Solul, planta și atmosfera constituie un sistem continuu, în care solul oferă o ancoră mecanică plantelor, pe lângă stocarea apei și a oxigenului pe care rădăcinile le absorb. Atmosfera constituie o sursă de cereri nelimitate de apă, iar planta este unitatea conductoare între sol și atmosferă, deoarece absoarbe apa din sol, apoi circulă prin xilem și, în cele din urmă, iese prin stomatele frunzelor. atmosferă într-un proces cunoscut sub numele de transpirație. Fluxul de apă sau transpirația are loc ca răspuns la un gradient de energie sau potențial care există între sol și atmosferă.

Transpirația este forța motrice din spatele creșterii apei în plante. La nivelul frunzelor și ca răspuns la gradientul de potențial al apei dintre atmosferă și frunză, apa scapă din ele sub formă de abur prin stomate, scăzându-le potențialul de apă. Această reducere a potențialului apei frunzelor crește gradientul dintre frunză și sol, ceea ce determină un flux de apă din zona rădăcinii. Pe măsură ce disponibilitatea apei în sol scade (potențialul matric și conductivitatea hidraulică a solului scad), fluxul de apă către plantă este din ce în ce mai mic, ajungând într-un moment în care absorbția nu poate egala transpirația, producând un deficit de apă în planta, care induce o închidere stomatală. Pe de altă parte, excesul de apă din sol cauzează probleme de aerare, afectând metabolismul rădăcinii, care afectează și dezvoltarea culturii în general. Prin urmare, este necesar să se mențină niveluri adecvate de umiditate în sol pentru a satisface nevoile de transpirație ale plantelor și să nu provoace deficite sau excese de apă, care afectează creșterea și dezvoltarea acestora.

Aplicarea cantităților de apă în concordanță cu cerințele plantelor și eficiența aplicării sistemului de irigare utilizat, permite economisirea apei și a energiei, controlul pierderii de nutrienți prin levigare și creșterea randamentelor și a calității producției.

STOMI ȘI TRANSPIRARE

Transpirație: este cazul special al evaporării apei, de la un țesut viu la exterior. Acest fenomen poate avea loc în orice parte a plantei care este expusă aerului, dar frunzele sunt cele care îl realizează cu cea mai mare intensitate. Căile de transpirație din plantă sunt:

1-Transpirația stomacală: prin stomate; Este o cale care poate fi controlată de plantă și reprezintă cantitativ aproximativ 90% din apa totală pierdută.

Detaliu al unei stome de Iris germanica (crin) care prezintă celulele atașate și ostiolul.

stomate

2- Transpirație lenticelară: datorită lenticelelor.

3- Transpirație cuticulară: prin cuticulă. Aceste ultime două căi nu sunt controlate de plantă și reprezintă cantitativ nu mai mult de restul de 10%, dar capătă o importanță fundamentală atunci când stomatele sunt închise, de exemplu. din cauza deficitului de apă. La frunzele plantelor xerofitice (tipice zonelor aride), care au o cuticulă foarte groasă și uneori acoperite cu ceruri, transpirația cuticulară nu depășește frecvent 1% din apa pierdută prin stomate .

Transpirația stomacală este reglat de stomate, care se închid atunci când există un deficit de apă apreciabil în plantă și constituie cea mai importantă cale pentru schimbul de gaze între mezofilă și atmosferă.

Micrografie electronică a unei stome de frunze Stellaria holostea care prezintă celulele stomatale vacuolate cu cloroplaste.

Numărul de stomate pe unitate de suprafață variază în funcție de specie și de condițiile de mediu în care se dezvoltă planta și poate varia de la 50 la 500 pe mm2. Există plante cu stomate doar pe partea superioară a frunzei: frunze epistomatice, ca unele acvatice (hidrofite) care au frunze plutitoare; altele au stomate pe ambele părți ale frunzelor: amfistomatic. Cu toate acestea, există mai multe plante care au un număr mai mare de stomate pe partea inferioară: hipostomatice.

Unitatea alcătuită dintr-un por și cele două celule ocluzive din jur se numește stoma. Aceste celule gardiene sau ocluzive sunt în contact cu celulele adiacente ale epidermei și, în multe cazuri, s-a constatat existența unor relații metabolice foarte strânse între celulele ocluzive și adiacente. Stimele Dicot au celule ocluzive în formă de rinichi și distribuția lor în lamă este aleatorie.

În monocotiledonate, în special în ierburi, ele sunt alungite și aproape paralele și sunt distribuite în lamina paralelă cu venele.

Pe măsură ce turgorul celular crește, porii se deschid și la scădere se închide. Acest lucru este așa, datorită unei caracteristici speciale a anatomiei submicroscopice a pereților lor celulari. Microfibrilele de celuloză care alcătuiesc acest perete sunt organizate în jurul circumferinței celulelor gardiene, în formă de inel și care radiază dintr-un punct din centrul stomei. Acest aranjament se numește micelație radială. Chiar și atunci când suprafața ocupată de stomate este foarte scăzută în raport cu suprafața frunzelor totale (1% sau mai puțin), eficiența sa difuzivă este mult mai mare decât dacă ar fi o suprafață de evaporare liberă.

