61. Транспирация, ее формы и физиологическое значение. Количественные показатели

Транспирация – это физиологический процесс испарения воды растениями. В процессе этого движения большая часть влаги теряется (испаряется), особенно при ярком свете, сухом воздухе, сильном ветре и высокой температуре. Основным органом транспирации является лист. Сверху и снизу лист покрыт эпидермой, которая состоит из одного слоя тесно прилегающих одна к другой клеток. Наружные оболочки этих клеток покрыты кутикулой, которая препятствует испарению воды с внутренних тканей листа. В эпидерме расположены устьица. Устьица ограничены замыкающими клетками и сопровождающими клетками (вместе известными как устьичный комплекс), которые открывают и закрывают поры. Транспирация охлаждает растение, изменяет осмотическое давление в клетках и обеспечивает движение воды и питательных веществ от корней к побегам.

Виды транспирации:

– устьичная (испарение воды через устьица);

– кутикулярная (испарение воды с поверхности листа, покрытого кутикулой);

– перидермальная (через чечевички, стебель, почки).

Устьичная

Сначала вода начинает испаряться с поверхности основной ткани клеток. В результате эти клетки теряют влагу, водные мениски в капиллярах вгибаются вовнутрь, поверхностное натяжение увеличивается, и дальнейший процесс испарения воды затрудняется, что позволяет растению значительно экономить воду. Затем испарившаяся вода через устьичные щели выходит наружу. Пока устьица открыты, вода испаряется с листа с такой же скоростью, что и с водной поверхности, то есть диффузия через устьица очень высокая.

Кутикулярная

Кутикула, так же как и устьица, обладает способностью реагировать на степень насыщенности листа водой. Находящиеся на поверхности листа волоски защищают лист от движений воздуха и солнечных лучей, что позволяет сократить потери воды. Когда устьица закрыты, кутикулярная транспирация особенно важна. Интенсивность этого вида транспирации зависит от толщины кутикулы (чем толще слой, тем меньше испарение). Большое значение имеет и возраст растения – на зрелых листьях водопотери составляют всего 10 % от всего процесса транспирации, в то время как на молодых могут доходить до половины. Впрочем, увеличение кутикулярной транспирации наблюдается и на слишком старых листьях, если их защитный слой повреждается от возраста, рассыхается или растрескивается.

Физиологическое значение транспирации:

1. Спасает растение от перегрева, который ему грозит на прямом солнечном свете.

2. Создает непрерывный ток воды из корневой системы к листьям, который связывает все органы растения в единое целое.

3. С транспирационным током передвигаются растворимые минеральные и частично органические питательные вещества, при этом чем интенсивнее транспирация, тем быстрее идет этот процесс.

Количественные показатели.

Интенсивность транспирации – это количество, (г) воды, испаряемой растением в единицу времени (ч) с единицы поверхности.

Кроме интенсивности транспирация характеризуется транспирационным коэффициентом. Транспирационный коэффициент – это количество воды, которое затрачивается для накопления одного грамма сухого вещества. Чтобы рассчитать эту величину необходимо определить интенсивность транспирации и увеличение массы вещества растения и первую величину поделить на вторую.

Противоположная величина коэффициенту транспирации – продуктивность транспирации, которая означает число граммов сухого вещества, запасенного в растении при потере 1 000 г воды. Величина продуктивности транспирации варьирует от 1 до 8 г сухого вещества на 1 000 г воды. Величина коэффициента транспирации зависит от сухости воздуха, температуры, минерального питания, т. е. от тех показателей, что и сам процесс транспирации.

Для характеристики физиологической сущности транспирации пользуются параметром относительной транспирации. Относительная транспирация – это отношение интенсивности транспирации с единицы листовой поверхности к скорости транспирации с открытой водной поверхности. Относительная транспирация никогда не бывает равна 1, так как в сравнении с испарением со свободной водной поверхности транспирация испытывает ряд сопротивлений: так кутикула препятствует транспирации, белковые молекулы и ионы связывают воду (водоудерживающая способность). Отсюда видно, что транспирация – физиологический процесс.