Transpirationsformen und ihre physiologische Bedeutung

Jeder weiß, dass Wasser eine entscheidende Rolle im Pflanzenleben spielt. Die normale Entwicklung eines Pflanzenorganismus ist nur möglich, wenn alle Organe und Gewebe mit Feuchtigkeit gesättigt sind. Das Wasseraustauschsystem zwischen der Pflanze und der Umwelt ist jedoch komplex und mehrkomponentig.

Was ist Transpiration?

Transpiration - ist ein kontrollierter physiologischer Prozess der Wasserbewegung durch die Organe des Pflanzenorganismus, was zu seinem Verlust durch Verdunstung führt.

Um zu verstehen, was Transpiration auf einem primitiven Niveau ist, ist es genug zu erkennen, dass das lebenswichtige Wasser für eine Pflanze, die durch das Wurzelsystem aus dem Boden extrahiert wird, irgendwie zu den Blättern, Stängeln und Blüten gelangen muss. Bei dieser Bewegung geht die meiste Feuchtigkeit verloren (verdampft), besonders bei hellem Licht, trockener Luft, starkem Wind und hoher Temperatur.

So werden die Wasserreserven in den oberirdischen Organen der Pflanze unter dem Einfluss von atmosphärischen Faktoren ständig verbraucht und müssen daher ständig durch neue Inputs ergänzt werden. Wenn das Wasser in den Zellen der Pflanze verdunstet, entsteht eine gewisse Saugkraft, die Wasser aus den Nachbarzellen "zieht" und so entlang der Kette - bis zu den Wurzeln. So befindet sich der Hauptmotor des Wasserflusses von den Wurzeln zu den Blättern in den oberen Teilen der Pflanzen, die, vereinfacht gesagt, wie kleine Pumpen funktionieren. Wenn Sie sich ein wenig tiefer in den Prozess vertiefen, ist der Wasseraustausch im Pflanzenleben die folgende Kette: Wasser aus dem Boden durch die Wurzeln ziehen, es zu den erhöhten Organen heben, verdampfen. Diese drei Prozesse stehen in ständiger Wechselwirkung. In den Zellen des Pflanzenwurzelsystems bildet sich der sogenannte osmotische Druck, unter dessen Einwirkung das Wasser im Boden aktiv von den Wurzeln aufgenommen wird.

Wenn infolge des Auftretens einer großen Anzahl von Blättern und einer Erhöhung der Umgebungstemperatur das Wasser von der Atmosphäre selbst aus der Pflanze gesaugt wird,in den Gefäßen der Pflanzen herrscht ein Mangel an Druck, der bis zu den Wurzeln übertragen wird und sie zur neuen "Arbeit" treibt. Wie Sie sehen können, zieht das Wurzelsystem der Pflanze Wasser aus dem Boden unter dem Einfluss von zwei Kräften - seiner eigenen, aktiven und passiven, von oben übertragen, die durch Transpiration verursacht wird.

Welche Rolle spielt die Transpiration in der Pflanzenphysiologie?

Der Prozess der Transpiration spielt eine große Rolle im Pflanzenleben.

Vor allem sollte es verstanden werden, dass es ist die Transpiration, die den Pflanzen einen Überhitzungsschutz bietet. Wenn wir an einem hellen, sonnigen Tag die Temperatur eines gesunden und verblichenen Blattes in derselben Pflanze messen, kann der Unterschied bis zu sieben Grad betragen, und wenn ein verblaßtes Blatt in der Sonne heißer sein kann als die umgebende Luft, ist die Temperatur des durchblühenden Blattes gewöhnlich um einige Grade niedriger ! Dies deutet darauf hin, dass die Transpirationsprozesse, die in einem gesunden Blatt stattfinden, es ihm erlauben, sich selbst abzukühlen, da sonst das Blatt überhitzt und stirbt.

Dazu kommt die Bewegung des Wassers von den Wurzeln zu den Blättern der Pflanze, deren Kontinuität die Transpiration gewährleistet, da sie alle Organe zu einem einzigen Organismus vereint und je stärker die Transpiration ist, desto aktiver entwickelt sich die Pflanze. Die Bedeutung der Transpiration liegt in der Tatsache, dass die Hauptnährstoffe in Pflanzen mit Wasser in Gewebe eindringen können. Je höher also die Produktivität der Transpiration ist, desto schneller erhalten die oberirdischen Teile der Pflanzen in Wasser gelöste mineralische und organische Verbindungen.

