Водный режим растений

Транспирация — это испарение воды растением. Основной орган — лист. Вода испаряется с поверхности листьев через клеточные стенки эпидермальных клеток и покровные слои и через устьица.

Суточный ход транспирации у всех растений определяется максимальной транспирацией в утренние часы и минимальной — в полуденные. При этом весьма существенное значение имеют и такие факторы, как температура почвы и воздуха, влажность почвы и воздуха, интенсивность солнечного излучения, наличие ветра.

Сезонный ход транспирации у многолетних растений определяется фазами развития растения. Ход транспирации меняется так же в зависимости от погоды и в течение вегетационного сезона. Это особенно хорошо видно на примере ранневесенних многолетних травянистых растениях широколиственных лесов (рис. 2). На схеме показано, что транспирация хохлатки (1) и пролески (2) и первую очередь зависит от интенсивности освещенности (3), которая падает по мере облиствения древесного полога.

Рис. 2. Сезонное изменение транспнрации: 1 — у Corydalishalleri; 2 — у Scillasibirica; 3 — интенсивность освещенности: 4 — температура воздуха на уровне травяного покрова; 5 — температура почвы на глубине 10 см (по Горышиной, 1969)

Рис. 3. Схема суточного хода транспирации при разной водообеспеченности растений (из Т. К. Горышиной, 1979): 1 — транспирация без ограничения; 2 — транспирация с полуденным снижением благодаря сужению устьиц; 3 — то же, при полном закрытии устьиц; 4 — полное исключение устьичной транспирации благодаря длительному закрыванию устьиц (остается лишь кутикулярная транспирация); 5 — снижение кутикулярной транспирации благодаря изменению проницаемости мембран. Стрелки, направленные вниз, — закрывание устьиц; стрелки, направленные вверх, — открывание устьиц. Пунктир — дневной ход испарения со свободной водной поверхности. Штриховка — область кутикулярной транспирации.

Транспирационный коэффициент — это количество воды в граммах, испаряемой растением при накоплении им 1 грамма сухого вещества.

Продуктивность транспирации — это величина, обратная транспирационному коэффициенту и равна количеству сухого вещества в граммах, накопленного растением за период, когда оно испаряет 1 кг воды.

Экономность транспирации — это количество испаряемой воды в мг на 1 кг воды, содержащейся в растении [6].

Рис. 4. График водного дефицита.

Водоёмкость — процентное содержание воды в 100 г насыщенной водой ткани.

Задание (Вариант 5):С опытных деревьев в среде расплавленного парафина срезали 3−5 побегов с листьями, быстро взвесили (через 1−2 минуты после срезания) и поместили их для экспозиции в те места кроны, где они были срезаны. Через 5 минут побеги взвесили повторно в первоначальном порядке. Убыль в весе показывает, какое количество воды испарилось листьями за 5 минут. Рассчитать интенсивность транспирации (F, г/м2Чч) по формуле:

где m — масса побега с листьями исходная, г;

m1 — масса побега с листьями в конце опыта, г;

• 60 — коэффициент перевода минут в часы;
• S — транспирационная поверхность, см2;
• 104 — коэффициент перевода см2 в м2;

t — учтённое время транспирации побега, минут (t=5 мин.).

m = 10,5 г.

m1 = 10,2 г.

S = 11,34 см².

Решение: По данной формуле интенсивность транспирации будет равна:

Вывод: На интенсивность транспирации влияют следующие факторы:

Доступность воды растениям. При недостатке воды в почве интенсивность транспирации снижается. При её избытке происходит то же самое из-за плохой аэрации корней.

Засоление почвы также снижает транспирацию из-за отсутствия нужного градиента сосущих сил между почвенным раствором и клетками корневых окончаний.

Сильное охлаждение или перегрев почвы и воздуха. Низкие температуры инактивируют ферменты, затрудняя поглощение воды и замедляя транспирацию. Высокие температуры способствуют перегреву листьев, усиливая транспирацию.

Свет. На свету температура листа повышается, и транспирация усиливается, а физиологическое действие света — это его влияние на движение устьиц — на свету растения траспирируют сильнее, чем в темноте.

Ветер способствует повышению транспирации благодаря уносу паров воды, создавая их дефицит у поверхности листьев.

Влажность воздуха. При избыточной влажности транспирация снижается (в теплицах), в сухом воздухе — повышается [7].