Транспирация растений

Содержание воды в разных органах растения:

Растение или орган растения

Содержание воды, %

Водоросли

до 98

Высшие растения

От 70 до 80

Листья деревьев

От 50 до 97

Клубни картофеля

75

Сочные плоды

до 95

Одревесневшие части растения

От 40 до 80

Сухие семена

От 5 до 15

Основные функции воды в растениях:

1) Объединяет все части организма, образуя непрерывную водную фазу;

2) Образует раствор и среду для реакций метаболизма;

3) Принимает участие в различных процессах как вещество реакции

6СО₂ + 6Н₂О→С₆Н₁₂О₆ + 6О₂

4) Обеспечивает передвижение веществ по сосудам растения, по симпласту и апопласту;

5) Защищает ткани растений от резких колебаний температуры (благодаря высокой теплоемкости и большой удельной теплоте парообразования);

6) Обеспечивает упругость тканей и органов, выполняет роль амортизатора при механических воздействиях;

7) Поддерживает структуру органических молекул, мембран, цитоплазмы, клеточной стенки и других компартментов клетки.

Функции воды обусловлены особыми физико-химическими свойствами и строением молекулы. Молекула воды полярная и представляет из себя диполь ( Нδ+ -Оδ-). Геометрия молекулы отвечает дважды незавершенному тетраэдру. Такая геометрическая форма вызывает разделение в пространстве «центров тяжести» отрицательного и положительного зарядов и образования диполя молекулы воды.

Проекция на плоскости                         Условное изображение молекулы воды

Диполи воды могут взаимодействовать друг с другом за счетобразования водородных связей

Благодаря способности молекул воды связываться друг с другом вода обладает рядом свойств, имеющих важное значение для жизни:

Вода способна слипаться сама с собой (когезия). Когезия обусловливает

поверхностное натяжение вод , из-за которого вода как бы покрыта кожицей.

Благодаря когезии вода заполняет тонкие проводящие пучки.

Полярные молекулы воды притягиваются любой поверхностью, несущей электрический заряд (адгезия). Адгезия обусловливает капиллярные свойства воды – способность подниматься по мелким порам клеточной стенки, сосудов, почвы. Молекулы воды прилипают к поверхности поры и благодаря сцеплению с нижележащими молекулами втягивают их в пору.

Вода является растворителем. Благодаря полярной природе вода обладает способностью взаимодействовать с ионами и другими полярными соединениями и смешивать их с молекулами растворителя (воды). Неполярные соединения в воде не растворяются, а образуют с водой поверхности раздела. В живых организмах на поверхностях раздела протекают многие химические реакции.

Вода обладает высокой теплопроводностью. Теплопроводность – это мера способности теплоты распространяться по данному веществу.В организме постоянно идут реакции, сопровождающиеся выделением тепла. Тепло равномерно распределяется по всей воде, содержащейся в организме, таким образом устраняется возможность повреждения тонких структур.

Вода имеет высокую температуру кипения. Для разрыва водородных связей требуется затратить много энергии. Достигнув температуры кипения, вода превращается в газ (водяной пар), в которомкаждая молекула воды уже не связанани с какой другой.

При испарении воды расходуется энергия для разрыва водородных связей, молекулы, переходящие из воды в воздух, уносят с собой значительное количество тепловой энергии.Поэтому испарение воды растением (транспирация) сопровождается охлаждением транспирирующих органов.

Воды имеетмаксимальную плотность при 4° С, что несколько выше ее температуры замерзания(0°С). Поэтому слои воды, имеющие температуру4° С, опускаются ниже слоев, имеющих более высокую или более низкую температуру. При охлаждении от4°С до°С вода расширяется. В кристалле льда расстояние между молекулами воды больше, чем в жидкой воде, а это значит, что кристалл льда больше объема той воды, из которой он образовался. Поэтому лед плавает на поверхности воды, создавая изолирующий слой, преграждающий доступ холодного воздуха.

Виды, функции и строение тканей растений.

Образовательная ткань растений.

