Όλοι γνωρίζουν ότι το νερό διαδραματίζει καθοριστικό ρόλο στη ζωή των φυτών. Η κανονική ανάπτυξη οποιουδήποτε φυτικού οργανισμού είναι δυνατή μόνο όταν όλα τα όργανα και οι ιστοί του είναι καλά κορεσμένοι με υγρασία. Ωστόσο, το σύστημα ανταλλαγής νερού μεταξύ του φυτού και του περιβάλλοντος είναι στην πραγματικότητα πολύπλοκο και πολυφασικό.
Τι είναι η διαπνοή
Αναπνοή - είναι μια ελεγχόμενη φυσιολογική διαδικασία της κίνησης του νερού μέσω των οργάνων του οργανισμού του φυτού, με αποτέλεσμα την απώλεια του μέσω της εξάτμισης.
Ξέρετε; Η λέξη "διαπνοή" προέρχεται από δύο λατινικές λέξεις: trans - through και spiro - αναπνοή, αναπνοή, εκπνοή. Ο όρος μεταφράζεται κυριολεκτικά ως εφίδρωση, εφίδρωση, εφίδρωση..Για να καταλάβουμε ποια είναι η διαπνοή σε ένα πρωτόγονο επίπεδο, αρκεί να συνειδητοποιήσουμε ότι το ζωτικό νερό για ένα φυτό, που εξάγεται από το έδαφος από το ριζικό σύστημα, πρέπει να φτάσει με κάποιο τρόπο στα φύλλα, τα στελέχη και τα λουλούδια. Κατά τη διαδικασία αυτής της κίνησης, το μεγαλύτερο μέρος της υγρασίας χάνεται (εξατμίζεται), ειδικά σε έντονο φως, ξηρό αέρα, ισχυρό αέρα και υψηλή θερμοκρασία.
Έτσι, υπό την επίδραση ατμοσφαιρικών παραγόντων, τα αποθέματα ύδατος στα υπερκείμενα όργανα της μονάδας καταναλώνονται συνεχώς και, ως εκ τούτου, πρέπει να αναπληρώνονται συνεχώς λόγω νέων εισροών. Καθώς το νερό εξατμίζεται στα κύτταρα του φυτού, δημιουργείται μια ορισμένη δύναμη αναρρόφησης, η οποία "τραβά" το νερό από τα γειτονικά κύτταρα και έτσι κατά μήκος της αλυσίδας - μέχρι τις ρίζες. Έτσι, ο κύριος "κινητήρας" της ροής του νερού από τις ρίζες στα φύλλα βρίσκεται στα ανώτερα τμήματα των φυτών, τα οποία, απλά, λειτουργούν σαν μικρές αντλίες. Αν βυθίζετε τη διαδικασία λίγο πιο βαθιά, η ανταλλαγή νερού στη ζωή των φυτών είναι η ακόλουθη αλυσίδα: έλξη νερού από το έδαφος από τις ρίζες, ανύψωση του στα υπερκείμενα όργανα, εξάτμιση. Αυτές οι τρεις διαδικασίες βρίσκονται σε διαρκή αλληλεπίδραση. Στα κύτταρα του ριζικού συστήματος του φυτού, σχηματίζεται η αποκαλούμενη οσμωτική πίεση, υπό την επίδραση της οποίας το νερό στο έδαφος απορροφάται ενεργά από τις ρίζες.
Όταν, ως αποτέλεσμα της εμφάνισης μεγάλου αριθμού φύλλων και αύξησης της θερμοκρασίας περιβάλλοντος, το νερό αρχίζει να απορροφάται από το φυτό από την ίδια την ατμόσφαιρα, υπάρχει έλλειμμα πίεσης στα σκάφη των φυτών, η οποία μεταδίδεται προς τα κάτω στις ρίζες και τους ωθεί στη νέα «εργασία». Όπως μπορείτε να δείτε, το ριζικό σύστημα του φυτού τραβά το νερό από το έδαφος υπό την επίδραση δύο δυνάμεων - του δικού του, ενεργού και παθητικού, που μεταδίδεται από πάνω, το οποίο προκαλείται από τη διαπνοή.
