Pflanzen haben ein eigentümliches „Kreislaufsystem“, mit dem sie mit allen für die Entwicklung notwendigen Substanzen versorgt werden können. Seine Krone ist die Befreiung aus dem Wasser durch Blätter und Stängel, die Biologen als "Transpiration" bezeichneten.

Transpiration - was ist das?

Wenn wir genauer über dieses Konzept sprechen, dann ist die Transpiration nichts anderes als Verdunstung der Feuchtigkeit von Blättern und Stängeln lebender Pflanzen in die Atmosphäre. Dieses Phänomen hilft dem Wasser, das das Wurzelsystem aufnimmt, manchmal aus ausreichend tiefen Schichten des Bodens (in Wüsten können die Wurzeln sogar bis zu 20 Meter tief werden), Stämme oder Stämme zu Blättern, Blüten, Früchten hinaufzuklettern und liefert die notwendigen Mineralien an alle Teile des Pflanzenkörpers und Elemente. Und eine neue Portion Wasser mit Nährstoffen wird durch die Transpiration in Pflanzen „absorbiert“: Der Platz wird durch Verdampfung der verbrauchten Feuchtigkeit durch kleine Poren auf den Blättern auf der Rückseite freigegeben. Die Intensität der Wasserbewegung hängt von äußeren Faktoren ab - Tageszeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Mit anderen Worten, die Pflanze transponiert, wenn die Luftfeuchtigkeit in ihr höher ist als die Luftfeuchtigkeit in der umgebenden Atmosphäre. Es ist bewiesen, dass zehn Prozent aller Feuchtigkeit, die auf der Erdoberfläche verdunstet, auf die Pflanzenwelt unseres Planeten zurückzuführen sind.

Die biologische Bedeutung der Transpiration

Um einen bekannten Ausdruck zu paraphrasieren, können wir sagen: Wenn ein Phänomen existiert, dann ist es für etwas notwendig. Dies gilt auch für die Transpiration. Für Pflanzen ist dies von entscheidender Bedeutung, und es ist falsch, sie als tödlich für die Pflanzenwelt anzusehen.

  1. Der Transpirationsprozess sorgt für eine konstante Bewegung des Wassers "von den Fersen bis zur Krone" - durch die Wurzeln, Stängel, Blätter.
  2. Somit ist es möglich, die Temperatur und die Wasserbedingungen zu regulieren. An der heißesten Zeit eines Sommertages sind die Blätter normalerweise um drei bis acht Grad kühler als die umgebende Atmosphäre.
  3. Durch die Verdunstung wird die Pflanze von übermäßiger Feuchtigkeit befreit und eine neue Charge Wasser mit Mikronährstoffen hinzugefügt.
  4. Transpiration verhindert Überhitzung und Verbrennung von Blättern bei hohen Temperaturen oder direkter Sonneneinstrahlung.

Wenn jedoch mehr Wasser austritt als die Pflanze Wurzeln aus der Erde „trinkt“, besteht die Gefahr:

  • Feuchtigkeitsmangel;
  • verkümmertes Wachstum;
  • eine Abnahme der Intensität der Photosynthese;
  • Stoffwechselstörungen im Pflanzenkörper.

Das Ergebnis kann nicht nur ein Welken sein, sondern sogar der Tod. Wenn die Bedingungen nicht extrem sind, kann die Anlage den Verdunstungsgrad unabhängig regulieren. Befindet sich nicht genügend Wasser auf der Oberfläche, von wo aus es verdunstet, verlangsamt sich die Transpiration.

Wasserbewegungsprozesse

Wie wir bereits herausgefunden haben, ist die Transpiration ein natürlicher physiologischer Prozess in der Pflanzenwelt. Sein Hauptorgan ist das Blatt. Da die Pflanzen viele Blätter enthalten, bilden sie eine ausreichend große Fläche für die Verdunstung. Infolgedessen nimmt das Wasserpotential ab, und dies ist ein Signal für Blattzellen, Wasser aus Xylemvenen aufzunehmen. Nach dem Prinzip der fallenden Dominosteine ​​wird die Bewegung des Wassers von den Wurzeln entlang des Xylems zu den Blättern provoziert. Es bildet sich etwas, das dem oberen Motorende ähnelt. Und je aktiver die Transpiration ist, desto stärker ist der obere „Motor“ und desto stärker ist die Saugkraft des „Motors“ des unteren Wurzelsystems.

Vom Stängel gelangt Wasser in das Blatt und fließt durch die Adern durch den Blattstiel. Unterwegs "streuen" die Adern, die Anzahl der leitenden Elemente wird kleiner. Die Venen selbst verwandeln sich in separate Tracheiden, die ein sehr dichtes Netzwerk bilden. Die Feuchtigkeit wird durch eine einschichtige Epidermis mit Nagelhaut auf der Oberfläche in der Folie zurückgehalten. Wasser, das sich in Dampf verwandelt hat, entweicht durch die Stomata - spezielle Löcher in der Größe von mehreren Mikrometern, die die Pflanze je nach äußeren Bedingungen ausdehnen oder verengen kann.