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
1. Верхушечная меристема	Молодые тонкостенные клетки с крупным ядром и густой цитоплазмой. Их деление происходит путем митоза .	Кончики корней, почки побегов (конусы нарастания)	Рост органов в длину благодаря делению клеток; образование тканей корня, стебля, листьев, цветков
2. Боковая (камбий)	Между древесиной и лубом стеблей и корней	Рост корня и стебля в толщину; камбий внутрь откладывает клетки древесины, а наружу — клетки луба.
3. Вставочная меристема	Между постоянными тканями	Периодическое отрастание поврежденных листьев и стеблей

Образовательная ткань растений

Вставочная меристема

Покровная ткань растений.

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
1. Первичная Кожица (эпидерма)	Плотно сомкнутые живые клетки с устьицами и утолщенной наружной стенкой	Покрывает листья, зеленые стебли, все части цветка	Защита органов от колебаний температуры, повреждений и высыхания
2. Вторичная — пробка	Мертвые клетки, их стенки пропитаны жироподобным веществом суберином	Покрывает зимующие клубни, корневища, корни, стебли
3. Корка (покровный комплекс)	Много слоев пробки, а также другие мертвые ткани	Покрывает нижнюю часть стволов деревьев

Клетка эпидермы

Строение эпидермы

Покровная ткань растений — корка

Проводящая ткань растений.

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
1. Сосуды древесины – ксилема	Полые трубки с одревесневающими стенками и отмершим содержимым	Древесина (ксилема), проходящая вдоль корня, стебля, жилок листьев	Проведение воды и минеральных веществ из почвы в корень, стебель, листья, цветки
2.Ситовидные трубки луба — флоэма Сопровождающие клетки  или клетки-спутницы	Вертикальный ряд живых клеток с ситовидными поперечными перегородками Сестринские клетки ситовидных элементов, сохранившие  свою структуру	Луб (флоэма), расположенный вдоль корня, стебля, жилок листьев Всегда располагаются вдоль ситовидных элементов (сопровождают их)	Проведение органических веществ из листьев в стебель, корень, цветки Принимают активное участие в проведении органических веществ по ситовидным трубкам флоэмы
3. Проводящие сосудисто-волокнистые пучки	Комплекс из древесины и луба в виде отдельных тяжей у трав и сплошного массива у деревьев	Центральный цилиндр корня и стебля; жилки листьев и цветков	Проведение по древесине воды и минеральных веществ; по лубу — органических веществ; укрепление органов, связь их в единое целое

Проводящая ткань

Проводящая ткань

Сопровождающая клетка

Механическая ткань растений.

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
1. Колленхима	Живые клетки с неравномерно утолщенными стенками	В первичной коре молодых стеблей	Укрепление молодых растущих органов
2. Волокна	Длинные клетки с толстыми одревесневающими стенками и отмершим содержимым	Вокруг проводящих сосудисто-волокнистых пучков	Укрепление органов растения благодаря образованию каркаса
3. Склереиды	Толстостенные клетки, нередко одревесневшие	Твердые оболочки плодов, в мякоти незрелых плодов

Механические ткани растений

Механические ткани растений

Основная ткань растений.

Название ткани	Строение	Местонахождение	Функции
1. Ассимиляционная	Столбчатая и губчатая ткань с большим количеством хлоропластов	Мякоть листа, зеленые стебли	Фотосинтез, газообмен
2. Запасающая	Однородные тонкостенные клетки, заполненные зернами крахмала, белка, каплями масла, вакуолями с клеточным соком	Корнеплоды, клубни, луковицы, плоды, семена	Отложение в запас белков, жиров, углеводов (крахмал, сахар, глюкоза, фруктоза)

Основные ткани растений

Основные ткани растений

На рисунке ниже представлен сосудисто-волоконный проводящий открытый пучок.

Сосудисто-волоконный проводящий открытый пучок

1. Флоэма
2. Ксилема
3. Камбий
4. Склеренхимные волокна

Информация о статье:

Ткани растенийВиды, функции и строение тканей растений.

Date Published: 11/29/2016
В статье описываются основные ткани растений. Их функции, строение. В качестве примеров приведены рисунки.

10 / 10 stars

Определение уровня транспирации

Разработано много методик и приборов для определения уровня транспирации, например, лизиметры, термосинтетические сенсоры.

Практические опыты учёных показали, что вода, которую испаряют растения, по своему составу различается с впитываемой жидкостью.

Лист, за время сезона, испаряет воды несколько раз больше своего веса. Например, с одного гектара пшеницы испаряется за время выращивания до 3 000 тонн воды.

