Вплив умов на процес транспірації

Зовнішні умови не тільки регулюють ступінь відкритості продихів, а й впливають безпосередньо на процес транспірації. Залежність інтенсивності випаровування від умов середовища підпорядковується рівнянню Дальтона. Транспірація також підпорядковується цій формулі, правда, з відхиленнями. Чим більше дефіцит вологості повітря, тим нижче (більш негативний) його водний потенціал і тим швидше йде випаровування. Це в цілому справедливо і для транспірації. Однак треба врахувати, що при нестачі води в листі вступає в силу устьичная і внеустьічная регулювання, завдяки чому вплив зовнішніх умов позначається в пом'якшеному вигляді і транспірація починає зростати повільніше, ніж це було б, виходячи з формули Дальтона. Незважаючи на це, загальна закономірність залежності транспірації від насиченості водою атмосфери залишається справедливою. Чим менше відносна вологість повітря, тим вище інтенсивність транспірації. Наступним фактором середовища, який впливає на процес транспірації, є температура. Вплив температури можна простежити також виходячи з рівняння Дальтона. З підвищенням температури значно збільшується кількість водяної пари, що насичує дане простір. Зростання пружності парів води призводить до підвищення дефіциту вологості. У зв'язку з цим з підвищенням температури транспирация збільшується.

Сильний вплив на транспірацію надає світло. Якщо вплив вологості атмосфери і температури з більшою силою позначається на випаровуванні з вільною водної поверхні, то світло сильніше впливає саме на транспірацію.

2. Під впливом світла продихи розкриваються.

3. Збільшується проникність цитоплазми для води, що також, природно, збільшує швидкість її випаровування. Все це в цілому приводить до того, що на світлі транспирация йде у багато разів інтенсивніше, ніж в темряві.

На інтенсивність процесу транспірації впливає вологість ґрунту. Зі зменшенням вологості грунту транспирация зменшується. Чим менше води в грунті, тим менше її в рослині. Зменшення вмісту води в рослинному організмі автоматично знижує процес транспірації в силу устьичной і внеустьічной регулювання. У зв'язку з цим має значення і величина осмотичного потенціалу грунтового розчину. Чим більше негативний. тим нижче за інших рівних умов інтенсивність транспірації. Формула Дальтона виведена для спокійної погоди. Однак вітер, перемішуючи шари повітря, дуже сильно збільшує швидкість випаровування. Вітер впливає і на транспірацію, правда, в порівнянні з випаровуванням в кілька ослабленою формі. Оскільки зазвичай вітер не проникає всередину листа, то під його впливом зростає в основному третій етап транспірації, т. Е. Перенесення насиченого водою повітря від поверхні листа. В силу цього при вітрі посилюється, перш за все, кутікулярная транспирация. Більший вплив вітер надає на транспірацію тих рослин, де кутикула розвинена слабше. Сильніше на інтенсивність транспірації позначаються суховії. В цьому випадку вітер згинає і розгинає листя і гаряче повітря вривається в межклетники. Цим викликається посилення транспірації вже на першому її етапі. Транспірація залежить і від ряду внутрішніх чинників, перш за все від змісту води в листі. Будь-яке зменшення вмісту води зменшує інтенсивність транспірації. Транспірація змінюється в залежності від концентрації клітинного соку. Молекули води утримуються осмотическими силами. Чим концентрированнее клітинний сік, тим слабкіше транспирация. Інтенсивність транспірації залежить від еластичності (здатності до оборотного розтягуванню) клітинних стінок. Якщо клітинні стінки малоеластічни, то вже невелика втрата води призводить до скорочення обсягу клітини до мінімуму. У цей період клітинні оболонки не розтягнуті і не чинять опору, водний потенціал стає рівним всій величині осмотичного потенціалу. Збільшення негативної величини водного потенціалу клітини призводить до зменшення інтенсивності транспірації. Транспірація змінюється в залежності від величини листкової поверхні, а також при зміні співвідношення коріння / пагони. Чим більше розвинена листова поверхня, більше пагони, то більша загальна втрата води. Однак в процесі природного відбору у рослин виробилася компенсує здатність до меншого випаровування з одиниці поверхні листа (менша інтенсивність транспірації) при збільшенні листкової поверхні. Так, в дослідах з цукровими буряками було показано, що при зростанні поверхні листя в 5 разів втрата води в процесі транспірації збільшилася всього в 3 рази. Ці спостереження мають велике значення при розрахунках потреби рослин у воді, зокрема при зрошенні. Разом з тим зі збільшенням відносини коріння / пагони інтенсивність транспірації зростає. Інтенсивність транспірації залежить і від фази розвитку. Зі збільшенням віку рослин транспірація, як правило, падає. Так, в дослідах з пшеницею виявилося, що в фазу колосіння інтенсивність транспірації знижується. Висока інтенсивність випаровування у молодого листя може відбуватися за рахунок посилення кутікулярной транспірації, кутикула в цей період ще слабо розвинена. Так, за даними проф. ПЛ. Генкеля, у молодого листя берези кутікулярная транспирация становить близько 50%, а у старих лише 20% від загального випаровування. Не можна також не враховувати, що молоде листя більш оводнен. При цьому цікаво, що на інтенсивності випаровування позначається не тільки власний вік листа, але і загальний вік всього рослинного організму.