Der Mechanismus und die Intensität der Transpiration

Pflanzen nehmen nur einen kleinen Teil des Gesamtwasservolumens auf, das dem Boden entnommen wird - 0,2 Prozent, manchmal etwas mehr. Alles andere verdunstet in der Luft. Der Betriebsmechanismus des oberen Motors ist recht einfach. Es beruht auf der Tatsache, dass in der Atmosphäre normalerweise nicht genügend Wasserdampf vorhanden ist, was bedeutet, dass sein Wasserpotential als negativ charakterisiert werden kann. Beispielsweise liegt der Luftdruck bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90 Prozent bei 140 bar. Und für die überwiegende Mehrheit der Vertreter des Pflanzenreichs variiert der Druck im Blatt zwischen 1 und 30 bar. So eine große Lücke sorgt für Transpiration. Das Wasserdefizit, das von den Blättern entlang der Stängel die Zellen hinunterläuft, erreicht unweigerlich die Wurzeln. Dies zwingt den unteren Motor zum „Starten“ und saugt Wasser aus dem Boden. Und die Verdunstung von der Oberfläche der Blätter erhöht es zusammen mit allen Mineralsalzen wieder.

Es gibt verschiedene Faktoren, die die Transpirationsrate beeinflussen.

  1. "Fülle" der Pflanze mit Wasser. Wenn es ein kritisches Niveau erreicht, verengen sich die Stomata.
  2. Sättigung der Luft mit Kohlendioxid. Die meisten Pflanzen reagieren auf ihre übermäßige Konzentration, indem sie Spaltöffnungen schließen.
  3. Beleuchtung Normalerweise öffnen sich bei Licht die Spaltöffnungen. Es wird dunkel - sie schließen sich.
  4. Lufttemperatur Bei Temperaturen über 35-40 ° C werden die Spaltöffnungen geschlossen.
  5. Die Oberflächentemperatur des Blattes selbst. Das Blatt wird alle 10 ° C erhitzt und gibt doppelt so viel Feuchtigkeit ab.
  6. Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit. Je trockener die Atmosphäre ist, desto höher ist die Transpiration.

Transpiration: Arten

Die Verdunstung des Wassers durch Pflanzen erfolgt in drei Phasen:

  1. Fortschreiten von den Venen zu den oberen Schichten des Mesophylls.
  2. Verdunstung von den Zellwänden in die Interzellularräume und Hohlräume um die Stomata; anschliessender ausgang draussen.
  3. Die letzte Etappe ist unterteilt in:
  • Transpiration durch Stomata - Stomata;
  • Verdunstung in die Atmosphäre direkt durch epidermale Zellen - kutikuläre Transpiration.

Ustyutnaya

Es kann in zwei Stufen unterteilt werden.

  1. Der Übergang von Wasser aus einem Tropfenzustand (in dieser Form befindet es sich in Zellmembranen) in Gas in interzellulären Räumen. Zu diesem Zeitpunkt kann die Pflanze die Transpirationskraft regulieren. Wenn ihm Wasser fehlt, entsteht eine starke Spannung in den Wurzel- und Stammgefäßen, die die Bewegung des Wassers zu den Blattzellen verzögert. Und die Verdunstung verlangsamt sich.
  2. Dampffreisetzung an die Oberfläche durch Stomata. Sobald Wasserdampf die interzellulären Hohlräume verlässt, werden sie durch Bewegung aus den Zellmembranen wieder gefüllt. Der Haupthebel für die Koordinierung der Transpiration ist der Grad der Offenheit der Stomata.

Nagelhaut

Die Transpiration, die Biologen als kutikulär bezeichnet haben, ist in ihrer Intensität bei verschiedenen Pflanzenarten sehr unterschiedlich. In einigen Fällen ist der Feuchtigkeitsverlust sehr gering. Zum Beispiel haben die Familien von Magnolien und Nadelbäumen eine dicke Epidermis und eine Nagelhaut darüber auf den Blättern lassen nicht viel Flüssigkeit verlieren. Bei anderen kann das auf diese Weise transportierte Wasser bis zu 50 Prozent des Gesamtvolumens ausmachen. Der Prozess ist besonders stark, wenn die Blätter noch jung sind, mit einer sehr dünnen Epidermis und Nagelhaut.

Täglicher Fortschritt und Transpirationsraten

Tagsüber „atmen“ die Pflanzen mit unterschiedlichen Stärken.

  1. Wenn die Straße klar und nicht sehr trocken ist, atmen sie im Morgengrauen zum ersten Mal tief ein, wenn sich die Spaltöffnungen bis zur maximalen Breite öffnen. Am Nachmittag verengen sie sich allmählich und schließen sich, wenn die Sonne untergeht.
  2. Bei trockenem Wetter geschieht dies viel früher - um zehn bis elf Uhr. Sobald die Hitze am Abend nachlässt, öffnen sie sich wieder vor Sonnenuntergang.
  3. Wenn der Himmel bewölkt ist, sind die Spaltöffnungen normalerweise bis zum Abend geöffnet, aber nicht sehr breit.

Tägliche Schwankungen des Wasserverlusts sind vergleichbar mit der Bewegung von Stomata. Die Transpiration ist dem Feuchtigkeitsstrom etwas voraus, der die Pflanzenzellen nicht mit der gleichen Geschwindigkeit passieren kann. Daher bildet sich tagsüber ein gewisses Defizit. Aber nachts, wenn die Stomata geschlossen sind und „schlafen“, wird es wieder aufgefüllt. In vielerlei Hinsicht hängt die Situation jedoch von der Region ab, in der die Pflanze lebt, und von ihrer Art. So öffnen sich in Kakteen und Euphorbiaceae Stomata ausschließlich nachts.

In einem gemäßigten Klima verwenden Pflanzen etwa 300 Gramm Wasser, um ein Gramm Trockenmasse anzusammeln. Im Allgemeinen kann dieser Indikator im Bereich von 125 bis 1000 Gramm liegen.

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