Do prawidłowego wzrostu i rozwoju rośliny potrzebują światła, dwutlenku węgla, wody i rozpuszczonych w niej składników mineralnych. Woda wraz z solami mineralnymi pobierana jest z gleby za pomocą korzeniakorzeńkorzenia. Powierzchnia chłonna tego organu jest dodatkowo zwiększana przez włośniki, czyli cienkościenne uwypuklenia ryzodermyryzodermaryzodermy. Pobieranie wody odbywa się na zasadzie osmozy. Proces ten możliwy jest dzięki różnicy wartości potencjału wodypotencjał wodypotencjału wody w glebie i komórkach korzenia. Rośliny wykorzystują pobraną przez korzenie wodę, która transportowana jest do jej nadziemnych części. Woda zawsze przemieszcza się z miejsc o wyższym potencjale do miejsc o potencjale niższym.

ReBraFMSIF25G

Rysunek przedstawia proces transpiracji roślin ulistnionych. Woda jest pobierana z gleby za pomocą włośników w rozwidlonych korzeniach. W następnej kolejności przepływa przez naczynia ksylemu, które dzielą łodygę na odcinki. Ostatecznie woda paruje przez aparaty szparkowe i kutykulę, które znajdują się w liściach rośliny. Liść jest zielony ma ząbkowane brzegi. Aparaty szparkowe zbudowane są z dwóch fasolowatych komórek z otworem pośrodku. Liść rośliny na rysunku jest silnie unerwiony.

Siła ssąca liści powstaje w wyniku różnicy potencjału wody, który jest większy w roślinie i mniejszy w atmosferze. Wielkość siły ssącej liści zależy od kilku czynników. Najważniejszym z nich jest wilgotność względna atmosfery, czyli aktualne stężenie pary wodnej nad rośliną, wyrażone w procentach.

Wraz ze zmianą temperatury powietrza zmienia się również wilgotność względna. Powodem tego jest fakt, że przy obniżeniu temperatury spada maksymalna ilość pary wodnej, którą może przyjąć powietrze. Na przykład przy spadku temperatury z 20°C do 18°C przy wilgotności względnej powietrza wynoszącej 50% następuje wzrost wilgotności względnej o 7%. Przekłada się to na potencjał wody w atmosferze i ostatecznie na parowanie wody z roślin. W związku z tym, przy obniżeniu temperatury spada maksymalna ilość pary wodnej, którą może przyjąć powietrze.

R1Ra2v7WLpGVM

Wykres przedstawia zależność zachodzącą pomiędzy stężeniem pary wodnej a temperaturą powietrza. Stężenie pary wodnej jest wyrażone jako stężenie molowe. Stężenie molowe jest to ilość moli substancji rozpuszczonej w 1 decymetrze sześciennym roztworu. Przy obniżeniu temperatury wyrażonej w stopniach Celsjusza spada maksymalna ilość pary wodnej, którą może przyjąć powietrze. Zależność przedstawia granatowa krzywa.

Intensywność transpiracji jest odwrotnie proporcjonalna do wzrostu ciśnienia atmosferycznego. Wysokie ciśnienie atmosferyczne wywierane na blaszkę liściową utrudnia parowanie wody z jej powierzchni.

R1avWVc6V5p8d

Wykres przedstawia zależność intensywności transpiracji od ciśnienia atmosferycznego. W stanie nasycenia atmosfery parą wodną wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się potencjał wody w atmosferze. W rezultacie zmniejsza się parowanie wody. Na wykresie korelację tę przedstawia czerwona krzywa.

W stanie nasycenia atmosfery parą wodną wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się potencjał wody w atmosferze. W konsekwencji zmniejsza się parowanie wody.

Ważnym czynnikiem zewnętrznym powodującym wzmożoną transpirację jest wiatr. Usuwa on parę wodną z liści, w wyniku czego zmniejsza się wokół nich wilgotność powietrza. Z kolei im mniejsza wilgotność, tym większa intensywność transpiracji.

