Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
Кутикулярное сопротивление диффузии у большинства растений обычно равно 20—100 с/см, а у хвои с усиленной защитой ¦от транспирации оно может достигать 400 с/см (В. Лархер).
Транспирация является физиологически регулируемым процессом. Изменением ширины устьичных отверстий растение регу-.лирует водообмен и одновременно контролирует поступление С02 в лист. Устьичная газопроводимость листа (1 /rs — величина, обратная устьичному сопротивлению) прямо пропорциональна площади устьичных щелей и возрастает с увеличением их ширины.
Скорость использования водного запаса характеризуется количеством затраченной растением воды в единицу времени и выражается в процентах к общему ее количеству в растении. Расход запаса воды в растении колеблется от 10 до 80%. Количество созданного сухого вещества на 1 кг транспирированмой воды служит показателем продуктивности транспирации. Она характеризуется образованием 1—8 г (в среднем 3 г) сухого вещества при прохождении 1 кг воды.
Транспирационный коэффициент показывает, 'сколько воды растение затрачивает на построение единицы сухого вещества. Это величина, обратная продуктивности транспирации. Транспирационный коэффициент у растений находится в пределах 125—1000, а средний равен 300, т. е. на 1 т урожая затрачивается 300 т воды.
Условия выращивания растений оказывают большое влияние на величину транспирациоиного коэффициента. Исследования жжазали, что иа неудобренной почве растение расходует воду менее продуктивно, чем на удобренной. В последнем случае количество воды, необходимое для создания единицы сухого вещества растением пшеницы, уменьшилось почти в 2 раза. При ¦большом содержании воды в растении и удобрении создается и большая масса урожая. Следовательно, при обеспечении растений питательными веществами они более продуктивно расходуют воду. При прямом солнечном свете на создание единицы ¦сухой массы растение затрачивает наименьшее количество воды, а при рассеянном — намного больше, что объясняется слабой интенсивностью фотосинтеза.
Устьичная транспирация. Исследования анатомического строения листьев и других частей растения показали, что вода испаряется главным образом через устьица. Устьичная транспирация состоит из двух фаз; собственно испарения воды с по-
верхности влажных клеток мезофилла и диффузии через устьица водяного пара, образовавшегося в межклетниках. Процесс испарения воды осуществляется благодаря тому, что молекулы воды при наличии градиентов способны преодолевать силы натяжения и силы внутреннего сцепления частиц жидкости и, отрываясь от нее, переходить в виде пара в воздух.
Наблюдая этот процесс в сосудах разного диаметра, можно увидеть, что диффузия молекул в парообразном состоянии при этих условиях имеет особенности. Испарение воды возле краев сосуда малого диаметра более интенсивное, чем в средней части, потому что молекулы водяного пара здесь двигаются не только перпендикулярно, но и под некоторым углом — веерообразно, трение одних частиц воды о другие меньше, следовательно, испарение будет происходить быстрее. Оказывается, что вследствие этого меньшие площади испаряют воду сравнительно быстрее, чем большие.
И. Стефан и Б. И. Срезневский установили закономерность, согласно которой испарение из малых отверстий происходит пропорционально периметру, и предложили формулу
F—/ v = КАа —р— ,
где v — количество воды, испаряемой с единицы площади; К~ коэффициент диффузии исследуемой жидкости; а — радиус испаряющей поверхности; F— упругость пара, который насыщает воздух при температуре испаряющей поверхности; f — фактическая упругость пара в воздухе; Р — атмосферное давление.
Согласно этой формуле, из двух одинаковых по форме сосудов, например плоских чашек, диаметр которых различается в 2 раза, а площадь в 4 раза, большая чашка будет испарять лишь в 2 раза больше воды, чем меньшая.
Устьица составляют не более 1% всей площади листа. На 1 мм2 листовой поверхности их насчитывается от 50 до 500 и более, в зависимости от вида и сорта растения и стороны листа. Каждое устьице можно представить в виде очень маленького сосудика. Поэтому несколько небольших отверстий в какой-либо перегородке будут пропускать пары воды быстрее, чем одно большое отверстие, равное им по диаметру. Таким образом, чем больше отношение периметра к площади (а оно тем больше, чем меньше диаметр), тем быстрее происходят испарение и диффузия. В этом случае большое значение имеет так называемый краевой эффект (рис. 16).
Если взять два сосуда одинакового диаметра, один оставить открытым, а другой покрыть перегородкой с мелкими отверстиями, то испарение и диффузия будут осуществляться более интенсивно во втором случае, поскольку величина испарения здесь пропорциональна диаметру мелких отверстий. По-
4! 4^
iiiiiiinf fllllllllllliif IIIIIIIIIM
in.in iillillllllii шиши
-.11 тип iimnnmi Jillllllll
Рис, 16, Схема, объясняющая краевой эффект:
маленькие отверстия (вверху), например устьнч-ная щель, имеют большее диффузионное поле, чем равная площадь открытой поверхности (по Э. Лнбберту).