Специалисты сельского хозяйства используют в своей работе специальный термин – транспирационный коэффициент. Это отношение массы воды, которую затратили для полива к прибавлению сухой массы растения.

В стандартном выражении он равняется от 200 до 600 (в некоторых случаях 1 000) единиц. То есть для выращивания 1 кг с/х культуры нужно примерно 600 л воды.

В засушливых регионах у растений существуют специальные приспособления, которые помогают им уменьшить уровень транспирации. Например, это маленькая поверхность листвы или их видоизменение, водонепроницаемая плёнка кутикулы.

Часто растения применяют САМ — фотосинтез, когда поры листьев открыты только ночью при низкой температуре воздуха и высокой влажности.

Если объём воды, потребляемый растением, совпадает с её расходом, то водный баланс хорошо регулируется, развивается растение гармонично. Во время роста могут возникнуть различные ситуации нарушения водного баланса.

С короткими эпизодами растения справятся, но продолжительные перебои с водой способны привести к гибели.

Уход и посадка розы Леонардо да Винчи

Роза Леонардо да Винчи смогла взять в себя историческую красоту и современные требования к цветам. Цветок имеет красивый ярко-розовый цвет и при этом пышную форму в виде шара. Розы покрывают куст обильно, поэтому являются настоящим украшением любого сада или участка.

Роза Леонардо да Винчи относится к группе Флорибунда. Сорт получился с помощью скрещивания полиантовых и чайно-гибридных роз. К группе Флорибунда относятся именно кустовые розы самых разных сортов, но самым популярным является все, же, да Винчи. Создал сорт в 1994 году Ален Мейленд и название дал в честь художника.

Цветет цветок махровыми цветами диаметром около 10 см и ярким окрасом. Цветки могут быть как одиночными, так и расти в кистях по 3-4 штуки. В одном цветке около 80 лепестков. Розы имеют легкий фруктовый аромат. Садоводы также любят ярко-красный сорт цветка. Роза ред Леонардо да Винчи имеет около 100 лепестков красного цвета.

Сам куст у сорта сильный и достигает 70-100 см в высоту, а роза ред может вырасти еще больше. Листва темно-зеленая, а побеги прямостоячие. Кроме этого, сорт обладает сильной устойчивостью к различным заболеваниям.

Суточный ход транспирации

В течение суток уровень испарения влаги у растений меняется:

1. Ночью, процесс водообмена между растением и окружающим воздухом практически останавливается. Это обусловлено отсутствием солнца, закрытием отверстий эпидермиса, снижением температуры атмосферного воздуха и увеличением уровня его влажности.
2. На рассвете, устья открываются. Степень их раскрытия увеличивается с изменением освещенности, климатических и физических показателей воздушных масс.
3. Максимальная интенсивность транспирации у растений наблюдается в полдень, к 12-13 часам. На данный процесс влияет напряженность солнечного света.
4. При недостаточной влажности в дневной период, интенсивность водообмена может снижаться. Этот механизм позволяет растению значительно сократить потерю влаги, защитив себя от увядания.
5. При снижении солнечной инсоляции в вечерние часы интенсивность транспирации вновь возрастает.

Суточный процесс влагообмена также зависит от вида и возраста растений, региона произрастания, схемы расположения листьев.

У кактусов, повышение уровня транспирации происходит исключительно ночью, когда устья полностью раскрыты. У растений, листва которых повернута боковой частью к горизонту, данный процесс начинается непосредственно с первыми лучами солнечного света.

Определение транспирации в биологии — видео

https://youtube.com/watch?v=f0MoAb0XMEs

http://www.lineyka.net/raboty-na-dache/transpiracija-u-rastenij-sutochnyj-hod.htmlhttp://studopedia.ru/5_97143_transpiratsiya-ee-znachenie-list-kak-organ-transpiratsii-vidi-transpiratsii-ee-pokazateli-sutochniy-hod-transpiratsii-vliyanie-vneshnih-uslovii.htmlhttp://glav-dacha.ru/transpiraciya-u-rasteniy/

