6.1.4. Рух води в системі “ґрунт – рослина – атмосфера”. Транспірація

Для того, щоб рослина нормально росла і функціонувала, потрібно, щоб у ній протікали процеси синтезу нових біологічних речовин, вироблялась енергія, рослина не перегрівалась і постійно використовувала із ґрунту воду і мінеральні речовини. Схематично це представлено на рис. 6.6.

Рис. 6.6. Рух води у системі “ґрунт – рослина – атмосфера” і основні процеси у рослинах

Синтез біологічних речовин проходить за рахунок процесу фотосинтезу – біологічного процесу формування органічних речовин із вуглекислого газу атмосфери і ґрунтової вологи під дією сонячної енергії в хлоропластах зелених рослин. Отже, для протікання фотосинтезу необхідні сонячна енергія, СО₂ атмосфери і ґрунтова волога. Дихання, процес формально протилежний фотосинтезу, полягає у споживанні оксигену, виділення вуглекислого газу і води та утворення енергії, необхідної для життєдіяльності рослин. Постачання СО₂ до хлоропластів відбувається за рахунок дифузії в листках рослин через продихи – спеціальні відкриті клітини на листковій поверхні, через які рослина ще й випаровує велику кількість води, рятуючись від перегрівання. Останній процес називається транспірацією. Таким чином, через продихи СО₂ надходить з атмосфери в листок для фотосинтезу і одночасно проходить транспіраційний потік вологи, який рятує рослину від перегрівання. Ці два процеси, фотосинтез і транспірація, є взаємопов’язані: якщо транспірація зменшується за рахунок нестачі ґрунтової вологи і наступного закриття продихів, то понижується і фотосинтез за рахунок, перш за все, надходження СО₂ у листок. Транспірація і продуктивність рослин тісно скорельовані. Кількість води для фотосинтезу набагато нижча транспіраційної (від 2 до 10 % загальної кількості вологи, що споживається рослиною) і переважно її не враховують при вивченні закономірностей формування потоку вологи у системі “ґрунт – рослина – атмосфера”.

Для описання транспірації рослин використовують кілька виражень.

Транспірація (Tr, см/доб, г_н2о/г_{сух.реч.}доб) – випаровування рослинами в атмосферу пароподібної вологи у процесі їх життєдіяльності. Транспірація характеризується кількістю вологи, яка виділяється визначеною масою або площею (1 г або 1 см²), яку займає листковий або рослинний покрив, за одиницю часу. Тому найбільш поширені одиниці вимірювання – см/доб, мм/год і ін., аналогічні розмінностям випаровування, інтенсивності опадів, вбирання вологи, фільтрації і інших видів потоків вологи.

Транспірація актуальна (Tr, см/доб) – вимірюється у даний момент часу при конкретних метеорологічних і ґрунтових умовах.

Транспірація потенціальна (Tr₀, см/доб) – кількість води, яка транспірується за одиницю часу зеленою низькорослою культурою, яка повністю затіняє ґрунт, вирівняна по висоті і яка не відчуває нестачі у ґрунтовій волозі (вологість ґрунту в діапазоні від НВ до 0,7 НВ).

Транспірація відносна (Tr/Tr₀, см/доб) – відношення актуальної транспірації до потенціальної. Є показником вологозабезпеченості рослин. Вважається, що при відносній транспірації менше 1 рослина відчуває нестачу ґрунтової вологи.

Як показник вологозабезпеченості рослин найбільш зручний безрозмірний параметр – відносна транспірація.