Przeczytaj
W jaki sposób woda przepływa od korzeni do liści?
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 korzeniakorzenia. Powierzchnia chłonna tego organu jest dodatkowo zwiększana przez włośniki, czyli cienkościenne uwypuklenia ryzodermyryzodermy. Pobieranie wody odbywa się na zasadzie osmozy. Proces ten możliwy jest dzięki różnicy wartości potencjału 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.
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.
Wilgotność względna powietrza jest miarą potencjału wody w atmosferze.
Czynniki zewnętrzne wpływające na transpirację
Wilgotność i temperatura
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.
Ciśnienie
Intensywność transpiracji jest odwrotnie proporcjonalna do wzrostu ciśnienia atmosferycznego. Wysokie ciśnienie atmosferyczne wywierane na blaszkę liściową utrudnia parowanie wody z jej powierzchni.
W stanie nasycenia atmosfery parą wodną wraz ze wzrostem ciśnienia zwiększa się potencjał wody w atmosferze. W konsekwencji zmniejsza się parowanie wody.
Wiatr
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.
Natężenie światła
Wzrost intensywności transpiracji obserwuje się również wraz ze wzrostem natężenia światła, co bezpośrednio wpływa na otwieranie szparek i nagrzewanie się liści.
Dostępność wody
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.
Czynniki wewnętrzne wpływające na transpirację
W normalnych warunkach parowanie wody z powierzchni liści zachodzi przede wszystkim przez aparaty szparkowe (transpiracja szparkowa), a także w mniejszym stopniu przez kutykulękutykulę (transpiracja kutykularna), czyli cienką warstwę na powierzchni komórek epidermy, w której skład wchodzi kutynakutyna lub kutankutan.
Liczba i rozmieszczenie aparatów szparkowych
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 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.
Powierzchnia liścia
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.
Kutykula
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.
Wielkość systemu korzeniowego
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.
Przetchlinki
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.
Dzięki transpiracji powstaje siła ssąca liści, która odpowiada za przewodzenie wody ku górze przez tkankę roślinną zwaną drewnem (ksylemem). Transpiracja umożliwia również wymianę gazową, a także obniża temperaturę rośliny, szczególnie w liściach, co chroni ją przed przegrzaniem. Związane jest to z absorbowaniem dużej ilości ciepła podczas przechodzenia wody ze stanu ciekłego w gazowy – para wodna unosi ciepło ze sobą.
Słownik
organ roślinny przytwierdzający rośliny do podłoża; jego główna rola polega na pobieraniu wody i soli mineralnych; pełnić może także inne funkcje, np. spichrzową
biopolimer wodorowęglanowy będący składnikiem kutykuli niektórych roślin
cienka warstwa utworzona z kutyny i wosków; pokrywa ściany komórek epidermy, chroniąc roślinę przed wnikaniem drobnoustrojów i nadmiernym parowaniem wody z powierzchni organów, na których występuje
substancja składająca się z polimerów kwasów tłuszczowych; chroni roślinę przed nadmierną utratą wody oraz patogenami; wchodzi w skład kutykuli/jest głównym składnikiem kutykuli
wyrażany w paskalach (Pa); ilość energii swobodnej (inaczej zdolność do wykonania pracy użytecznej lub aktywność wody) wnoszonej do układu przez każdy mol wody; pod normalnym ciśnieniem czysta woda oraz komórki, które są w pełni nasycone wodą, mają potencjał wody równy zero
otwory w korku, martwej tkance okrywającej niektóre łodygi i korzenie
skórka korzenia; tkanka okrywająca korzenie; jej funkcja polega na pobieraniu wody i soli mineralnych oraz częściowej wymianie gazowej; uczestniczy również w wymianie gazowej
stan nasycenia wodą komórek szparkowych w wyniku ciśnienia hydrostatycznego