Schließlich ist die Transpiration eine erstaunliche Kraft, die das Wasser innerhalb der Pflanze über seine gesamte Höhe ansteigen lässt, was zum Beispiel für große Bäume von großer Bedeutung ist, deren obere Blätter aufgrund des betrachteten Prozesses die erforderliche Menge an Feuchtigkeit und Nährstoffen aufnehmen können.

Arten der Transpiration

Es gibt zwei Arten der Transpiration - stomatal und kutikulär.Um zu verstehen, was die eine und die andere Art ist, erinnern wir uns aus den Lehren der Botanik an die Struktur des Blattes, da dieses Organ der Pflanze das Hauptglied des Transpirationsprozesses ist.

Also Das Blatt besteht aus folgenden Stoffen:

• Haut (Epidermis) ist die äußere Hülle des Blattes, die eine einzelne Reihe von Zellen ist, fest miteinander verbunden, um den Schutz des inneren Gewebes vor Bakterien, mechanische Beschädigung und Trocknung zu gewährleisten. Auf dieser Schicht befindet sich oft ein zusätzliches schützendes Wachs, die Nagelhaut genannt;

• das Hauptgewebe (Mesophyll), das sich innerhalb der zwei Schichten der Epidermis (oberer und unterer Teil) befindet;

• Adern, entlang denen sich Wasser und Nährstoffe darin lösen;

• Die Stomata sind spezielle Verriegelungszellen und ein Loch zwischen ihnen, unter denen sich ein Lufthohlraum befindet. Die Stomatzellen können sich schließen und öffnen, je nachdem, ob genügend Wasser in ihnen ist. Durch diese Zellen wird hauptsächlich der Prozess der Wasserverdampfung und des Gasaustausches durchgeführt.

Stomatal

Zuerst beginnt das Wasser von der Oberfläche des Hauptgewebes der Zellen zu verdampfen.Dadurch verlieren diese Zellen Feuchtigkeit, Wassermenisken in den Kapillaren werden nach innen gebogen, die Oberflächenspannung erhöht sich und der weitere Prozess der Wasserverdampfung wird erschwert, wodurch die Pflanze deutlich Wasser einsparen kann. Dann tritt das verdunstete Wasser durch die Spaltöffnungen der Stomata aus. Solange die Stomata offen sind, verdunstet Wasser aus dem Blatt mit der gleichen Geschwindigkeit wie aus der Wasseroberfläche, dh die Diffusion durch die Stomata ist sehr hoch.

Fakt ist, dass bei gleicher Fläche das Wasser schneller durch mehrere kleine Löcher verdampft, die sich in einiger Entfernung befinden als durch eine große. Selbst nachdem die Stomata halbiert sind, bleibt die Intensität der Transpiration fast so hoch. Aber wenn sich die Stomata schließen, nimmt die Transpiration mehrmals ab.

Die Anzahl der Stomata und ihre Lage in verschiedenen Pflanzen ist nicht gleich, bei einigen Arten sind sie nur auf der Innenseite des Blattes, in anderen - sowohl von oben als auch unten, jedoch nicht so sehr die Anzahl der Stomata beeinflusst die Verdunstungsrate, sondern den Grad ihrer Offenheit: wenn viel Wasser in der Zelle ist, öffnen sich die Stomata, wenn ein Defizit auftritt - das Glätten der Schließzellen erfolgt, die Breite des Darms der Darmwand nimmt ab und die Stomata schließen sich.

Kutikulär

Die Kutikula sowie die Stomata haben die Fähigkeit, auf den Sättigungsgrad des Blattes mit Wasser zu reagieren. Die Haare, die sich auf der Oberfläche des Blattes befinden, schützen das Blatt vor den Bewegungen von Luft und Sonnenlicht, was den Wasserverlust verringert. Wenn die Stomata geschlossen sind, ist die Transpiration der Kutikula besonders wichtig. Die Intensität dieser Transpiration hängt von der Dicke der Kutikula ab (je dicker die Schicht, desto weniger Verdunstung). Das Alter der Pflanze ist auch von großer Bedeutung - Wasserblätter an reifen Blättern machen nur 10% des gesamten Transpirationsprozesses aus, bei jungen können sie bis zur Hälfte reichen. Bei zu alten Blättern, deren Schutzschicht jedoch durch Alter, Risse oder Risse geschädigt ist, wird eine Zunahme der kutikulären Transpiration beobachtet.

Beschreibung des Transpirationsprozesses

Der Prozess der Transpiration wird signifikant von mehreren signifikanten Faktoren beeinflusst.

Faktoren, die den Transpirationsprozess beeinflussen

Wie oben erwähnt, wird die Intensität der Transpiration primär durch den Sättigungsgrad der Pflanzenblattzellen mit Wasser bestimmt. Dieser Zustand wird wiederum hauptsächlich durch äußere Bedingungen beeinflusst - Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Lichtmenge.

