Транспирацияның формалары және оның физиологиялық маңызы

Судың өсімдіктер өмірінде шешуші рөл атқаратыны бәрімізге белгілі. Кез-келген өсімдік ағзасының қалыпты дамуы оның барлық органдары мен тіндерінің ылғалмен қаныққан кезде ғана мүмкін болады. Дегенмен, зауыт пен қоршаған орта арасындағы су алмасу жүйесі шын мәнінде күрделі және көп компонентті болып табылады.

Транспирация дегеніміз не?

Транспирация - өсімдіктің организмі арқылы судың қозғалысын бақылайтын физиологиялық процесс, бұл оның булануы арқылы жоғалуына әкеледі.

Түсірудің қарабайыр деңгейде екенін түсіну үшін түбірлік жүйенің жерінен алынатын өсімдіктің өмірлік суы қандай да бір түрде жапырақтары, сабақтары мен гүлдеріне жетуі керек екенін түсіну жеткілікті. Бұл қозғалыстың барысында ылғалдың көбісі, әсіресе жарқын, құрғақ ауа-райында, күшті жел мен жоғары температурада жоғалады (буланып кетеді).

Осылайша, атмосфералық факторлардың әсерінен, зауыттың жоғары деңгейдегі органдарының су резервтері үнемі тұтынылады және сондықтан да әрдайым жаңа кірістер арқылы толтырылуы керек. Су өсімдіктің жасушаларында буланған сайын, көрші ұяшықтан суды «тамшандырады» және сол сияқты тізбектің бойында тамырларға дейін «белгілі бір сорғыштық күш» пайда болады. Осылайша, тамырлардан жапырақтарға дейін су ағынының негізгі «қозғалтқышы» өсімдіктің жоғарғы бөлігінде орналасқан, ол оны қарапайым етіп, шағын сорғылар сияқты жұмыс істейді. Егер процесті біршама тереңірек тереңдететін болсаңыз, өсімдік өміріндегі су алмасу келесі тізбек болып табылады: тамырлар арқылы топырақтан суды тарту, оны биік жерлерге көтеріп, буланып кету. Бұл үш үдеріс үнемі өзара әрекеттесуде. Зауыттың түбірлік жүйесіндегі камераларда, осмотикалық қысым деп аталатын, оның әсерінен топырақта су су тамырларымен белсенді сіңеді.

Көптеген жапырақтардың пайда болуының және қоршаған ортаның температурасының артуының салдарынан, судың өзі атмосферадағы өсімдіктен суарылады,өсімдіктердің тамырларында тамырларға түсіп, жаңа «жұмысқа» итермелейтін қысымның жетіспеушілігі бар. Көріп отырғаныңыздай, өсімдіктің тамыр жүйесі топырақтан суды екі күштің әсерінен тартып алады - өзінен, активтендірілген және пассивті, трансфирациядан туындаған.

Өсімдіктер физиологиясында трансфирацияның рөлі қандай?

Өткізу процесі өсімдік өмірінде үлкен рөл атқарады.

Ең алдымен, түсіну керек өсімдіктер қызып кетуден қорғауды қамтамасыз ететін транспирация. Егер күн сәулесіндегі жарқын күнде біз бір зауытта сау және жұмсақ жапырақтардың температурасын өлшей алсақ, айырмашылық жеті градусқа дейін жетуі мүмкін, ал егер күндегі жалтыраған жапырақ қоршаған ауадан әлдеқайда қызық болса, транспиратқан жапырақ температурасы әдетте бірнеше градусқа төменірек ! Бұл сау жапырақта орын алатын транспирация процестері өздігінен өзін-өзі суытуға мүмкіндік береді, әйтпесе, жапырақ қатты қызады және өледі.

Бұдан басқа, өсімдіктің тамырларынан жапырақтарға дейін судың қозғалысы, оның үздіксіздігі транспирацияны қамтамасыз етеді, өйткені ол барлық ағзаларды біртұтас ағзаға біріктіреді және трансфирация күшті болса, өсімдіктер неғұрлым белсенді дамиды. Транспирацияның маңыздылығы өсімдіктерде негізгі қоректік заттардың маталарға суға енуіне байланысты, сондықтан трансфирация өнімділігі неғұрлым жоғары болса, өсімдіктердің жер үсті бөліктері тезірек суда ерітілген минералды және органикалық қосылыстарды алады.

