Влияние внешних и внутренних факторов на транспирацию и транспирационный коэффициент

Учебные материалы по биологии / Процесс транспирации у разных сортов рода Cucurbita / Влияние внешних и внутренних факторов на транспирацию и транспирационный коэффициент

Страница 2

Транспирация зависит и от внутренних факторов, прежде всего от содержания воды в листьях. Всякое уменьшение оводненности листьев уменьшает транспирацию. Интенсивность транспирации зависит от количества свободной воды, водоудерживающей силы клеток. Чем меньше свободной воды, тем меньше транспирация (Воронин, 1981).

Количество воды, испарившейся растением, зависит от величины его листовой поверхности: чем больше листовая поверхность, тем больше воды теряет растение. Однако в процессе эволюции у растений выработались приспособления для сокращения испарения воды. Опушение листовой пластинки снижает транспирацию в 2-3 раза. Устьица могут быть погружены в мезофилл. Толщина кутикулы, зависящая от вида растений, влияет на интенсивность кутикулярной транспирации.

Интенсивность транспирации зависит и от соотношения поверхности корней и побегов. При увеличении доли корней транспирация увеличивается.

На интенсивность транспирации влияет физиологическое состояние тканей, например, связанное с возрастными изменениями. У молодых листьев интенсивность испарения воды выше, поскольку у них кутикула еще тонкая, и поэтому кутикулярная транспирация сильнее.

Интенсивность транспирации зависит и от фазы развития растения. Так, у пшеницы в фазу колошения транспирация снижается, а сразу после цветения растений усиливается, что приводит к уменьшению влажности тканей и помогает созреванию зерновок.

Суточный ход интенсивности транспирации максимально полно повторяет дневной ход солнечной радиации, с которой хорошо коррелируют температура и влажность среды. Слабая в утренние часы транспирация быстро возрастает по мере поднятия солнца, увеличения температуры и уменьшения влажности воздуха достигает максимума вскоре после полудня, а затем быстро падает к заходу солнца. В часы максимальной освещенности наблюдается и максимальная транспирация. Ночью интенсивность транспирации в 10 раз меньше (Курсанов, 1964).

Однако такой ход транспирации бывает в природе не всегда. Очень часто, несмотря на большую освещенность и высокую температуру, в полуденные часы транспирация уменьшается, и возникают двухвершинные кривые. У многих тропических растений в 14 ч транспирация уменьшается: у старых листьев ананаса минимальная транспирация приходится на самые жаркие часы дня. Это вызвано тем, что в дневные часы трата воды часто превышает ее поступление. Возникающий водный дефицит приводит к увяданию: потере тургора, опусканию листьев, закрыванию устьиц и, таким образом, к снижению транспирации. Это наблюдение говорит о способности листа подавлять испарение воды, несмотря на внешние условия, способствующие его увеличению. В сухих субтропиках, в степях, в тропиках интенсивная транспирация часто возможна только в ранние утренние часы, а потом она идет очень медленно. Например, максимальная интенсивность транспирации у сахарного тростника наблюдается до 10-11 ч.

У любого растения в жаркие сухие дни транспирация превышает поступление воды, и возникает водный дефицит. Ночью поступление воды становится интенсивнее транспирации, в результате в утренние часы водный дефицит снижается и может совсем исчезнуть. Разница между скоростью поступления воды и транспирацией, постепенно увеличивающейся днем, приводит к уменьшению водного потенциала клеток корней. Последнее стимулирует поступление воды - этот пример показывает, что неблагоприятная для растений ситуация - разница между скоростями транспирации и поступлением воды - служит основой для ее исправления. В идеале расход воды должен уравновешиваться ее поступлением. Но реально ежеминутно, ежесекундно происходит нарушение водного баланса. При этом растение чутко реагирует на эти нарушения: еще не наступил дефицит, а уже включаются механизмы для его ликвидации (Тахтаджян, 1981).

Интенсивность транспирации в данный момент суток зависит от многих причин. Во-первых, она зависит от напряженности метеорологических факторов: температуры, освещенности, влажности воздуха, при изменении которых интенсивность транспирации изменяется через несколько секунд. Во-вторых, интенсивность транспирации сегодня зависит от того, как шла вчера транспирация. В-третьих, транспирация, как и поступление воды, подчиняется эндогенным ритмам: даже в постоянных условиях днем она интенсивнее, чем ночью. Таким образом, по крайней мере, три причины: внешние условия данного дня, влияние условий предыдущих дней и наследственность - взаимодействуют друг с другом и определяют реальную интенсивность транспирации. В результате кривые дневного хода транспирации очень разнообразны.

Величина транспирационного коэффициента сильнее зависит от внешних условий, чем от вида растения. Она возрастает по мере увеличения сухости воздуха. Интересный опыт был проведен на чайной плантации в Грузии. Кусты поливали не обычным способом - по бороздам, а с помощью дождевального аппарата, что повышало влажность воздуха. В результате величина интенсивности транспирации снизилась, а урожай листьев удвоился (Медведев, 2004).