Τι ρόλο διαδραματίζει η διαπνοή στη φυσιολογία των φυτών;
Η διαδικασία της διαπνοής παίζει τεράστιο ρόλο στη ζωή των φυτών.
Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να γίνει κατανοητό αυτό Είναι διαπνοή που παρέχει φυτά με προστασία υπερθέρμανσης. Εάν σε μια φωτεινή ηλιόλουστη μέρα μετράμε τη θερμοκρασία ενός υγιούς και ξεθωριασμένου φύλλου στο ίδιο εργοστάσιο, η διαφορά μπορεί να φτάσει μέχρι επτά βαθμούς και εάν ένα ξεθωριασμένο φύλλο στον ήλιο μπορεί να είναι θερμότερο από τον περιβάλλοντα αέρα, τότε η θερμοκρασία του διαδρόμου είναι συνήθως αρκετά βαθμιαία χαμηλότερη ! Αυτό υποδηλώνει ότι οι διεργασίες διαπνοής που λαμβάνουν χώρα σε ένα υγιές φύλλο επιτρέπουν στον εαυτό του να κρυώσει, διαφορετικά το φύλλο υπερθερμαίνεται και πεθαίνει.
Είναι σημαντικό! Η διαπνοή είναι ο εγγυητής της πιο σημαντικής διαδικασίας στη ζωή του φυτού - η φωτοσύνθεση, η οποία εμφανίζεται καλύτερα σε θερμοκρασία 20 έως 25 βαθμών Κελσίου. Με μια ισχυρή αύξηση της θερμοκρασίας, λόγω της καταστροφής των χλωροπλαστών στα φυτικά κύτταρα, η φωτοσύνθεση είναι πολύ δύσκολη, επομένως είναι ζωτικής σημασίας για το φυτό να αποτρέψει τέτοια υπερθέρμανση.Επιπλέον, η μετακίνηση του νερού από τις ρίζες στα φύλλα του φυτού, η συνέχεια της οποίας παρέχει τη διαπνοή, καθώς ενώνει όλα τα όργανα σε έναν ενιαίο οργανισμό και όσο ισχυρότερη είναι η διαπνοή, τόσο πιο ενεργά αναπτύσσεται το φυτό. Η σημασία της διαπνοής έγκειται στο γεγονός ότι στα φυτά τα κύρια θρεπτικά συστατικά μπορούν να διεισδύσουν στους ιστούς με νερό, επομένως, όσο υψηλότερη είναι η παραγωγικότητα της διαπνοής, τόσο τα ταχύτερα τμήματα των φυτών λαμβάνουν ανόργανες και οργανικές ενώσεις διαλυμένες στο νερό.
Τέλος, η διαπνοή είναι μια εκπληκτική δύναμη που μπορεί να προκαλέσει την αύξηση του νερού στο εσωτερικό του φυτού σε όλο το ύψος του, το οποίο έχει μεγάλη σημασία, για παράδειγμα, για τα ψηλά δέντρα, τα ανώτερα φύλλα των οποίων λόγω της υπό εξέταση διαδικασίας μπορούν να λάβουν την απαιτούμενη ποσότητα υγρασίας και θρεπτικών ουσιών.
Τύποι διαπνοής
Υπάρχουν δύο τύποι διαπνοής - στοματοειδής και επιδερμικός. Για να καταλάβουμε τι είναι το ένα και το άλλο είδος, θυμόμαστε από τα μαθήματα της βοτανικής τη δομή του φύλλου, αφού αυτό το όργανο του φυτού είναι το κύριο μέρος της διαδικασίας της διαπνοής.
