Bentuk transpirasi dan signifikansi fisiologisnya

Semua orang tahu bahwa air memainkan peran yang menentukan dalam kehidupan tanaman. Perkembangan normal dari setiap organisme tumbuhan hanya mungkin ketika semua organ dan jaringannya jenuh dengan kelembapan. Namun, sistem pertukaran air antara tanaman dan lingkungan sebenarnya kompleks dan multikomponen.

Apa itu transpirasi

Transpirasi - adalah proses fisiologis gerakan air yang dikendalikan melalui organ-organ organisme tanaman, yang mengakibatkan hilangnya melalui penguapan.

Untuk memahami apa transpirasi pada tingkat primitif, cukup untuk menyadari bahwa air vital untuk tanaman, diekstraksi dari tanah oleh sistem akar, entah bagaimana harus sampai ke daun, batang dan bunga. Dalam proses gerakan ini, sebagian besar kelembaban hilang (menguap), terutama dalam cahaya terang, udara kering, angin kencang dan suhu tinggi.

Dengan demikian, di bawah pengaruh faktor atmosfer, cadangan air di organ-organ di atas tanah tanaman terus-menerus dikonsumsi dan, oleh karena itu, harus diisi ulang sepanjang waktu melalui input baru. Ketika air menguap di sel-sel tanaman, kekuatan mengisap tertentu muncul, yang "menarik" air dari sel-sel tetangga dan sepanjang rantai sampai ke akar. Jadi, "mesin" utama aliran air dari akar ke daun terletak di bagian atas tanaman, yang, sederhananya, bekerja seperti pompa kecil. Jika Anda mempelajari prosesnya sedikit lebih dalam, pertukaran air dalam kehidupan tanaman adalah rantai berikut: menarik air dari tanah ke akar, mengangkatnya ke organ di atas tanah, menguap. Ketiga proses ini dalam interaksi konstan. Dalam sel-sel sistem akar tanaman, yang disebut tekanan osmotik terbentuk, di bawah pengaruh yang air di dalam tanah secara aktif diserap oleh akar.

Ketika, sebagai akibat dari munculnya sejumlah besar daun dan peningkatan suhu sekitar, air mulai tersedot keluar dari tanaman oleh atmosfer itu sendiri,dalam pembuluh-pembuluh tanaman ada kekurangan tekanan, ditransmisikan ke akar, dan mendorongnya ke "pekerjaan" yang baru. Seperti yang Anda lihat, sistem akar tanaman menarik air dari tanah di bawah pengaruh dua kekuatan - kekuatannya sendiri, aktif dan pasif, ditransmisikan dari atas, yang disebabkan oleh transpirasi.

Peran apa yang dimainkan transpirasi dalam fisiologi tumbuhan?

Proses transpirasi memainkan peran besar dalam kehidupan tanaman.

Pertama-tama, harus dipahami itu itu adalah transpirasi yang menyediakan tanaman dengan perlindungan overheating. Jika pada hari yang cerah dan cerah kita mengukur suhu daun yang sehat dan pudar di pabrik yang sama, perbedaannya bisa sampai tujuh derajat, dan jika daun pudar di bawah sinar matahari bisa lebih panas daripada udara di sekitarnya, maka suhu daun transpiring biasanya beberapa derajat lebih rendah. ! Ini menunjukkan bahwa proses transpirasi yang berlangsung di daun yang sehat memungkinkannya untuk mendinginkan dirinya sendiri, jika daunnya terlalu panas dan mati.

Selain itu, pergerakan air dari akar ke daun tanaman, kontinuitas yang menyediakan transpirasi, karena menyatukan semua organ menjadi satu organisme, dan semakin kuat transpirasi, semakin aktif tanaman berkembang. Pentingnya transpirasi terletak pada fakta bahwa pada tumbuhan nutrisi utama dapat menembus ke dalam jaringan dengan air, oleh karena itu, semakin tinggi produktivitas transpirasi, semakin cepat bagian tanaman di atas tanah menerima senyawa mineral dan organik yang terlarut dalam air.