П.Л. Генкель і Н.І. Антипов вважають, що поступове зниження інтенсивності транспірації в процесі онтогенезу як органу, так і рослини в цілому може служити підтвердженням биогенетического закону (онтогенез повторює філогенез). Дійсно, є відповідність між тим, як йшло пристосування рослин до наземного способу життя в філогенезі і до кращому збереженню вологи в онтогенезі (рекапітуляція).

Зміна дня і ночі, зміна умов протягом доби наклали відбиток і на процес транспірації. Як устьічниє руху, так і транспірація мають свій певний добовий хід. Англійський дослідник Д. Лофтфельд розділив всі рослини щодо добового ходу устьічних рухів на три групи:

1. Рослини, у яких вночі продихи завжди закриті. Вранці продихи відкриваються, і їх подальша поведінка протягом дня залежить від умов середовища. Мало води - вони закриваються, досить води - відкриваються. До цієї групи належать в першу чергу хлібні злаки.

2. Рослини, у яких нічний поведінку продихів залежить від денного. Якщо вдень продихи були закриті, то вночі вони відкриваються, якщо вдень були відкриті, то вночі закриваються. До цієї групи належать рослини з тонкими листям - люцерна, горох, конюшина, буряк, соняшник.

3. Рослини з більш товстими листям, у яких вночі продихи завжди відкриті, а вдень, як і у всіх інших груп рослин, відкриті або закриті в залежності від умов (картопля, капуста).

Інтенсивність транспірації - це кількість води, що випаровується рослиною (в г) за одиницю часу (ч) одиницею поверхні листа (в дм 2). Ця величина коливається в межах 0,15-1,47 г / дм 2 x год.

Транспіраціонний коефіцієнт -кількість води (в г), що випаровується рослиною при накопиченні їм 1 г сухої речовини. Транспіраціонний коефіцієнти помітно коливаються в одного і того ж рослини в залежності від умов середовища. Все ж в деякій мірі вони можуть служити показником вимог рослин до вологи. Так, якщо транспіраціонний коефіцієнт пшениці, в залежності від умов, коливається від 217 до 755 г Н2 0 / г сухої речовини, то для проса ці величини значно нижче і складають 162-447. Значно більш економне витрачання води рослинами проса є однією з причин великої стійкості цієї рослини до посухи. Особливо важливо підкреслити, що транспіраціонний коефіцієнт різко падає на тлі достатнього постачання поживними елементами. Так, за даними І.С. Шатілова, Транспіраціонний коефіцієнти на тлі добрив знизилися для озимої пшениці з 417 до 241, для вівса з 257 до 177. Ці дані добре підкреслюють значення добрив як фактор, що впливає на більш економне витрачання рослинами води.

Продуктивність транспірації - величина, зворотна Транспіраціонний коефіцієнту, - це кількість сухої речовини (в г), накопиченого рослиною за період, коли воно випаровує 1 кг води. Відносна транспірація - відношення води, що випаровується листом, до води, що випаровується з вільною водної поверхні тієї ж площі за один і той же проміжок часу. Економність транспірації - кількість випаровується води (в мг) на одиницю (1 кг) води, що міститься в рослині. Тонколисті рослини витрачають за годину більше води в порівнянні з рослинами з м'ясистим листям, які випаровують 8-20% від загальної кількості міститься в них води.