Кавитация

Чтобы поддерживать градиент давления, необходимый для того, чтобы растения оставались здоровыми, они должны постоянно поглощать воду своими корнями. Они должны быть в состоянии удовлетворить потребности в воде, потерянной из-за испарения. Если растение не может принести достаточно воды, чтобы оставаться в равновесии с транспирацией, происходит событие, известное как кавитация . Кавитация — это когда растение не может обеспечить свою ксилему достаточным количеством воды, поэтому вместо того, чтобы заполняться водой, ксилема начинает заполняться водяным паром. Эти частицы водяного пара собираются вместе и образуют засоры в ксилеме растения. Это не позволяет растению транспортировать воду по своей сосудистой системе. Нет очевидной картины того, где кавитация возникает по всей ксилеме растения. Если не принять эффективных мер по уходу, кавитация может привести к тому, что растение достигнет точки постоянного увядания и погибнет. Следовательно, у растения должен быть метод, с помощью которого можно удалить эту кавитационную закупорку, или он должен создать новое соединение сосудистой ткани по всему растению. Растение делает это, закрывая устьица на ночь, что останавливает поток транспирации. Это затем позволяет корням создавать давление более 0,05 МПа, и это способно разрушить закупорку и наполнять ксилему водой, повторно соединяя сосудистую систему. Если растение не может создать достаточное давление, чтобы устранить засорение, оно должно предотвратить распространение засора с помощью груши, а затем создать новую ксилему, которая может повторно соединить сосудистую систему растения.

Ученые начали использовать магнитно-резонансную томографию (МРТ) для неинвазивного мониторинга внутреннего состояния ксилемы во время транспирации. Этот метод визуализации позволяет ученым визуализировать движение воды по всему растению. Он также способен видеть, в какой фазе находится вода в ксилеме, что позволяет визуализировать события кавитации. Ученые смогли увидеть, что в течение 20 часов солнечного света более 10 сосудов ксилемы начали заполняться частицами газа, становящимися кавитацией. Технология МРТ также позволила увидеть процесс восстановления этих ксилемных структур на заводе. После трех часов нахождения в темноте было замечено, что сосудистая ткань пополнилась жидкой водой. Это стало возможным, потому что в темноте устьица растения закрыты и транспирация больше не происходит. Когда транспирация прекращается, кавитационные пузыри разрушаются давлением, создаваемым корнями. Эти наблюдения предполагают, что МРТ способны контролировать функциональное состояние ксилемы и позволяют ученым впервые просматривать события кавитации.

Регуляция

Растение регулирует свой уровень транспирации с помощью изменения размера устьичных щелей. На уровень транспирации также влияет состояние атмосферы вокруг листа, влажность, температура и солнечный свет, а также состояние почвы и её температура и влажность. Кроме того, надо учитывать и размер растения, от которого зависит количество воды, поглощаемой корнями и, в дальнейшем, испаряемой через листья.

Особенность	Влияние на транспирацию
Количество листьев	Чем больше листьев, тем больше поверхность испарения и больше количество устьиц для газообмена. Это увеличивает потери воды.
Количество устьиц	Чем больше на листе устьиц, тем больше воды испаряет лист.
Размер листа	Лист с большей площадью испаряет больше воды, чем лист с маленькой.
Наличие растительной кутикулы	Воскоподобная плёнка кутикулы плохо проницаема для воды и водяных паров и снижает испарение с поверхности растения, за исключением испарения через устьица. Блестящая поверхность кутикулы отражает солнечные лучи, снижая температуру листа и уровень испарения. Небольшие волоски (трихомы) на поверхности листа также снижают потерю воды, создавая рядом с поверхностью зону высокой влажности. Такие приспособления для сохранения воды можно наблюдать у многих растений из засушливых мест — ксерофитов.
Содержание CO2	У многих растений понижение уровня углекислого газа в воздухе приводит к повышению тургора замыкающих клеток и открытию устьиц.
Уровень света	Помимо понижения уровня углекислого газа в процессе фотосинтеза свет может оказывать и непосредственное влияние на замыкающие клетки, заставляя их разбухать.
Температура	Увеличение температуры увеличивает скорость испарения и уменьшает относительную влажность окружающей среды, что также увеличивает потерю воды.
Относительная влажность	Сухой воздух вокруг листьев повышает уровень транспирации.
Ветер	В стоячем воздухе рядом с поверхностью испарения образуется область с высокой влажностью, что замедляет потерю воды.