Akhirnya, transpirasi adalah kekuatan luar biasa yang dapat menyebabkan air naik di dalam tanaman di seluruh ketinggiannya, yang sangat penting, misalnya, untuk pohon tinggi, daun atas yang, karena proses yang sedang dipertimbangkan, dapat menerima jumlah kelembaban dan nutrisi yang dibutuhkan.

Jenis transpirasi

Ada dua jenis transpirasi - stomata dan kutikula.Untuk memahami apa yang satu dan spesies lainnya, kita ingat dari pelajaran botani struktur daun, karena organ tanaman inilah yang utama dalam proses transpirasi.

Jadi Lembaran terdiri dari kain-kain berikut:

• kulit (epidermis) adalah lapisan luar dari daun, yang merupakan satu baris sel, saling terkait erat untuk memastikan perlindungan jaringan internal dari bakteri, kerusakan mekanis dan pengeringan. Di atas lapisan ini sering ada lilin pelindung tambahan, yang disebut kutikula;

• jaringan utama (mesofil), yang terletak di dalam dua lapisan epidermis (atas dan bawah);

• vena di mana air dan nutrisi terlarut di dalamnya bergerak;

• Stomata adalah sel penguncian khusus dan lubang di antara mereka, di mana ada rongga udara. Sel-sel stomata dapat menutup dan membuka tergantung pada apakah ada cukup air di dalamnya. Melalui sel-sel inilah proses penguapan air dan pertukaran gas terutama dilakukan.

Stomata

Pertama, air mulai menguap dari permukaan jaringan utama sel.Akibatnya, sel-sel ini kehilangan kelembaban, air menisci di kapiler membengkok ke dalam, tegangan permukaan meningkat, dan proses penguapan air lebih lanjut menjadi sulit, yang memungkinkan tanaman untuk secara signifikan menghemat air. Kemudian air yang menguap keluar melalui celah-celah stomata. Selama stomata terbuka, air menguap dari daun dengan laju yang sama seperti dari permukaan air, yaitu, difusi melalui stomata sangat tinggi.

Faktanya adalah bahwa dengan area yang sama, air menguap lebih cepat melalui beberapa lubang kecil yang terletak pada jarak tertentu daripada melalui satu lubang besar. Bahkan setelah stomata ditutup setengahnya, intensitas transpirasi tetap hampir sama tinggi. Tetapi ketika stomata tertutup, transpirasi menurun beberapa kali.

Jumlah stomata dan lokasinya di tanaman yang berbeda tidak sama, pada beberapa spesies mereka hanya di sisi dalam daun, pada yang lain - baik dari atas dan bawah, namun, seperti dapat dilihat dari atas, tidak begitu banyak jumlah stomata mempengaruhi tingkat penguapan, tetapi tingkat keterbukaan mereka: jika ada banyak air di dalam sel, stomata terbuka, ketika terjadi defisit - pelurus sel penjaga terjadi, lebar celah stomata menurun - dan stomata menutup.

Cuticular

Kutikula, serta stomata, memiliki kemampuan untuk menanggapi tingkat kejenuhan lembaran dengan air. Rambut yang terletak di permukaan daun melindungi daun dari gerakan udara dan sinar matahari, yang mengurangi kehilangan air. Ketika stomata tertutup, transpirasi kutikula sangat penting. Intensitas transpirasi jenis ini tergantung pada ketebalan kutikula (semakin tebal lapisan, semakin sedikit penguapan). Usia tanaman juga sangat penting - daun air pada daun dewasa hanya mencapai 10% dari keseluruhan proses transpirasi, sementara pada yang muda mereka dapat mencapai setengahnya. Namun, peningkatan transpirasi kutikula diamati pada daun yang terlalu tua, jika lapisan pelindungnya rusak karena usia, retakan atau retakan.

Deskripsi proses transpirasi

Proses transpirasi dipengaruhi secara signifikan oleh beberapa faktor yang signifikan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses transpirasi

Seperti disebutkan di atas, intensitas transpirasi ditentukan terutama oleh tingkat kejenuhan sel-sel daun tanaman dengan air. Pada gilirannya, kondisi ini terutama dipengaruhi oleh kondisi eksternal - kelembaban udara, suhu, dan jumlah cahaya.