Acest lucru este guvernat de principiul difuziei prin zone ecranate, care afirmă că viteza de difuzie este proporțională cu perimetrul și nu cu aria găurilor. Mecanismul de deschidere și închidere a porilor stomatali răspunde variațiilor anumitor factori de mediu și interni, în special lumină, concentrație de CO2, potențialul de apă al frunzei și temperatură. Plantele adaptate mediilor uscate (xerofite), au adesea stomate scufundate în epidermă sau grupate în cavități ale frunzelor, care uneori au o acoperire păroasă densă. Toți acești factori tind să scadă considerabil pierderile de apă. Dimpotrivă, plantele care trăiesc în medii umede (higrofite) au adaptări precum: stomate ridicate, fire de păr și urgențe vii care favorizează transpirația. Transpirația are o periodicitate diurnă legată de condițiile meteorologice.

În general este scăzut noaptea, crescând rapid după răsăritul soarelui până la vârf dimineața târziu sau după-amiaza devreme și apoi scăzând treptat spre seară Transpirația unei plante sau frunze poate varia de la un moment la altul, din cauza efectelor factorilor de mediu care se modifică. condițiile fiziologice intrinseci ale plantei (pH, potențial de apă etc.). Acești factori pot fi: radiația solară, umiditatea relativă, temperatura, disponibilitatea apei în sol, vântul.

Principalele metode de măsurare a transpirației sunt:

a) Pierderea în greutate a unei plante într-un ghiveci: Se calculează cântărind o plantă și recipientul acesteia, sigilate corespunzător pentru a preveni evaporarea din sol, la intervale de timp convenabile. Se poate folosi și un lisimetru, cu solul sigilat. Având în vedere că cantitatea de apă utilizată în creștere este mai mică de 1% din greutatea finală uscată (225 kg de apă pe kg de substanță uscată), se presupune că orice modificare a greutății în intervalul de timp considerat se datorează transpirației. Pe o balanță sensibilă de torsiune, este posibil să se măsoare pierderea în greutate a unei frunze sau ramuri tăiate la intervale de 1-2 minute. Dacă organul nu suferă stres de apă, metoda oferă o măsurare satisfăcătoare și rapidă, dar se fac erori grave dacă planta suferă de deficit de apă sau este măsurată pentru perioade mai lungi decât cele menționate.

b) Metoda lui Freeman: planta sau una dintre părțile sale este izolată într-un recipient de sticlă, în care se face să curgă un curent de aer uscat. Vaporii de apă sunt colectați în tuburi care conțin pentoxid de fosfor sau clorură de calciu și cântărit. Ca control, un aparat similar este utilizat numai în absența plantei. Suferă de obiecții grave, având în vedere artificialitatea sistemului care face schimbarea condițiilor experimentale.

c) Potometru: dacă se admite că absorbția compensează pierderea apei prin transpirație, cu potometrul se poate determina indirect intensitatea pierderii de apă de către planta tăiată sau tulpină, măsurând rata de absorbție. Se compune dintr-un rezervor de apă în care este introdusă o plantă sau o parte din acesta și un tub capilar de sticlă cu diametrul intern cunoscut, cuplat cu rezervorul. O bulă de aer este introdusă în tub, iar viteza de mișcare a acesteia pe o scală servește ca indicator al intensității transpirației. Pentru a reduce eroarea, se recomandă utilizarea plantelor întregi, însă nu este o metodă foarte precisă.

Metoda de măsurare cu un potometru.

d) Porometru de difuzie: Cu acest instrument electronic portabil modern este posibil să se determine rezistența pe care epiderma o oferă la difuzia unui gaz (în acest caz, vapori de apă). Se compune dintr-un contor de rezistență electrică portabil și un senzor de umiditate a cărui rezistență variază invers cu gradul de umiditate. Pentru a măsura, senzorul este atașat la foaie și timpul necesar pentru scăderea rezistenței dintre două valori pe o scală este măsurat cu un cronometru. Cu cât deschiderea stomatală este mai mare, cu atât schimbarea va fi mai rapidă pe măsură ce rezistența scade. Astfel se calculează rezistența stomatală (și conductivitatea inversă a acesteia), cunoscând temperatura frunzei (măsurată de instrument) și a aerului.

Porometru

Mai sunt câteva metode, dar acestea sunt cele mai utilizate. În această lucrare practică intensitatea transpirației va fi determinată, prin metoda de slăbire sau gravimetrică.

Video despre măsurarea transpirației cu un potometru (în engleză: „Transpirația: puterea potometrului”)