Ақыр соңында транспирация - өсімдіктің ішінде биіктікке дейін судың көтерілуіне әкелуі мүмкін ғажайып күш, ол үлкен маңызға ие, мысалы, жоғары ағаштар үшін, оның үстіңгі жапырақтары қарастырылып жатқан процестің арқасында талап етілетін ылғал мен қоректік заттардың көлемін ала алады.

Транспирацияның түрлері

Транспирацияның екі түрі бар - стоматаль және кутикулалар.Бір және басқа түрлердің не екенін түсіну үшін ботаника сабақтарынан жапырақ құрылымын еске аламыз, өйткені ол өсімдіктің бұл органы болып табылады, ол транспирация процесінде негізгі болып табылады.

Мәселен Парақ келесі матадан тұрады:

• тері (эпидермис) жапырақтың сыртқы жабыны болып табылады, ол жасушалардың бір қатарына жатады, бактериялардан ішкі тіндерді қорғауды, механикалық зақымдануды және кептіруді қамтамасыз ету үшін тығыз біріктірілген. Бұл қабаттың үстіне кутикул деп аталатын қосымша қорғаушы балауыз жиі кездеседі;

• эпидермистің (жоғарғы және төменгі) екі қабатының ішінде орналасқан негізгі тін (мезофил);

• онда суда және суда ерітілген қоректік заттардың қозғалысы жүреді;

• Стоматалар арнайы жасушалар болып табылады және олардың арасында тесік бар, олардың астында ауа қуысы бар. Стероматальдық жасушалар оларда жеткілікті су бар-жоғына байланысты жабылып, ашуға қабілетті. Бұл жасушалар арқылы судың булануы мен газ алмасу процесі негізінен жүзеге асырылады.

Stomatal

Біріншіден, су негізгі жасушалар бетінің бетін буланудан бастайды.Нәтижесінде бұл жасушалар ылғалды жоғалтады, капиллярларда су менисцистері ішкі жағына қарай бүгіледі, бетінің кернеуі артады, әрі судың булану процесі қиын болады, бұл зауытты суды айтарлықтай үнемдеуге мүмкіндік береді. Бұдан кейін буланған су стигматикалық саңылаулардан шығады. Стомата ашық болғанша, су бетінің су бетіндей жылдамдықпен, яғни стромата арқылы диффузия өте жоғары болады.

Өйткені, сол аймақта су бір үлкен қашықтыққа қарағанда, бірнеше қашықтықта орналасқан бірнеше ұсақ тесік арқылы жылдамырақ буланып кетеді. Тіпті стоматаның жартысы жабылғаннан кейін де, транспирацияның қарқындылығы бұрынғысынша жоғары болып қалады. Бірақ стромата жақын болғанда транспирация бірнеше рет азаяды.

Әртүрлі өсімдіктердегі стоматтардың саны және олардың орналасуы бірдей емес, кейбір түрлерде тек жалпақтың ішкі жағында, ал басқалары - жоғарыдан және төменнен, бірақ жоғарыда көрсетілгендей көрінеді, бірақ стоматтын саны булану жылдамдығына әсер етпейді, бірақ олардың ашықтығы дәрежесі: Егер жасушадағы судың көп мөлшері болса, стоматика ашылады, егер дефицит пайда болса - қорғаныш жасушаларының түзілуі орын алады, стоматальды ішектің ені азайып, стоматаның қасында болады.

Кутикулалар

Кутикула, сондай-ақ стромата, парақтың қаныққан деңгейіне сəйкес жауап беруге қабілетті. Жапырақтың үстінде орналасқан шаштар парақтың қозғалыстарынан және күн сәулесінен қорғайды, бұл судың жоғалуын азайтады. Стомат жабық болғанда, кутикулярлық трансфирация өте маңызды. Транспирацияның бұл түрінің қарқындылығы кутикуланың қалыңдығына (қабаттың қалыңдығы, аз булану) байланысты. Зауыттың жасы да үлкен маңызға ие: жетілген жапырақтарға арналған су ағып жатқан транспирация процесінің тек 10% құрайды, ал жастарда олар жартысына жете алады. Алайда, егер олардың қорғаныш қабаты жасы, жарықтары немесе жарықтарынан зақымдалған болса, ескі жапырақтарда кутикулалар транспирациясының өсуі байқалады.

Транспирация процесінің сипаттамасы

Транспирация процесі бірнеше маңызды факторларға қатты әсер етеді.