Во время сезона роста лист может испарить количество воды во много раз превышающее его собственный вес. Один гектар посева пшеницы испаряет за лето 2000—3000 тонн воды. В сельском хозяйстве оперируют понятием транспирационного коэффициента, это соотношение между затраченной массой воды и приростом сухой массы. Обычно он составляет от 200 до 600 (1000), т.е для образования одного килограмма сухой массы сельхозкультуры необходимо от 200 до 1000 литров воды.

Для измерения уровня транспирации растений существует множество техник и приборов, включая потометры, лизиметры, порометры, фотосинтетические системы и термометрические сенсоры. Для измерения эвапотранспирации применяют главным образом изотопные методы. Недавние исследования показывают, что вода, испарённая растениями, отличается по изотопному составу от грунтовых вод.

У пустынных растений есть специальные приспособления, позволяющие снизить транспирацию и сохранить воду, такие как толстая кутикула, уменьшенная площадь листьев и волоски на листьях. Многие из них используют так называемый CAM-фотосинтез, когда днём устьица закрыты, а открываются только ночью, когда температура ниже, а влажность больше.

Общие представления об испарении влаги с почвы

Осадки, которые выпадают на земную поверхность, испаряются как непосредственно с почвы (физическое испарение), так и через растения (транспирация).

Вода также испаряется с поверхности растений и других предметов (вода, которая задержалась на их поверхности после выпадения дождя, росы, снега, инея).

Все эти виды испарения в гидрологической литературе принято называть суммарным испарением или эвапотранспирацией. Агрономов прежде всего интересует физическое испарение, которое составляет наибольшую статью непродуктивных потерь почвенной влаги. Поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать именно этот процесс.

Обычно выделяют три характерные стадии испарения воды почвой в процессе её высыхания.

Испарение при достаточном увлажнении поверхности почвы (первая стадия)

Наблюдается при насыщении почвы водой почти до полной влагоёмкости. В таком (мокром) состоянии почва испаряет воды столько же, как и открытая водная поверхность, или даже больше при условии, что поверхность почвы характерна неровностями, имеет более тёмный цвет и лучше прогревается.

При таком увлажнении почвы приток воды по капиллярам к её поверхности равный испаряющей способности почвы (испаряемости) или превышает её. Свойства почвы при этой стадии увлажнения на испарение воды влияют слабо (кроме её теплоёмкости).

Интенсивность испарения определяется исключительно комплексом метеорологических условий, при котором оно происходит.

Испарение при недостаточном увлажнении поверхности почвы (вторая стадия)

Когда почва теряет определённое количество воды, скорость движения последней замедляется, и подток воды к испаряющей поверхности уже не компенсирует испарение. Тогда поверхность почвы подсыхает, и фронт испарения (зона преобразования) опускается в глубь.

Скорость испарения при этом определяется скоростью притока воды в зону парообразования и в значительно меньшей мере – уменьшением уровня увлажнения верхнего просыхающего слоя почвы.

Интенсивность испарения при этом, кроме метеорологических условий, зависит от капиллярной проводимости почвы. С высыханием почвы всё большая часть капилляров выключается с водопроводящей системы. Фронт капиллярной подачи воды опускается.

Испарение от капиллярно увлажнённого слоя почвы идёт теперь под поверхностью. Пары воды через просушенный верхний слой почвы в атмосферу проникают диффузно. Так как интенсивность испарения на этой стадии кроме всего зависит от глубины зоны испарения и рыхлости почвы, через которую будут проникать пары воды. Отсюда станет понятным, что интенсивность испарения при постоянных внешних условиях будет явно затухать.

Приостановление испарения влаги (третья стадия)

Почва постепенно просыхает сверху вниз, отдавая влагу диффузно в форме пара. Скорость испарения при третьей стадии значительно ниже, чем при второй и беспрерывно падает.

Естественно, в природных условиях чёткой границы между этими стадиями испарения нет. Каждая последующая стадия зарождается в пределах предыдущей и какое то время они идут параллельно. При этом первая постепенно затухает, вторая нарастает.

Регулирование транспирации воздействием на движение воды

Растение регулирует скорость движения влаги путем изменения размеров устьиц, степени их раскрытия. В засушливых районах вырабатываются ксероморфные признаки экономии воды, растения адаптируются к ее недостатку.

Видоизмененная форма листа — защитная реакция на дефицит влаги. Испарение резко уменьшается за счет превращения листьев в иглы у хвойных деревьев, шипы и колючки у суккулентов, свернутые трубкой листья ковыля.