Έτσι Το φύλλο αποτελείται από τα ακόλουθα υφάσματα:
- Το δέρμα (επιδερμίδα) είναι το εξωτερικό κάλυμμα του φύλλου, το οποίο είναι μια ενιαία σειρά κυττάρων, στενά διασυνδεδεμένα ώστε να εξασφαλίζεται η προστασία των εσωτερικών ιστών από βακτήρια, μηχανική βλάβη και ξήρανση. Στην κορυφή αυτού του στρώματος είναι συχνά ένα πρόσθετο προστατευτικό κερί, που ονομάζεται επιδερμίδα.
- ο κύριος ιστός (μεσόφυλλος), ο οποίος βρίσκεται μέσα στα δύο στρώματα της επιδερμίδας (άνω και κάτω).
- φλέβες κατά μήκος των οποίων μεταφέρονται νερό και θρεπτικά συστατικά σε αυτό.
- Τα στομάχια είναι ειδικά κλειδωμένα κύτταρα και το άνοιγμα μεταξύ τους, κάτω από το οποίο υπάρχει κοιλότητα αέρα. Τα στοματικά κύτταρα είναι σε θέση να κλείσουν και να ανοίξουν ανάλογα με το αν υπάρχει αρκετό νερό μέσα τους. Μέσω αυτών των κυττάρων διεξάγεται κυρίως η διαδικασία της εξάτμισης του νερού και της ανταλλαγής αερίων.
Stomatal
Πρώτον, το νερό αρχίζει να εξατμίζεται από την επιφάνεια του κύριου ιστού των κυττάρων. Ως αποτέλεσμα, αυτά τα κύτταρα χάνουν την υγρασία, τα υγιή ύδατα στα τριχοειδή αγγεία κάμπτονται προς τα μέσα, η επιφανειακή τάση αυξάνεται και η περαιτέρω διαδικασία εξάτμισης νερού καθίσταται δύσκολη, πράγμα που επιτρέπει στο φυτό να εξοικονομεί σημαντικό νερό. Στη συνέχεια, το εξατμισμένο νερό εξέρχεται από τις στοματικές σχισμές. Όσο τα ανοιχτά στομάχια είναι ανοικτά, το νερό εξατμίζεται από το φύλλο με τον ίδιο ρυθμό όπως και από την επιφάνεια του νερού, δηλαδή η διάχυση μέσα από τα στομάχια είναι πολύ υψηλή.
Το γεγονός είναι ότι με την ίδια περιοχή, το νερό εξατμίζεται πιο γρήγορα μέσα από αρκετές μικρές τρύπες που βρίσκονται σε κάποια απόσταση από μία μεγάλη. Ακόμα και όταν τα στομάχια είναι κλειστά στο μισό, η ένταση της διαπνοής παραμένει σχεδόν τόσο υψηλή. Αλλά όταν τα stomata κλείνουν, η διαπνοή μειώνεται αρκετές φορές.
Ο αριθμός των stomata και η θέση τους σε διαφορετικά φυτά δεν είναι τα ίδια, σε ορισμένα είδη είναι μόνο στην εσωτερική πλευρά του φύλλου, σε άλλα - και τα δύο από πάνω και κάτω, όπως φαίνεται από τα παραπάνω, όχι τόσο ο αριθμός των stomata επηρεάζει τον ρυθμό εξάτμισης, εάν υπάρχει πολύ νερό στο κελί, τα στομάχια ανοιχτά, όταν εμφανιστεί έλλειψη - τα κύτταρα που κλείνουν ισιώνονται, το οδοντικό πλάτος του εντέρου μειώνεται - και τα stomata κλείνουν. 