Wzrost intensywności transpiracji obserwuje się również wraz ze wzrostem natężenia światła, co bezpośrednio wpływa na otwieranie szparek i nagrzewanie się liści.

Istotnym czynnikiem wpływającym na intensywność transpiracji jest zawartość wody w glebie. Niedostatek wody obniża transpirację, gdyż mała zawartość wody w liściach skutkuje zamykaniem się aparatów szparkowych. Z kolei duża zawartość dostępnej dla roślin wody powoduje wzrost intensywności transpiracji.

W normalnych warunkach parowanie wody z powierzchni liści zachodzi przede wszystkim przez aparaty szparkowe (transpiracja szparkowa), a także w mniejszym stopniu przez kutykulękutykulakutykulę (transpiracja kutykularna), czyli cienką warstwę na powierzchni komórek epidermy, w której skład wchodzi kutynakutynakutyna lub kutankutankutan.

Transpiracja szparkowa stanowi ok. 90% ogólnego parowania wody z roślin. Najprostsze aparaty szparkowe to struktury zbudowane z dwóch komórek, nazywanych komórkami szparkowymi. Rolą aparatów szparkowych jest kontrola wymiany gazowej między rośliną a atmosferą i ochrona przed nadmierną utratą wody, poprzez otwieranie i zamykanie się tych struktur. Mechanizm ten zależy od turgoru komórek szparkowychturgor komórek szparkowychturgoru komórek szparkowych: jego obniżenie podczas suszy prowadzi do zamknięcia aparatów szparkowych i ograniczenia transpiracji. Dodatkowo otwieranie aparatów szparkowych kontrolowane jest przez światło: jego stały dostęp powoduje ich otwarcie i tym samym zwiększa intensywność transpiracji.

Intensywność transpiracji wzrasta wraz z liczbą aparatów szparkowych, a także zależy od ich rozmieszczenia. U roślin jednoliściennych, których obie strony liścia są tak samo oświetlone, aparaty szparkowe rozmieszczone są równomiernie po obu jego stronach. Natomiast u roślin dwuliściennych klimatu umiarkowanego, mających szerokie liście ustawione prostopadle do promieni słonecznych, aparaty szparkowe umieszczone są z reguły na spodzie liścia – takie ułożenie zapobiega nadmiernemu parowaniu wody.

Kolejny istotny czynnik mający wpływ na transpirację to wielkość powierzchni liścia. Im jest ona większa, tym większa jest powierzchnia parowania kutykularnego i tym więcej znajduje się na niej aparatów szparkowych. Zarówno powierzchnia liści, jak i liczba aparatów szparkowych są charakterystyczne dla danego gatunku roślin.

Przed nadmierną, niekontrolowaną utratą wody w wyniku transpiracji rośliny chronione są przez kutykulę. Nie występuje ona jedynie w miejscach, gdzie znajdują się aparaty szparkowe. Udział procentowy parowania wody w wyniku transpiracji kutykularnej jest niewielki. 

Na intensywność transpiracji ma również wpływ system korzeniowy. Jego wielkość i rozmieszczenie w glebie są charakterystyczne dla danego gatunku. Efektywność pobierania wody jest różna w poszczególnych odcinkach korzenia. Najbardziej chłonną strefę stanowi strefa włośnikowa. U roślin, u których jest ona znacznie rozbudowana, obserwuje się intensywniejszą transpirację.

W łodygach zdrewniałych pokrytych korkiem (u drzew i krzewów) transpiracja odbywa się poprzez przetchlinki. W przeciwieństwie do aparatów szparkowych otwory te nie zmieniają swojej średnicy i są stale otwarte. 

Rsa5N3ImUmRvH

Zdjęcie przedstawia w dużym zbliżeniu otwory w martwej tkance okrywającej pęd brzozy. To przetchlinki. Mają owalny kształt. Są koloru białego. Umożliwiają wymianę gazową z otoczeniem.

Słownik