Транспирация процесіне әсер ететін факторлар

Жоғарыда айтылғандай, транспирацияның қарқындылығы негізінен өсімдік жапырағы жасушаларының судың қанықтылығымен анықталады. Өз кезегінде, бұл жағдай негізінен сыртқы жағдайларға - ауа ылғалдылығына, температураға және жарық мөлшеріне әсер етеді.

Құрғақ ауадағы булану үдерістері қарқынды жүреді. Бірақ топырақтың ылғалдылығы керісінше транспирацияға әсер етеді: құрғақ жер, зауытқа судың аздығы, оның тапшылығы неғұрлым көп және, тиісінше, аз транспирация.

Температура көтерілген сайын транспирация да артады. Алайда транспирацияға әсер ететін басты фактор әлі де жеңіл. Пластинаның күн сәулесін сіңірген кезде жапырақ температурасы артып, сәйкесінше стомата ашық және транспирация жылдамдығы артады.

Жарықтың стромата қозғалысына әсері негізінде күнделікті транспирацияның бағытына сәйкес өсімдіктердің үш негізгі тобы бөлінеді. Бірінші топта түнгі уақытта стомата жабылады, таңертең олар су тапшылығының болуына немесе болмауына байланысты ашық және күндізгі уақытта қозғалады. Екінші топтағы стоматаның түнгі жағдайы - бұл күндізгі «ауытқу» (егер олар күндіз ашық, түнде, ал керісінше болса).Үшінші топта, күндізгі уақытта стромата жағдайы парақтың суымен қаныққанына байланысты, бірақ түнде олар әрдайым ашық. Алғашқы топтың өкілдерінің мысалында кейбір дәнді дақылдардың өсімдіктеріне сілтеме жасай алса, екінші топқа жіңішке жапырақты өсімдіктер, мысалы, бұршақ, қызылша, жоңышқа, үшінші топқа қырыққабат және жапырақ жапырақтары бар өсімдік әлемінің басқа өкілдері кіреді.

Бірақ тұтастай алғанда бұл туралы айту керек түнде трансфирация күннен күнге қарағанда қарқынды болып келеді, өйткені күннің осы уақытында температура төмен, жарық жоқ, ал ылғалдылық көбеюде. Күндізгі уақытта, әдеттегі уақытта, трансфирация көбіне өнімді, ал күн белсенділігінің төмендеуі бұл процесс баяулайды.

Транспирация қарқындылығының парағының бетінің бірлігінен уақыт бірлігіне еркін су бетінің ұқсас аймағын булануына қатынасы салыстырмалы транспирация деп аталады.

Су теңгерімінің түзетуі қалай

Зауыт тамыр жүйесінен топырақтан судың көп бөлігін сіңіреді.

Өсімдік тамырлары топырақта ылғалдың мөлшеріне сезімтал және ылғалдылықтың өсу бағытында өсу бағытын өзгерте алады.

Тамырларға қосымша, кейбір өсімдіктер су мен жерді ағзаға сіңіру мүмкіндігіне ие (мысалы, мүк және қышқылдар өз бетінде ылғал сіңіреді).

Зауытқа түсетін су барлық жасырын органдарға бөлініп, ұядан жасушаға жылжып, өсімдіктің өміріне қажетті процестер үшін қолданылады. Фотосинтезге аз мөлшерде ылғал жұмсалады, бірақ олардың көпшілігі тіннің толықтығын (тургор деп аталады) сақтауға, сондай-ақ транспирациядан (буланудан) шығындарды өтеу үшін қажет, бұл ретте зауыттың тіршілік әрекеті мүмкін емес. Ылғал ауамен кез келген байланыста буланып, сондықтан бұл процесс зауыттың барлық бөліктерінде орын алады.

Егер өсімдік сіңірген су мөлшері осы мақсаттарға жұмсалатын шығындарымен үйлесімді үйлестірілсе, зауыттың су балансы дұрыс реттеліп, денесі қалыпты дамиды. Бұл тепе-теңдікті бұзу жағдайды немесе ұзартылған болуы мүмкін. Су теңгерімінің қысқа мерзімді ауытқуларымен көптеген жердегіэволюция процесіндегі өсімдіктер сумен жабдықтау және булану үдерістерінде ұзақ мерзімді үзілістерді жеңе білді, әдетте, кез келген өсімдіктің өліміне әкелді.