Κουκουπιώδης
Η επιδερμίδα, καθώς και τα στομάχια, έχουν την ικανότητα να ανταποκρίνονται στο βαθμό κορεσμού του φύλλου με νερό. Οι τρίχες στην επιφάνεια του φύλλου προστατεύουν το φύλλο από τις κινήσεις του αέρα και του ηλιακού φωτός, γεγονός που μειώνει την απώλεια νερού. Όταν τα στομάχια είναι κλειστά, η επιδερμική διαπνοή είναι ιδιαίτερα σημαντική. Η ένταση αυτού του τύπου διαπνοής εξαρτάται από το πάχος της επιδερμίδας (το παχύτερο το στρώμα, τόσο λιγότερη εξάτμιση). Η ηλικία του φυτού έχει επίσης μεγάλη σημασία - τα φύλλα του νερού στα ώριμα φύλλα αποτελούν μόνο το 10% της συνολικής διαδικασίας της διαπνοής, ενώ σε νέους μπορούν να φτάσουν μέχρι και τα μισά. Ωστόσο, παρατηρείται αύξηση της επιδερμικής εφίδρωσης σε πολύ παλιά φύλλα, εάν το προστατευτικό τους στρώμα έχει υποστεί βλάβη λόγω ηλικίας, ρωγμών ή ρωγμών.
Περιγραφή της διαδικασίας διαπνοής
Η διαδικασία της διαπνοής επηρεάζεται σημαντικά από διάφορους σημαντικούς παράγοντες.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαδικασία της διαπνοής
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ένταση της διαπνοής προσδιορίζεται κυρίως από τον βαθμό κορεσμού των κυττάρων φύλλων φυτού με νερό. Με τη σειρά του, η κατάσταση αυτή επηρεάζεται κυρίως από τις εξωτερικές συνθήκες - υγρασία, θερμοκρασία και ποσότητα φωτός.
Είναι σαφές ότι με τον ξηρό αέρα οι διεργασίες εξάτμισης εμφανίζονται πιο έντονα. Αλλά η υγρασία του εδάφους επηρεάζει τη διαπνοή με τον αντίθετο τρόπο: το ξηραντήριο της γης, όσο λιγότερο νερό εισέρχεται στο φυτό, τόσο μεγαλύτερο είναι το έλλειμμα και, κατά συνέπεια, λιγότερη διαβροχή.
Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η διαπνοή επίσης αυξάνεται. Ωστόσο, ίσως ο κύριος παράγοντας που επηρεάζει τη διαπνοή είναι ακόμα ελαφρύς. Όταν το φύλλο απορροφά το φως του ήλιου, η θερμοκρασία του φύλλου αυξάνεται και, κατά συνέπεια, τα στομάτα ανοιχτά και ο ρυθμός αναπνοής αυξάνεται.
Ξέρετε; Όσο περισσότερο χλωροφύλλη στο φυτό, τόσο ισχυρότερο το φως επηρεάζει τις διεργασίες διαπνοής. Τα πράσινα φυτά αρχίζουν να εξατμίζουν την υγρασία σχεδόν διπλάσια ακόμη και με διάχυτο φως.
Με βάση την επίδραση του φωτός στις κινήσεις των stomata, υπάρχουν ακόμα και τρεις κύριες ομάδες φυτών σύμφωνα με την καθημερινή πορεία της διαπνοής. Στην πρώτη ομάδα, τα stomata είναι κλειστά τη νύχτα, το πρωί ανοίγουν και κινούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας, ανάλογα με την παρουσία ή την απουσία ελλείμματος νερού. Στη δεύτερη ομάδα, η νυχτερινή κατάσταση των stomata είναι μια "αλλαγή" της ημέρας (αν ήταν ανοικτές κατά τη διάρκεια της ημέρας, κοντά στη νύχτα και αντίστροφα). Στην τρίτη ομάδα, κατά τη διάρκεια της ημέρας η κατάσταση των stomata εξαρτάται από τον κορεσμό του φύλλου με νερό, αλλά τη νύχτα είναι πάντα ανοιχτά. Ως παραδείγματα των αντιπροσώπων της πρώτης ομάδας, μπορούν να αναφερθούν ορισμένα φυτά δημητριακών · στη δεύτερη ομάδα περιλαμβάνονται τα λεπτοκομμένα φυτά, για παράδειγμα τα μπιζέλια, τα τεύτλα και το τριφύλλι · στην τρίτη ομάδα, το λάχανο και άλλοι εκπρόσωποι του φυτικού κόσμου με παχιά φύλλα.
