергию для транспортировки воды в растении и может способствовать рассеиванию тепла под прямыми солнечными лучами (путем охлаждения за счет испарения воды), хотя эти теории были оспорены. Чрезмерная транспирация может быть крайне вредна для растения. Когда потери воды превышают потребление воды, это может замедлить рост растения и в конечном итоге привести к гибели от обезвоживания.

Транспирация была впервые измерена Стивеном Хейлзом (1677–1761), английским ботаником и физиологом. Он заметил, что растения «впитывают» и «выделяют» значительное количество воды по сравнению с животными, и создал новый метод измерения выделения водяного пара растениями. Он обнаружил, что испарение происходит из листьев и что этот процесс способствует непрерывному восходящему потоку воды и растворенных питательных веществ от корней. Современные исследования показали, что до 99 процентов воды, поглощаемой корнями растения, выбрасывается в воздух в виде водяного пара.

Викторина «Британника»

Вода и ее различные формы

Устьица листьев являются основными местами транспирации и состоят из двух замыкающих клеток, образующих небольшие поры на поверхности листьев. Замыкающие клетки контролируют открытие и закрытие устьиц в ответ на различные раздражители окружающей среды и могут регулировать скорость транспирации для уменьшения потери воды. Темнота и дефицит внутренней воды закрывают устьица и уменьшают транспирацию; освещение, обильное водоснабжение и оптимальная температура открывают устьица и увеличивают транспирацию. Многие растения закрывают свои устьица в условиях высокой температуры, чтобы уменьшить испарение, или при высоких концентрациях углекислого газа, когда растение, вероятно, имеет достаточное количество для фотосинтеза.

Ряд других приспособлений также помогает уменьшить потери воды в результате транспирации.

Физически растения, которые живут в районах с низкой влажностью, обычно имеют листья с меньшей площадью поверхности, поэтому испарение ограничено. И наоборот, растения во влажных районах, особенно в условиях низкой освещенности, такие как растительность подлеска, могут иметь большие листья, потому что потребность в достаточном количестве солнечного света повышена, а риск вредной потери воды низок. У многих пустынных растений есть крошечные листья, которые опадают в периоды засухи, что почти исключает потерю воды в засушливый сезон, а у кактусов вообще нет листьев. Восковидные кутикулы, трихомы (волосы на листьях), затонувшие устьица и другие приспособления листьев также помогают снизить интенсивность транспирации, сохраняя поверхность листа прохладной или защищая ее от воздушных потоков, которые увеличивают испарение. Наконец, некоторые растения развили альтернативные пути фотосинтеза, такие как метаболизм крассуловой кислоты (CAM), чтобы минимизировать потери на транспирацию. Эти растения, в том числе многие суккуленты, открывают устьица ночью, чтобы поглощать углекислый газ, и закрывают их днем, когда обычно жарко и сухо.

Melissa Petruzzello

Evapotranspiration and the Water Cycle

•  Water Science School HOME  •  The Water Cycle  •

Water cycle components   »  Atmosphere  ·   Condensation  ·   Evaporation  ·   Evapotranspiration   · Пресноводные озера и реки · Подземный сток · Запас подземных вод · Лед и снег · Инфильтрация · Океаны · Осаждение · Снеж · пружины · Стопсовый поток · СПАЛИМАЦИЯ · Surface Runoff Runoff 9003

80808080 гг. Что является EVAPOTRIRATION?

Эвапо- на испарение

-транспирация на транспирацию

Эвапотранспирация – это сумма всех процессов, посредством которых вода перемещается с поверхности земли в атмосферу посредством испарения и транспирации. Эвапотранспирация включает испарение воды в атмосферу с поверхности почвы, испарение с капиллярной поверхности грунтовых вод и испарение из водоемов на суше. Эвапотранспирация также включает транспирацию, которая представляет собой движение воды из почвы в атмосферу через растения. Транспирация происходит, когда растения поглощают жидкую воду из почвы и выделяют водяной пар в воздух из своих листьев.

Чтобы понять эвапотранспирацию, давайте более подробно рассмотрим, что такое транспирация.

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Ученые называют комбинацию испарения и транспирации эвапотранспирацией, сокращенно ET.

 

Что такое транспирация?

Выделение водяного пара (газа) из листьев растений.