Jelas bahwa dengan udara kering proses penguapan terjadi lebih intensif. Tetapi kelembaban tanah mempengaruhi transpirasi dengan cara sebaliknya: semakin kering tanah, semakin sedikit air masuk ke dalam pabrik, semakin besar defisitnya dan, karenanya, kurang transpirasi.

Ketika suhu naik, transpirasi juga meningkat. Namun, mungkin faktor utama yang mempengaruhi transpirasi masih ringan. Ketika piring menyerap sinar matahari, suhu daun meningkat dan, karenanya, stomata terbuka dan laju transpirasi meningkat.

Berdasarkan pengaruh cahaya pada pergerakan stomata, bahkan tiga kelompok utama tanaman dibedakan menurut perjalanan transpirasi sehari-hari. Pada kelompok pertama, stomata ditutup pada malam hari, di pagi hari mereka membuka dan bergerak selama siang hari, tergantung pada ada atau tidak adanya defisit air. Pada kelompok kedua, keadaan malam stomata adalah "perubahan" dari siang hari (jika mereka buka siang hari, tutup pada malam hari, dan sebaliknya).Pada kelompok ketiga, pada siang hari keadaan stomata tergantung pada kejenuhan daun dengan air, tetapi pada malam hari mereka selalu terbuka. Sebagai contoh dari perwakilan kelompok pertama, beberapa tanaman sereal dapat dikutip, untuk kelompok kedua ada tanaman berdaun tipis, misalnya, kacang polong, bit, semanggi, kelompok ketiga termasuk kubis dan perwakilan lain dari dunia tumbuhan dengan daun tebal.

Tetapi secara umum harus dikatakan demikian pada malam hari, transpirasi selalu kurang intens daripada siang hari, karena pada saat ini suhu lebih rendah, tidak ada cahaya, dan kelembaban, sebaliknya, meningkat. Selama siang hari, transpirasi biasanya paling produktif di siang hari, dan dengan penurunan aktivitas matahari, proses ini melambat.

Rasio intensitas transpirasi dari unit luas permukaan selembar per satuan waktu ke penguapan area serupa dari permukaan air bebas disebut transpirasi relatif.

Bagaimana pengaturan keseimbangan air

Tanaman menyerap sebagian besar air dari tanah melalui sistem perakaran.

Akar tanaman sensitif terhadap jumlah kelembaban di tanah dan mampu mengubah arah pertumbuhan ke arah peningkatan kelembaban.

Selain akar, beberapa tanaman memiliki kemampuan untuk menyerap air dan organ tanah (misalnya, lumut dan lumut menyerap kelembaban di seluruh permukaannya).

Air yang memasuki tanaman didistribusikan ke seluruh organnya, bergerak dari sel ke sel, dan digunakan untuk proses yang diperlukan untuk kehidupan tanaman. Sejumlah kecil kelembaban dihabiskan untuk fotosintesis, tetapi sebagian besar diperlukan untuk menjaga kepenuhan jaringan (yang disebut turgor), serta untuk mengkompensasi kerugian dari transpirasi (penguapan), yang tanpanya aktivitas vital tanaman tidak mungkin. Kelembaban menguap dalam setiap kontak dengan udara, sehingga proses ini terjadi di semua bagian tanaman.

Jika jumlah air yang diserap oleh tanaman secara harmonis terkoordinasi dengan pengeluarannya untuk semua tujuan ini, keseimbangan air di pabrik diselesaikan dengan benar, dan tubuh berkembang secara normal. Pelanggaran keseimbangan ini dapat bersifat situasional atau berkepanjangan. Dengan fluktuasi jangka pendek dalam neraca air, banyak terestrialtanaman dalam proses evolusi telah belajar untuk mengatasinya, tetapi gangguan jangka panjang dalam proses suplai air dan penguapan, sebagai suatu peraturan, menyebabkan kematian tumbuhan apa pun.