48. Суточный и сезонный ход транспирации

Смена дня и ночи, изменение условий в течение суток наложили отпечаток и на процесс транспирации. Как устьичные движения, так и транспирация имеют свой определенный суточный ход. Английский исследователь Д. Лофтфельд разделил все растения в отношении суточного хода устьичных движений на три группы:

1. Растения, у которых ночью устьица всегда закрыты. Утром устьица открываются, и их дальнейшее поведение в течение дня зависит от условий среды. Мало воды — они закрываются, достаточно воды — открываются. К этой группе относятся в первую очередь хлебные злаки.

2. Растения, у которых ночное поведение устьиц зависит от дневного. Если днем устьица были закрыты, то ночью они открываются, если днем были открыты, то ночью закрываются. К этой группе принадлежат растения с тонкими листьями — люцерна, горох, клевер, свекла, подсолнечник.

3. Растения с более толстыми листьями, у которых ночью устьица всегда открыты, а днем, как и у всех остальных групп растений, открыты или закрыты в зависимости от условий (картофель, капуста).

Что касается суточного хода транспирации, то в ночной период суток транспирация резко сокращается. Это связано как с изменением внешних факторов (повышение влажности воздуха, снижение температуры, отсутствие света), так и с внутренними особенностями (закрытие устьиц). Измерения показывают, что ночная транспирация составляет всего 3—5% от дневной. Дневной ход транспирации обычно следует за изменением напряженности основных метеорологических факторов (освещенности, температуры, влажности воздуха). Наиболее интенсивно транспирация происходит в 12—13 ч. Ведущим в этом комплексе внешних воздействий будет напряженность солнечной инсоляции. Интересно, что растения с разным расположением листьев несколько различаются по суточному ходу транспирационного процесса. На листья, повернутые ребром к горизонту, солнечные лучи начинают падать раньше. В связи с этим подъем транспирации у таких растений в утренние часы также начинается несколько раньше. В случае недостатка влаги кривая суточного хода транспирационного процесса из одновершинной превращается в двухвершинную, в полуденные часы интенсивность транспирации сокращается благодаря закрытию устьиц. Это позволяет растению восполнить недостаток воды, и тогда к вечеру транспирация снова возрастает. При частом измерении транспирации можно заметить, что этому процессу свойственно ритмичное увеличение и уменьшение интенсивности. По-видимому, это связано главным образом с колебанием содержания воды в растении. Увеличение транспирации приводит к уменьшению содержания воды, что, в свою очередь, сокращает интенсивность транспирации. Как следствие, содержание воды растет, и транспирация также возрастает, и так непрерывно. Напряженность транспирации, а также ее связь с другими процессами, в частности с фотосинтезом, принято выражать в следующих единицах.

49.

Методы учета интенсивности транспирации делятся на 2 группы.

1-я группа методов основана на измерении массы транспирирующего органа растения через определенные промежутки времени. Например, в методе Иванова лист отрезают от побега, взвешивают 1-й раз, а через 3-5мин – 2-й раз, и тем самым получают массу испарившейся из листа воды. Однако этот метод не очень точен, т.к. при отсечении листа исчезает натяжение молекул воды в сосудах ксилемы листа, поэтому отсеченный лист транспирирует сильнее, чем лист на растении.

2-я группа методов основана на учете количества водяного пара, выходящего из растения. При этом целое растение помещают в транспирационную камеру, через которую непрерывно прокачивают воздух, и измеряют влажность воздуха на входе и на выходе камеры. Измерение проводят с помощью дифференциальных психрометров или инфракрасных газоанализаторов. Эти методы более точны, чем методы 1-й группы, в первую очередь потому, что измеряется транспирация целого растения, а не отделенных от него частей.

В условиях недостатка влаги необходимо снижать транспирацию с/х культур. Для этого используют специальные вещества – антитранспираторы, которые по своему действию делятся на 2 группы:

- вещества, вызывающие закрывание устьиц; в первую очередь это абсцизовая кислота и ее производные, которые вызывают закрывание устьиц при опрыскивании растений или при добавлении в поливную воду

- вещества, которые образуют на поверхности листьев водонепроницаемую пленку, создающую механическое препятствие для испарения воды; к ним относятся эмульсии высокомолекулярных соединений (полиэтилена, полиакриламида, латекса и т.д.), причем пленка сохраняется на поверхности растения 12-16 дней.

50.

Поглощение воды корнями.

Вода и минеральные вещества поглощаются клетками эпидермиса корня в зоне поглощения. Вода поступает в клетки корня за счет осмотических сил, переходя из участков с высоким водным потенциалом в почве в участки с более низким водным потенциалом в клетках корня.

В корне также существует градиент водного потенциала. Он высокий в корневых волосках и низкий в клетках, примыкающих к ксилеме.. Поэтому вода проходит через корневые волоски к ксилеме, а затем передвигается вверх по растению.

Градиент водного потенциала поддерживается за счет того, что осмотическое давление в ксилемном соке выше, чем в разбавленном почвенном растворе.

Сосущая сила сосудов ксилемы выше, чем у окружающих клеток, поэтому в них развивается гидростатическое давление - корневое давление. Оно обеспечивает поднятие ксилемного раствора из корня вверх по растению в надземные части. Механизм поднятия воды по растению вследствие развивающегося корневого давления называется нижним концевым двигателем. Примером нижнего концевого двигателя служит «плач растений». Весной у деревьев с нераспустившимися листьями через надрезы ствола выделяется ксилемная жидкость. У вегетирующих растений при удалении стебля из пенька долго выделяется ксилемный сок или пасока. Другим примером нижнего концевого двигателя служит гуттация. При высокой влажности воздуха в результате деятельности нижнего концевого двигателя выделяется капельно-жидкая влага на концах листьев, как, например, у комнатного растения монстеры.