Транспирация

Транспирация (транс... және лат. spіro – дем аламын, дем шығарамын) – өсімдіктің суды буландыруы; күрделі физиологиялық процесс. Яғни судың өсімдік бойымен жылжып, жапырақтары, сабағы және гүлдері арқылы булануын транспирация деп атаймыз. Су өсімдіктің барлық тіршілік әрекеті үшін маңызды, бірақ тамыр арқылы сіңірілген судың біраз бөлігі ғана метаболизм және өсіп-даму үшін қолданылады. Қалған 99-99,5%-ы транспирация барысында буланып шығарылады.

Сипаттама

Су негізінен жапырақтың бетін қаптап тұратын кутикуладағы лептесіктерінде буланады. Транспирация өсімдіктегі су тасымалының жоғарғы, шеткі қозғаушы күші болып саналады. Себебі судың булануы нәтижесінде жапырақ клеткаларындағы су мөлшері азайып, су потенциалы төмендейді. Ондай клеткалардың су сорғыш күші артып, өткізгіш шоқтар (ксилема) арқылы судың өрлеу ағыны жүзеге асады. Тамырдың су сіңіру қабілеті қалыпты деңгейде сақталады. Транспирация қарқыны сыртқы ортаның температурасы мен ауаның қозғалысына және оның ылғалдылығына тәуелді болады. Температура жоғары, атмосферадағы ауа құрғақ және желді болса Транспирация қарқынды жүреді. Керісінше, атмосфера ылғалдылығы жоғары, температура төмен жағдайда Транспирация қарқыны азаяды. Бірақ тамыр қысымы мен судың бөлінуі нәтижесінде жапырақ ұшында тамшылар пайда болады. Оны гуттация деп атайды. Бұл құбылысты таңертең және кешке ауаның ылғалдылығы жоғары болғанда байқауға болады.

Судың ең көп буланатын кезіне өсімдіктердің вегетация кезеңі жатады. Мысалы, 1 га бидай алқабы 2 млн. кг суды, жүгері 3,2 млн. кг, капуста 8 млн. кг суды буландырады. Өсімдіктің 1 сағатта буландыратын су мөлшері оның жапырақ беті аумағымен немесе салмақ өлшемімен есептеледі. Батпақты және сулы орта өсімдіктері суды буландырудың ең жоғарғы щамасымен сипатталады (1800-4000 мг/дм²-сағ.). Күн көп түсетін аймақтардағы өсімдіктің суды буландыру шамасы 1700-2500 мг/дм²•сағ. аралығында болса, көлеңке жерде өсетін өсімдіктерде екі еседей аз болады. Мәңгі жасыл қылқан жапырақты ағаштардың суды буландыру шамасы 400-550 мг/дм²*сағ., ал тропикалық ылғалды ормандардағы ағаштарда орта есеппен 600 г/дм²*сағ.-қа дейін болады.

Өсімдіктегі судың булануы екі жолмен:

1. тыныс саңылауы (тыныс саңылаулық Транспирация)
2. кутикула (кутикулалық Транспирация) арқылы жүзеге асады.

Тыныс саңылаулық Транспирация ашық жағдайда су булануымен қатар көмір қышқыл газы сіңіріліп, фотосинтез процесі де тиімді жүреді. Оттектің бөлінуіне қолайлы жағдай туады. Бұл кезде кутикулалық Транспирацияның үлес салмағы төмен болады да, керісінше, тыныс саңылаулары жабық жағдайда оның шамасы арта түседі. Мұндай жағдай Транспирация мен фотосинтез процесінің арасында байланыс бар екенін көрсетеді. Транспирация барысында өсімдікте мүшеаралық байланыс қамтамасыз етіледі, заттардың тасымалы жүзеге асып, жалпы организмдегі температура белгілі деңгейде реттеледі. Транспирация қарқыны тәулік мезгіліне байланысты өзгеріп отырады. Көптеген өсімдіктерде Транспирация қарқыны түске дейін артып, шаңқай түс кезінде төмендейді де, кешке қарай қайтадан жоғарылайды. Бұл өсімдіктердің суды тиімді пайдалануы және құрғақшылыққа төтеп беру, яғни қолайсыз ортаға бейімделуі болып табылады.

Транспирация процесін сипаттайтын және оның тіршіліктегі физиологиялық маңызын анықтайтын көрсеткіштерге:

• Транспирация қарқындылығы,
• Транспирация өнімділігі,
• Транспирациялық коэффициент жатады.