Транспирация состоит из трех основных этапов

1. Корни поглощают воду из почвы

2. Вода перемещается по тканям растений, выполняя важные метаболические и физиологические функции в растении

3. Листья выделяют водяной пар в воздух через устьица

 

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

После того, как пластиковый пакет обернут вокруг части растения, внутренняя часть пакета становится туманной из-за испарившегося водяного пара.

Кредит: Ming Kei College

Сколько воды выделяют растения?

Испарение растений — почти невидимый процесс. Поскольку вода испаряется с поверхности листьев, вы не можете просто выйти и увидеть, как листья «дышат». Однако то, что вы не видите воду, не означает, что она не поднимается в воздух. Один из способов визуализировать транспирацию — надеть полиэтиленовый пакет на листья растений. Как видно из этого рисунка, испарившаяся вода будет конденсироваться внутри пакета (на этом фото показано испарение через 1 час). В течение вегетационного периода лист испаряет во много раз больше воды, чем его собственный вес. Акр кукурузы выделяет около 3 000–4 000 галлонов (11 400–15 100 литров) воды каждый день, а большой дуб может выделять 40 000 галлонов (151 000 литров) в год.

Так как водяной пар также испаряется из почвы, мы бы увидели еще больше водяного пара, если бы обернули почву полиэтиленовым пакетом.

 

Что влияет на транспирацию?

Растения пускают корни в почву, чтобы втягивать воду и питательные вещества в свои стебли и листья. Часть этой воды возвращается в воздух в результате транспирации. Интенсивность транспирации сильно различается в зависимости от погоды и других условий, например  

• Тип растения : Растения испаряют воду с разной скоростью. Некоторые растения, произрастающие в засушливых регионах, такие как кактусы и суккуленты, сохраняют драгоценную воду, выделяя меньше воды, чем другие растения.

• Тип почвы и насыщенность : Частицы глины мелкие (менее 0,002 мм), удерживающие воду, в то время как крупные частицы песка (0,05-2 мм) легко выделяют воду (подумайте о том, как вода быстро исчезает в песке на пляже). ). При недостатке влаги растения могут начать стареть (преждевременное старение, которое может привести к потере листьев) и выделять меньше воды.

• Наличие и интенсивность солнечного света

• Осадки : В засушливые периоды транспирация может способствовать потере влаги в верхней зоне почвы, что может повлиять на растительность и поля продовольственных культур.

• Влажность : По мере повышения относительной влажности воздуха, окружающего растение, уровень транспирации падает. Вода легче испаряется в более сухой воздух, чем в более насыщенный воздух.

• Температура : Интенсивность транспирации увеличивается с повышением температуры, особенно в вегетационный период, когда воздух теплее из-за более сильного солнечного света и более теплых воздушных масс. Более высокие температуры заставляют растительные клетки, которые контролируют отверстия (устьица), через которые вода выбрасывается в атмосферу, открываться, тогда как более низкие температуры заставляют отверстия закрываться.

• Ветер и движение воздуха : Увеличенное движение воздуха вокруг растения приведет к более высокой скорости транспирации. Ветер будет перемещать воздух, в результате чего более насыщенный воздух вблизи листа заменяется более сухим.

• Земельный уклон

 

Источники/использование: общественное достояние.

Как транспирация влияет на грунтовые воды?

Во многих местах корни растений находятся в верхнем слое почвы над уровнем грунтовых вод. Верхний слой почвы часто влажный до некоторой степени, но не полностью. Почва ниже уровня грунтовых вод очень влажная.

Верхний слой почвы намокает во время дождя (разновидность осадков), но если осадков больше нет, почва высыхает. Следовательно, растения зависят от воды, поставляемой осадками, поскольку уровень грунтовых вод обычно ниже глубины корней растений.

Как показано на этой диаграмме, в местах, где уровень грунтовых вод находится близко к поверхности земли, например, рядом с озерами и океанами, корни растений могут проникать в зону насыщения ниже уровня грунтовых вод, позволяя растениям испарять воду непосредственно из грунтовых вод. система. Здесь транспирация грунтовых вод обычно приводит к понижению уровня грунтовых вод, подобно эффекту насосной скважины (конус депрессии — пунктирная линия вокруг корней растений на диаграмме).