Jeder weiß, dass Wasser im Pflanzenleben eine entscheidende Rolle spielt. Eine normale Entwicklung eines Pflanzenorganismus ist nur möglich, wenn alle Organe und Gewebe gut mit Feuchtigkeit gesättigt sind. Das Wasseraustauschsystem zwischen der Anlage und der Umgebung ist jedoch komplex und mehrkomponentig.
Was ist Transpiration?
Transpiration - ist ein kontrollierter physiologischer Prozess der Wasserbewegung durch die Organe des Pflanzenorganismus, der durch Verdunstung verloren geht.
Wissen Sie? Das Wort "Transpiration" stammt aus zwei lateinischen Wörtern: Trans - Through und Spiro - Atmen, Atmen, Ausatmen. Der Begriff wird wörtlich übersetzt als Schwitzen, Schwitzen und Schwitzen..Um zu verstehen, was Transpiration auf einer primitiven Ebene ist, reicht es zu erkennen, dass das lebenswichtige Wasser einer Pflanze, das vom Wurzelsystem aus dem Boden gewonnen wird, irgendwie zu den Blättern, Stängeln und Blüten gelangen muss. Bei dieser Bewegung geht der größte Teil der Feuchtigkeit verloren (verdampft), insbesondere bei hellem Licht, trockener Luft, starkem Wind und hohen Temperaturen.
So werden unter dem Einfluss atmosphärischer Faktoren die Wasserreserven in den oberirdischen Organen der Anlage ständig verbraucht und müssen daher aufgrund neuer Eintragungen ständig nachgefüllt werden. Wenn das Wasser in den Zellen der Pflanze verdunstet, entsteht eine gewisse Saugkraft, die Wasser aus den benachbarten Zellen und damit entlang der Kette - bis zu den Wurzeln - „zieht“. So befindet sich der Haupt- "Motor" des Wasserstroms von den Wurzeln zu den Blättern in den oberen Teilen der Pflanzen, was, vereinfacht gesagt, wie kleine Pumpen funktioniert. Wenn Sie etwas tiefer in den Prozess eintauchen, ist der Wasseraustausch im Pflanzenleben die folgende Kette: Wasser an den Wurzeln aus dem Boden ziehen, zu den oberirdischen Organen heben, verdampfen. Diese drei Prozesse stehen in ständiger Wechselwirkung. In den Zellen des Wurzelsystems der Pflanze bildet sich der sogenannte osmotische Druck, unter dessen Einfluss das Wasser im Boden von den Wurzeln aktiv aufgenommen wird.
Wenn infolge des Auftauchens einer großen Anzahl von Blättern und einer Erhöhung der Umgebungstemperatur das Wasser von der Atmosphäre selbst aus der Anlage abgesaugt wird, liegt in den Gefäßen der Pflanzen ein Druckdefizit vor, das auf die Wurzeln übertragen wird und sie zur neuen „Arbeit“ drängt. Wie Sie sehen, zieht das Wurzelsystem der Pflanze unter dem Einfluss von zwei Kräften Wasser aus dem Boden - seine eigenen aktiven und passiven Kräfte, die von oben übertragen werden und durch Transpiration verursacht werden.
Welche Rolle spielt Transpiration in der Pflanzenphysiologie?
Der Prozess der Transpiration spielt im Pflanzenleben eine große Rolle.
Zunächst sollte das verstanden werden Es ist die Transpiration, die Pflanzen vor Überhitzung schützt. Wenn wir an einem sonnigen Tag die Temperatur eines gesunden und verblichenen Blattes in derselben Pflanze messen, kann der Unterschied bis zu sieben Grad betragen, und wenn ein verblichenes Blatt in der Sonne heißer als die umgebende Luft sein kann, ist die Temperatur des transpirierenden Blattes normalerweise um einige Grad niedriger ! Dies legt nahe, dass die Transpirationsprozesse, die in einem gesunden Blatt stattfinden, es ihm ermöglichen, sich selbst abzukühlen, da das Blatt sonst überhitzt und stirbt.
Es ist wichtig! Die Transpiration ist der Garant für den wichtigsten Prozess im Pflanzenleben - die Photosynthese, die am besten bei einer Temperatur von 20 bis 25 Grad Celsius auftritt. Bei einem starken Temperaturanstieg aufgrund der Zerstörung von Chloroplasten in Pflanzenzellen ist die Photosynthese sehr schwierig. Daher ist es für die Pflanze unerlässlich, eine solche Überhitzung zu verhindern.Darüber hinaus sorgt die Bewegung des Wassers von den Wurzeln zu den Blättern der Pflanze, deren Kontinuität für die Transpiration sorgt, da es alle Organe in einem einzigen Organismus vereint, und je stärker die Transpiration ist, desto aktiver entwickelt sich die Pflanze. Die Bedeutung der Transpiration liegt in der Tatsache, dass in Pflanzen die Hauptnährstoffe mit Wasser in das Gewebe eindringen können. Je höher die Transpirationsproduktivität ist, desto schneller erhalten die oberirdischen Pflanzenteile in Wasser gelöste Mineralien und organische Verbindungen.