Жапырақ тақтасының белгілі ауданынан, белгілі бір уақыт ішінде буланған судың мөлшерін Транспирация қарқындылығы деп атайды. Оны 1 м немесе 1 дм жапырақтан 1 сағатта буланған судың мөлшерімен белгілейді. Транспирация өнімділігі – 1 кг су буланғанда түзілетін құрғақ заттың мөлшері. Транспирация коэффициенті – түзілген құрғақ заттың белгілі мөлшеріне жұмсалған су мөлшері. Транспирация процесінің маңызы зор. Транспирацияның нәтижесінде адам мен жануарларға жайлы микроклимат қалыптасады.

Транспирацияға әсер ететін сыртқы факторлар

Судың (немесе басқа сұйықтықтың) булануы - физикалық үдеріс екенін есте сақтау керек. Су молекулалары арасындағы "әлсіз" сутектік байланыс үзіледі де, олар бір-бірінен алшақтап, атмосфераға буланады. Бұл үдеріске қоршаған орта факторлары әсер етеді.

Қоршаған ауа температурасы булану жылдамдығына және буланған ылғал мөлшеріне әсер ететін маңызды фактор. Күн ыстық кезде суық кезге қарағанда өсімдік едәуір көп ылғал буландырады. Бұл су жеткілікті болса ғана дұрыс. Көптеген өсімдіктер ыстқы кезде суды үнемдеу үшін лептесіктерін жабады. Бұл жағдайда оларда фотосинтез баяулайды немесе тоқтайды. Ыстық елдерде өсетін өсімдіктер барлық ылғалды транспирацияға жұмсамау үшін әртүрлі әдістер арқылы тиімді фотосинтездейді.

Ауа ылғалдылығы немесе су буының қысымы да транспирация үдерісіне әсер етеді. Диффузия заңы бойынша молекулалар концентрациясы үлкен аймақтан аз аймаққа ұмтылады. Егер жапырақ айналасында ауа жеткілікті құрғақ болса, транспирация үдерісі күшейеді. Егер жапырақ айналасында ауа су буына қаныққан ылғал болса, су молекулалары едәуір нашар буланады.

Ауа қозғалысы - транспирация үдерісінің қарқындылығына әсер ететін маңызды сыртқы фактордың бірі. Күн өте ыстық болмаса да, қатты жел болса, ылғал тезірек буланады. Мұны жел соғып тұрған ауа райында шомылып болып, судан шыққан кезде де байқауға болады. Сондықтан өсімдік жел кезінде көп ылғал жоғалтпау үшін лептесігін мүлде жауып алады.

Транспирацияға әсер ететін ішкі факторлар

Буландыратын бет ауданы жапырақ ауданына тәуелді. Әдетте жапырақ беті өсімдіктің өзі алатын ауданнан ондаған есе үлкен болады. Құрғақ жерде өсетін өсімдіктер бүкіл Жер шарын бірнеше қабатпен жабуға болатын жапырақтар түзеді. Дегенмен жоғары сатыдағы өсімдіктер теңіздер мен мұхиттарда, Антарктида мен биік тауда өспейді. Жапырақ неғұрлым аз болса, олардың бетінің жалпы ауданы соғұрлым үлкен. Үлкен емен ағашында мыңдаған жапырақ бар, ал қарағайда жүз мыңнан бірнеше миллионға дейін жапырақ болады, себебі оның қылтандары ұсақ жапырақтары болып табылады.

Лептесік жапырақ ауданының бар-жоғы 1%-ын ғана алса да, олар өте көп су буландырады. Қайың ағашын жақсы суарса және орташа температура кезінде күніне 60 литр, ал емен 50 литр су буландыра алады.

Жапырақтағы лептесік мөлшері де маңызды көрсеткіш. Бидайдағы лептесік мөлшері 1 см²-де 1500, ал күнбағыста - 150-250, үрмебұршақта - 300, ал үйеңкіде - 550.

Құрғақ жерде өсетін көптеген өсімдіктерге транспирацияны барынша шектеуге тура келеді. Суды үнемдеп, булануды азайту үшін көптеген өсімдіктердің жапырақтары жабын ұлпасын - қабықшасын немесе сірқабығын өзгертеді. Олардың кейбірінде сірқабық жасушалары едәуір тығыз болады немесе балауыз өңезін бөледі. Басқа өсімдіктер жапырақтарында өсінділер - түктер немесе шоғырлар түзеді. Мысалы, шегіргүл немесе тасжарғандар тобы және дала мен шөлде өсетін өсімдіктердің көптеген түрлері де осындай.

Басқа өсімдіктер жапырқтарын "бедерлі" жапыраққа айналдырады немесе түтікшеге орайды.

Транспирацияға әсер ететін жапырақ пішінінің, мөлшерінің және жабын ұлпасының өзгеруі өте алуан түріл