Es ist klar, dass bei trockener Luft die Verdampfungsprozesse intensiver auftreten. Die Bodenfeuchtigkeit beeinflusst jedoch die Transpiration in umgekehrter Richtung: Je trockener das Land ist, je weniger Wasser in die Pflanze gelangt, desto größer ist ihr Defizit und entsprechend weniger Transpiration.

Mit steigender Temperatur steigt auch die Transpiration. Der Hauptfaktor, der die Transpiration beeinflusst, ist jedoch immer noch das Licht. Wenn eine Blattplatte Sonnenlicht absorbiert, erhöht sich die Blatttemperatur und dementsprechend öffnen sich die Spaltöffnungen und die Transpirationsrate erhöht sich.

Basierend auf dem Einfluss des Lichts auf die Bewegung der Stomata werden sogar drei Hauptgruppen von Pflanzen nach dem täglichen Transpirationsverlauf unterschieden. In der ersten Gruppe sind die Stomata in der Nacht geschlossen, am Morgen öffnen und bewegen sie sich bei Tageslicht, abhängig vom Vorhandensein oder Fehlen von Wassermangel. In der zweiten Gruppe ist der Nachtstatus der Stomata ein "Wechselbalg" des Tages (wenn sie tagsüber geöffnet waren, nachts geschlossen waren und umgekehrt).In der dritten Gruppe hängt der Zustand der Stomata während des Tages von der Sättigung des Blattes mit Wasser ab, aber nachts sind sie immer offen. Als Beispiele für die Vertreter der ersten Gruppe können einige Getreidepflanzen genannt werden, in der zweiten Gruppe dünnblättrige Pflanzen, beispielsweise Erbsen, Rüben, Klee, zur dritten Gruppe gehören Kohl und andere Vertreter der Pflanzenwelt mit dicken Blättern.

Aber im Allgemeinen sollte das gesagt werden Nachts ist die Transpiration immer weniger intensiv als tagsüber, weil zu dieser Tageszeit die Temperatur niedriger ist, kein Licht und die Feuchtigkeit im Gegenteil erhöht ist. Während der Tagesstunden ist die Transpiration in der Regel am produktivsten und mit abnehmender Sonnenaktivität verlangsamt sich dieser Prozess.

Das Verhältnis der Intensität der Transpiration von einer Einheit der Oberfläche eines Blattes pro Zeiteinheit zu der Verdampfung einer ähnlichen Fläche freier Wasseroberfläche wird als relative Transpiration bezeichnet.

Wie ist die Anpassung des Wasserhaushaltes?

Die Pflanze absorbiert den größten Teil des Wassers aus dem Boden durch das Wurzelsystem.

Pflanzenwurzeln sind empfindlich gegenüber der Menge an Feuchtigkeit im Boden und können die Richtung des Wachstums in Richtung zunehmender Feuchtigkeit ändern.

Zusätzlich zu den Wurzeln haben einige Pflanzen die Fähigkeit, Wasser und Bodenorgane zu absorbieren (zum Beispiel absorbieren Moose und Flechten Feuchtigkeit auf ihrer gesamten Oberfläche).

Das in die Pflanze eintretende Wasser verteilt sich in allen Organen von Zelle zu Zelle und wird für die Prozesse verwendet, die für das Leben der Pflanze notwendig sind. Eine geringe Menge an Feuchtigkeit wird für die Photosynthese verwendet, aber der größte Teil davon ist notwendig, um die Gewebefertigkeit (den sogenannten Turgor) aufrechtzuerhalten, sowie Verluste durch Transpiration (Verdampfung) auszugleichen, ohne die die vitale Aktivität einer Pflanze unmöglich ist. Feuchtigkeit verdunstet bei jedem Kontakt mit Luft, so dass dieser Prozess in allen Teilen der Pflanze auftritt.

Wenn die Menge an Wasser, die von der Pflanze absorbiert wird, harmonisch mit ihren Ausgaben für all diese Ziele koordiniert wird, wird der Wasserhaushalt der Pflanze korrekt reguliert, und der Körper entwickelt sich normal. Verstöße gegen dieses Gleichgewicht können situationsbedingt oder länger andauern. Mit kurzfristigen Schwankungen im Wasserhaushalt, viele terrestrischePflanzen, die sich im Prozess der Evolution befinden, haben gelernt, damit umzugehen, aber langfristige Störungen in den Prozessen der Wasserversorgung und Verdunstung führen in der Regel zum Tod einer Pflanze.