Αλλά γενικά θα πρέπει να το πούμε αυτό τη νύχτα, η διαπνοή είναι πάντα λιγότερο έντονη απ 'ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας, επειδή αυτή τη στιγμή της ημέρας η θερμοκρασία είναι χαμηλότερη, δεν υπάρχει φως και η υγρασία, αντίθετα, αυξάνεται. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η διαπνοή είναι συνήθως πιο παραγωγική τη μεσημέρι, και με μείωση της ηλιακής δραστηριότητας, η διαδικασία αυτή επιβραδύνεται.
Ο λόγος της έντασης της διαπνοής από μία μονάδα επιφάνειας φύλλου επιφάνειας ανά μονάδα χρόνου έως την εξάτμιση της ίδιας ελεύθερης επιφάνειας νερού ονομάζεται σχετική διαπνοή.
Πώς γίνεται η ρύθμιση του ισοζυγίου νερού
Το φυτό απορροφά το μεγαλύτερο μέρος του νερού από το έδαφος μέσω του ριζικού συστήματος.
Είναι σημαντικό! Τα κύτταρα των ριζών ορισμένων φυτών (ειδικά εκείνα που αναπτύσσονται σε άγονες περιοχές) είναι σε θέση να αναπτύξουν μια δύναμη, με τη βοήθεια της οποίας η υγρασία από το έδαφος αναρροφάται μέχρι αρκετές δεκάδες ατμόσφαιρες!Οι ρίζες των φυτών είναι ευαίσθητες στην ποσότητα υγρασίας στο έδαφος και είναι σε θέση να αλλάξουν την κατεύθυνση της ανάπτυξης προς την κατεύθυνση της αύξησης της υγρασίας.
Εκτός από τις ρίζες, μερικά φυτά έχουν την ικανότητα να απορροφούν νερό και αλεσμένα όργανα (για παράδειγμα, τα βρύα και οι λειχήνες απορροφούν υγρασία σε όλη την επιφάνεια).
Το νερό που εισέρχεται στο φυτό κατανέμεται σε όλα τα όργανα του, μετακινείται από κύτταρο σε κύτταρο και χρησιμοποιείται για τις διαδικασίες που είναι απαραίτητες για τη ζωή του φυτού. Μια μικρή ποσότητα υγρασίας δαπανάται για τη φωτοσύνθεση, αλλά το μεγαλύτερο μέρος της είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η πληρότητα των ιστών (το λεγόμενο περιδέραιο), καθώς και να αντισταθμιστούν οι απώλειες από τη διαπνοή (εξάτμιση), χωρίς τις οποίες δεν είναι δυνατή η ζωτική δραστηριότητα του φυτού. Η υγρασία εξατμίζεται σε κάθε επαφή με τον αέρα, έτσι αυτή η διαδικασία συμβαίνει σε όλα τα μέρη της εγκατάστασης.
Αν η ποσότητα του νερού που απορροφάται από το φυτό συντονίζεται αρμονικά με τις δαπάνες του για όλους αυτούς τους στόχους, η ισορροπία του νερού της εγκατάστασης ρυθμίζεται σωστά και το σώμα αναπτύσσεται κανονικά. Οι παραβιάσεις αυτής της ισορροπίας μπορεί να είναι καταστάσεις ή παρατεταμένες. Στη διαδικασία εξέλιξης, πολλά χερσαία φυτά έχουν μάθει να αντιμετωπίζουν βραχυπρόθεσμες διακυμάνσεις της ισορροπίας του νερού, αλλά οι μακροχρόνιες διαταραχές στις διαδικασίες παροχής νερού και εξάτμισης, κατά κανόνα, οδηγούν στο θάνατο κάθε φυτού.