Schließlich ist die Transpiration eine erstaunliche Kraft, die dazu führen kann, dass Wasser über die gesamte Höhe in der Pflanze aufsteigt. Dies ist beispielsweise für große Bäume von großer Bedeutung, deren obere Blätter aufgrund des betrachteten Prozesses die erforderliche Menge an Feuchtigkeit und Nährstoffen aufnehmen können.
Arten der Transpiration
Es gibt zwei Arten der Transpiration - stomatal und cuticular. Um zu verstehen, was die eine und die andere Art ist, erinnern wir uns aus den Botaniklektionen an der Struktur des Blattes, da dieses Organ der Pflanze das Hauptorgan der Transpiration ist.
So Das Blatt besteht aus folgenden Stoffen:
- Haut (Epidermis) ist die äußere Hülle des Blattes, die aus einer einzigen Zellreihe besteht und eng miteinander verbunden ist, um den inneren Gewebe Schutz vor Bakterien, mechanischer Beschädigung und Trocknung zu gewährleisten. Auf dieser Schicht befindet sich häufig ein zusätzliches Schutzwachs, das als Kutikula bezeichnet wird.
- das Hauptgewebe (Mesophyll), das sich innerhalb der zwei Schichten der Epidermis (obere und untere) befindet;
- Venen, entlang denen sich Wasser und darin gelöste Nährstoffe bewegen;
- Die Stomata sind spezielle Verschlusszellen und die Öffnung zwischen ihnen, unter der sich eine Luftkammer befindet. Die Stomazellen können sich schließen und öffnen, je nachdem, ob genug Wasser vorhanden ist. Durch diese Zellen wird hauptsächlich der Prozess der Wasserverdampfung und des Gasaustauschs durchgeführt.
Stomatal
Zunächst beginnt das Wasser von der Oberfläche des Hauptgewebes der Zellen zu verdampfen. Als Folge verlieren diese Zellen Feuchtigkeit, Wassermenisken in den Kapillaren werden nach innen gebogen, die Oberflächenspannung steigt und der weitere Prozess der Wasserverdampfung wird schwierig, wodurch die Anlage Wasser erheblich einsparen kann. Das verdampfte Wasser tritt dann durch die Stomenspalte aus. Solange die Spaltöffnungen offen sind, verdunstet Wasser aus dem Blatt mit der gleichen Geschwindigkeit wie an der Wasseroberfläche, dh die Diffusion durch die Spaltöffnungen ist sehr hoch.
Tatsache ist, dass bei gleicher Fläche das Wasser durch mehrere kleine Löcher, die sich in einiger Entfernung befinden, schneller verdunstet als durch ein großes. Auch nach der Schließung der Stomata bleibt die Transpirationsintensität nahezu gleich hoch. Wenn sich die Stomata schließt, nimmt die Transpiration mehrmals ab.
Die Anzahl der Stomata und ihre Lage in verschiedenen Pflanzen ist nicht gleich. In einigen Arten befinden sie sich nur auf der Innenseite des Blattes, in anderen - sowohl von oben als auch von unten. Wie oben zu sehen, beeinflusst jedoch nicht die Anzahl der Stomata die Verdampfungsrate, sondern den Grad ihrer Offenheit: Befindet sich viel Wasser in der Zelle, öffnen sich die Stomata, wenn ein Mangel auftritt - die schließenden Zellen werden aufgerichtet, die Stomata nimmt ab - und die Stomata schließen sich. 
Cuticular
Die Kutikula sowie die Stomata haben die Fähigkeit, mit Wasser auf den Sättigungsgrad des Blattes zu reagieren. Die Haare auf der Blattoberfläche schützen das Blatt vor Luft- und Sonnenlichtbewegungen, wodurch der Wasserverlust verringert wird. Wenn die Stomata geschlossen sind, ist die kutikuläre Transpiration besonders wichtig. Die Intensität dieser Art der Transpiration hängt von der Dicke der Kutikula ab (je dicker die Schicht ist, desto weniger Verdunstung). Das Alter der Pflanze ist auch von großer Bedeutung - Wasserblätter auf reifen Blättern machen nur 10% des gesamten Transpirationsprozesses aus, während sie bei jungen Pflanzen bis zur Hälfte reichen. Bei zu alten Blättern wird jedoch eine Zunahme der kutikulären Transpiration beobachtet, wenn ihre Schutzschicht durch Alter, Risse oder Risse beschädigt wird.
Beschreibung des Transpirationsprozesses
Der Transpirationsprozess wird durch mehrere signifikante Faktoren erheblich beeinflusst.
Faktoren, die den Transpirationsprozess beeinflussen
Wie oben erwähnt, wird die Intensität der Transpiration hauptsächlich durch den Sättigungsgrad der Pflanzenblattzellen mit Wasser bestimmt. Dieser Zustand wird wiederum hauptsächlich durch äußere Bedingungen beeinflusst - Feuchtigkeit, Temperatur und Lichtmenge.