Каждое растение приспосабливается к окружающей среде.

Толстая блестящая пленка, восковой налет, отражая лучи солнца, блокируют кутикулярную транспирацию. Потерю влаги снижают небольшие кожистые листья, наличие ворсистости.

В условиях избытка влаги испарение с листа отсутствует. Саблевидные, складчатые, свисающие вниз листья с желобками по краю сбрасывают воду. Во влажных лесах тропической зоны наблюдается гуттация, когда на листву выделяются капли воды. Подобное явление возникает под укрытием теплиц, при проведении поливов дождеванием.

Испарение с листа создает беспрерывное передвижение влаги и питательных веществ. Транспирация защищает растение от перегрева. Формирует саморегулируемый водный режим, смягчает влияние неблагоприятных факторов. Это главное биологическое свойство растений.

Транспирация, ее механизм и роль в жизни растений. Механизм гуттации.

Транспирация – это физиологический процесс испарения воды растениями. Основным органом транспирации является лист.

Принято считать, что устьица – это щель между двумя замыкающими клетками. Но кроме двух замыкающих клеток в состав устьичного аппарата входят и примыкающие к ним эпидермальные клетки; они также принимают участие в устьичных движениях

Между нижней и верхней эпидермой находится мезофилл с системой межклетников и проводящими пучками. Межклетники увеличивают внутреннюю испаряющую поверхность листа в 7–10 раз и связываются с окружающей средой через устьица.

Установлено, что растения испаряют значительную часть поглощаемой воды. В испарении принимают участие три структуры:

1. Устьицы – поры, через которые диффундирует вода, испаряющаяся с поверхности клеток (около 90 % от всей потерянной воды при открытых устьицах).

2. Кутикула – восковой слой, покрывающий эпидермис листьев и стеблей; через нее проходит вода, испаряющаяся с наружных оболочек клеток эпидермиса (около 10 %).

3. Чечевички, почки – обычно их роль в испарении воды очень мала, но у листопадных деревьев после сбрасывания листьев через них теряется основная масса воды.

Следовательно, основную роль в испарении воды играют следующие виды транспирации:

– устьичная (испарение воды через устьица);

– кутикулярная (испарение воды с поверхности листа, покрытого кутикулой)

– перидермальная (через чечевички, стебель, почки).

Как правило, транспирацию подразделяют на устьичную и внеустьичную (кутикулярная, перидермальная).

Большая часть транспирационной воды испаряется с влажной поверхности клеток мезофилла в межклетники, а потом водяной пар через устьица диффундирует в окружающую среду

Поэтому, при устьичной транспирации выделяют такие фазы:

– испарение воды с поверхности влажных клеточных оболочек;

– диффузия водяного пара через устьица;

– движение водяного пара с поверхности листа.

Интенсивность или скорость транспирации определяется количеством граммов воды, испаренной с 1 м 2 листовой поверхности за 1 час (г Н₂О/м 2 ·ч).

Редко количество потерянной воды относят не к единице поверхности, а к единице сухой массы растения. Последнее не совсем верно, поскольку при одинаковой массе органы растений могут иметь разную поверхность.

Обычно скорость транспирации колеблется в интервале от 15 до 250 г/м 2 ·ч, а ночью снижается до 7–20 г/м 2 ·ч. Если провести приблизительные расчеты, то можно показать, что 1 га пашни за счет только транспирации теряет 100 т воды за день.

Кутикулярная транспирация для молодых листьев составляет 1/3– 1/2 общей интенсивности испарения, у взрослых листьев в 10 раз слабее. У суккулентов (например, кактусов) кутикулярная транспирация вообще отсутствует. У сахарного тростника ее интенсивность почти равна устьичной, так как некоторые из клеток верхней эпидермы имеют тонкие оболочки. Транспирация через чечевички, стебель, почки (перидермальная) по интенсивности небольшая.

Кроме интенсивности транспирация характеризуется транспирационным коэффициентом. Транспирационный коэффициент – это количество воды, которое затрачивается для накопления одного грамма сухого вещества. Чтобы расчитать эту величину необходимо определить интенсивность транспирации и увеличение массы вещества растения и первую величину поделить на вторую. Например, транспирационный коэфициент 300, это означает, что растение должно испарить 300 г. воды, чтобы ее сухая масса увеличилась на 1г.

Величина транспирационного коэффициента варьирует у разных растений от 100 до 1 000 г Н₂О/г сухого вещества (чаще 300–500). Средняя величина этого коэффициента у С₃-растений – 600, С₄ – 300, растений типа толстянковых – 33–240 г Н₂О/г сухого вещества.

Внутреннее строение листа

Внутренняя структура листовой пластинки приспособлена для фотосинтеза, газообмена и испарения воды. Вся поверхность листа покрыта прозрачной эпидермой, большинство клеток которой не имеет хлоропластов. Эпидерма верхней стороны листовой пластины содержит восковой кутикулярный слой, препятствующий испарению воды и отражающий солнечные лучи, на нём могут присутствовать железистые волоски и трихомы. Трихомы удерживает влагу и препятствуют её испарению. Эпидерма выполняет несколько функций:

• защита от излишнего испарения;
• регуляция газообмена для дыхания и фотосинтеза;
• выделение воды и некоторых веществ;
• впитывания воды (у некоторых растений, не у всех).

Слой эпидермы на нижней стороне большинства листьев содержит щелевидные отверстия (устьица), с расположенными по бокам замыкающими клетками. При равном освещении обеих сторон листа, устьица образуются на обеих из них. У плавающих в воде листьев устьица есть только на верхней эпидерме. Устьица регулируют газообмен и испарение, они связаны с межклетниками основной ткани листа.

Эпидерма листа традесканции

Основная ткань между верхней и нижней эпидермой называется мезофиллом. Мезофилл – важнейшая ткань листа, в её клетках сосредоточены хлоропласты и происходит фотосинтез. Она перемежается жилками различных размеров. Клетки мезофилла покрыты тонкой оболочкой, они не имеют одревесневшей клеточной стенки.

Большинство листьев папоротников и цветковых растений имеет два различных типа мезофилла:

• верхний, столбчатый (палисадный) – состоящий из одного или нескольких (чаще двух) рядов плотноупакованных бочкообразных или цилиндрических вытянутых клеток хлоренхимы (паренхима с хлоропластами). Они расположены прямо под эпидермой вертикально по отношению к ней. Листья, растущие на солнце, содержат до 5 слоёв палисадного мезофилла, в теневых листьях есть только 1 слой. Некоторые растения, например виды Эвкалиптов из-за особого расположения их листьев по отношению к свету (боком) содержат столбовидную хлоренхиму ближе к краям листовой пластинки.
• губчатый – пространство между столбчатой хлоренхимой и нижним эпидермисом заполнено рыхлой паренхимой, между клетками которой имеется множество воздушных пространств. Эти воздушные полости взаимосвязаны с устьицами и участвуют в газообмене и выведении водяного пара из листа. Увеличение межклеточных пространств достигается различными путями: в одних случаях клетки сохраняют округлую форму, в других образуют выросты.

Расположение устьиц преимущественно на нижней стороне листа объясняется не только положением губчатого мезофилла. Потеря воды листом в процессе транспирации идёт медленнее через устьица, расположенной в нижней, а не в верхней эпидерме. Кроме того, главным источником углекислого газа в атмосфере является «почвенное дыхание» — выделение СО₂ в результате жизнедеятельности многочисленных живых существ, населяющих почву.

Абсолютная толщина палисадной и губчатой ткани и число слоёв клеток в них различны, в зависимости от освещения и других причин. Даже у одной особи, например на одном кусте сирени, листья, выросшие на свету, имеют более развитый мезофилл, чем теневые листья.

Внутреннее строение листьев может меняться. Если нижняя сторона листьев получает достаточно света, то и на ней образуется столбчатый мезофилл. У многих листьев однодольных растений мезофилл не дифференцируется на столбчатый и губчатый, а состоит из одинаковых клеток. Встречаются уклонения от типичной плоской структуры листа и тогда клеточное строение тоже меняется. У некоторых растений-ксерофитов обе стороны листа имеют одинаковую эпидерму и мезофилл. У многих суккулентов листья цилиндрической формы с радиальной симметрией. У некоторых злаков имеется особенно высокоспециализированный тип мезофилла – корончатый. Здесь клетки мезофилла окружают проводящие пучки, примыкая к ним по радиусу. В промежутках между клетками имеются большие межклетники, против которых с обеих сторон имеются устьица.