Es ist klar, dass bei trockener Luft die Verdampfungsprozesse intensiver ablaufen. Die Bodenfeuchtigkeit wirkt sich jedoch umgekehrt auf die Transpiration aus: Je trockener das Land, desto weniger Wasser gelangt in die Pflanze, desto größer ist das Defizit und dementsprechend weniger Transpiration.
Mit steigender Temperatur nimmt auch die Transpiration zu. Möglicherweise ist der Hauptfaktor, der die Transpiration beeinflusst, noch immer leicht. Wenn das Blatt Sonnenlicht absorbiert, steigt die Temperatur des Blattes und entsprechend öffnen sich die Stomata und die Transpirationsrate.
Wissen Sie? Je mehr Chlorophyll in der Pflanze vorhanden ist, desto stärker beeinflusst das Licht die Transpirationsvorgänge. Grüne Pflanzen verdampfen Feuchtigkeit sogar bei diffusem Licht fast doppelt so stark.
Basierend auf dem Einfluss von Licht auf die Bewegungen der Stomata gibt es sogar drei Hauptgruppen von Pflanzen, die dem täglichen Verlauf der Transpiration entsprechen. In der ersten Gruppe sind die Stomata nachts geschlossen, morgens öffnen sie sich und bewegen sich während des Tages, je nach Vorhandensein oder Fehlen eines Wasserdefizits. In der zweiten Gruppe ist der nächtliche Zustand der Stomata eine „Veränderung“ des Tages (wenn sie tagsüber geöffnet waren, nachts geschlossen waren und umgekehrt). In der dritten Gruppe hängt der Zustand der Stomata tagsüber von der Sättigung des Blattes mit Wasser ab, nachts sind sie jedoch immer geöffnet. Als Beispiele für die Vertreter der ersten Gruppe können einige Getreidepflanzen angeführt werden, zur zweiten Gruppe gehören feinblättrige Pflanzen, beispielsweise Erbsen, Rüben und Klee, zur dritten Gruppe Kohl und andere Vertreter der Pflanzenwelt mit dicken Blättern.
Aber im Allgemeinen sollte das gesagt werden Nachts ist die Transpiration immer weniger intensiv als während des Tages, da zu dieser Tageszeit die Temperatur niedriger ist, es kein Licht gibt und die Luftfeuchtigkeit im Gegenteil erhöht wird. Während der Tagesstunden ist die Transpiration in der Regel zur Mittagszeit am produktivsten, und mit einer Abnahme der Sonnenaktivität verlangsamt sich dieser Prozess.
Das Verhältnis der Intensität der Transpiration von einer Einheit der Oberflächenfläche eines Bogens pro Zeiteinheit zur Verdampfung eines ähnlichen Bereichs der freien Wasseroberfläche wird als relative Transpiration bezeichnet.
Wie ist die Anpassung des Wasserhaushalts?
Die Pflanze nimmt das meiste Wasser aus dem Boden durch das Wurzelsystem auf.
Es ist wichtig! Die Zellen der Wurzeln einiger Pflanzen (insbesondere in trockenen Regionen) sind in der Lage, eine Kraft zu entwickeln, mit deren Hilfe Feuchtigkeit aus dem Boden in mehrere zehn Atmosphären angesaugt wird!Pflanzenwurzeln sind empfindlich gegenüber der Feuchtigkeitsmenge im Boden und können die Wachstumsrichtung in Richtung zunehmender Feuchtigkeit ändern.
Zusätzlich zu den Wurzeln können einige Pflanzen Wasser und Bodenorgane aufnehmen (z. B. Moose und Flechten nehmen auf ihrer gesamten Oberfläche Feuchtigkeit auf).
Das in die Pflanze gelangende Wasser wird in allen Organen verteilt, wandert von Zelle zu Zelle und wird für die Prozesse verwendet, die für das Leben der Pflanze erforderlich sind. Eine kleine Menge Feuchtigkeit wird für die Photosynthese aufgewendet, aber die meiste Zeit ist erforderlich, um die Fülle der Gewebe (den sogenannten Turgor) aufrechtzuerhalten und um Transpirationsverluste (Verdunstung) auszugleichen, ohne die die Vitalaktivität der Pflanze unmöglich ist. Feuchtigkeit verdampft bei jedem Kontakt mit Luft, daher tritt dieser Prozess in allen Anlagenteilen auf.
Wenn die Wassermenge, die von der Pflanze aufgenommen wird, harmonisch mit den Ausgaben für all diese Ziele abgestimmt ist, ist der Wasserhaushalt der Pflanze richtig eingestellt und der Körper entwickelt sich normal. Verstöße gegen dieses Gleichgewicht können situativ oder längerfristig sein. Im Laufe der Evolution haben viele Landpflanzen gelernt, mit kurzfristigen Schwankungen im Wasserhaushalt umzugehen, aber langfristige Störungen in der Wasserversorgung und Verdunstungsprozessen führen in der Regel zum Absterben jeder Pflanze.
