Почвата, растението и атмосферата съставляват непрекъсната система, при която почвата осигурява механична котва за растенията, в допълнение към съхранението на вода и кислород, които корените поглъщат. Атмосферата представлява източник на неограничени нужди от вода и растението е проводящата единица между почвата и атмосферата, тъй като абсорбира вода от почвата, след това циркулира през ксилемата и накрая излиза през устицата на листата в атмосфера в процес, известен като изпотяване. Потокът на вода или транспирация се появява в отговор на енергиен или потенциален градиент, който съществува между почвата и атмосферата.

Изпотяването е движещата сила за покачването на водата в растенията. На нивото на листата и в отговор на градиента на водния потенциал между атмосферата и листа, водата излиза от листата под формата на пара през устиците, намалявайки водния им потенциал. Това намаляване на водния потенциал на листата увеличава градиента между листата и почвата, което причинява приток на вода от зоната на корените. Тъй като наличността на вода в почвата намалява (матричният потенциал и хидравличната проводимост на почвата намаляват), потокът на водата към растението е все по-малък и достига време, когато абсорбцията не може да бъде равна на транспирация, което води до дефицит на вода в растение, което предизвиква устично затваряне. От друга страна, излишната вода в почвата причинява проблеми с аерацията, засягайки метаболизма на корените, което също влияе върху развитието на културата като цяло. Следователно е необходимо да се поддържат адекватни нива на влажност в почвата, за да се задоволят транспирационните нужди на растенията и да не се причиняват дефицити или излишъци от вода, които влияят върху растежа и развитието им.

Прилагането на количества вода, съобразени с изискванията на растенията и ефективността на прилагането на напоителната система, която се използва, позволява да се спестят вода и енергия, да се контролира загубата на хранителни вещества чрез излужване и да се увеличат добивите и качеството на продукцията .

СТОМИ И ТРАНСПОРАЦИЯ

Изпотяване: това е специалният случай на изпаряване на вода, от жива тъкан навън. Това явление може да се случи във всяка част на растението, която е изложена на въздуха, но именно листата го извършват с най-голяма интензивност. Транспирационните пътища в инсталацията са:

1-Стоматно изпотяване: през устицата; Това е път, който може да се контролира от растението и представлява количествено около 90% от общата загубена вода.

Детайл на стома от Iris germanica (лилия), показваща прикрепените клетки и остиола.

изпотяване

2- Лентицеларно изпотяване: поради лентицели.

3- Кутикуларно изпотяване: през кутикулата. Тези два последни пътя не се контролират от растението и представляват количествено не повече от останалите 10%, но те придобиват основно значение, когато устиците са затворени например. поради недостиг на вода. В листата на ксерофитни растения (типични за сухите райони), които имат много дебела кутикула и понякога покрита с восъци, изпотяването на кутикулите често не надвишава 1% от водата, загубена през устицата .

Стоматно изпотяване се регулира от устиците, които се затварят, когато има значителен дефицит на вода в растението и представляват най-важния път за обмен на газ между мезофила и атмосферата.

Електронна микрофотография на стома на лист Stellaria holostea, показваща устичните клетки, вакуолизирани с хлоропласти.

Броят на устиците на единица площ варира в зависимост от вида и условията на околната среда, в които се развива растението, и може да варира от 50 до 500 на mm2. Има растения с устици само от горната страна на листа: епистоматични листа, като някои водни (хидрофитни), които имат плаващи листа; други имат устици от двете страни на листата: амфистоматични. Има обаче повече растения, които имат по-голям брой устици от долната страна: хипостоматични.

Устройството, изградено от пори и двете околни оклузивни клетки, се нарича стома. Тези клетки-пазители или оклузивни клетки са в контакт със съседните клетки на епидермиса и в много случаи е установено съществуването на много близки метаболитни взаимоотношения между оклузивните и съседните клетки. Двудолните устици имат оклузивни клетки с форма на бъбреци и тяхното разпределение в пластината е произволно.

При еднодолните, особено при тревите, те са удължени и почти успоредни и са разпределени в пластината, успоредна на вените.

С увеличаване на тургора на клетката пората се отваря и при намаляване се затваря. Това е така, поради специална характеристика на субмикроскопската анатомия на техните клетъчни стени. Целулозните микрофибрили, които изграждат тази стена, са организирани около обиколката на клетките-пазители, с форма на пръстен и излъчващи се от точка в центъра на стомата. Тази подредба се нарича радиална мицелация. Дори когато площта, заета от устиците, е много ниска спрямо общата площ на листата (1% или по-малко), нейната дифузна ефективност е много по-висока, отколкото ако е свободна изпаряваща се повърхност.

Това се урежда от принципа на дифузия през екранирани области, който изразява, че скоростта на дифузия е пропорционална на периметъра, а не на площта на дупките. Механизмът за отваряне и затваряне на пората на устицата реагира на вариации в определени фактори на околната среда и вътрешните фактори, особено светлината, концентрацията на CO2, водния потенциал на листата и температурата. Растенията, адаптирани към суха среда (ксерофити), често имат устици, потънали в епидермиса или групирани в кухини на листата, които понякога имат плътна космати покривка. Всички тези фактори са склонни значително да намалят загубата на вода. Напротив, растенията, които живеят във влажна среда (хигрофити), имат адаптации като: повдигнати устици, косми и живи аварийни ситуации, които благоприятстват изпотяването. Изпотяването има дневна периодичност, свързана с метеорологичните условия.

Обикновено е ниско през нощта, бързо се издига след изгрева до връх в късната сутрин или рано следобед и след това постепенно намалява до вечерта. Изпотяването на растение или лист може да варира от момент на момент, поради въздействието на фактори на околната среда, които променят присъщи физиологични условия на растението (рН, воден потенциал и др.). Тези фактори могат да бъдат: слънчева радиация, относителна влажност, температура, наличие на вода в почвата, вятър.

Основните методи за измерване на изпотяване са:

а) Отслабване на растение в саксия: Изчислява се чрез претегляне на растение и неговия контейнер, надлежно запечатани, за да се предотврати изпаряването от почвата, на подходящи интервали от време. Може да се използва и лизиметър, като почвата е запечатана. Като се има предвид, че количеството вода, използвано за растеж, е по-малко от 1% от крайното сухо тегло (225 кг вода на кг сухо вещество), се приема, че всяка промяна в теглото във разглеждания интервал от време се дължи на изпотяване. На чувствителна торсионна везна е възможно да се измери загубата на тегло на отрязан лист или клон на интервали от 1-2 минути. Ако органът не страда от воден стрес, методът дава задоволително и бързо измерване, но се допускат сериозни грешки, ако растението страда от воден дефицит или се измерва за периоди, по-дълги от споменатите.

б) Метод на Фриман: растението или една от частите му се изолира в стъклен съд, в който се изтича поток от сух въздух. Водните пари се събират в епруветки, съдържащи фосфорен пентоксид или калциев хлорид, и се претеглят. Като контрол подобен апарат се използва само при отсъствие на растението. Той страда от сериозни възражения предвид изкуствеността на системата, която кара експерименталните условия да се променят.

в) Потометър: ако се признае, че абсорбцията компенсира загубата на вода чрез изпотяване, с потометъра може индиректно да се определи интензивността на загубата на вода от срезаното растение или стъблото, измервайки скоростта на абсорбция. Състои се от резервоар за вода, в който се вкарва растение или част от него и стъклена капилярна тръба с известен вътрешен диаметър, свързана към резервоара. В тръбата се въвежда въздушен мехур и скоростта на движение на това по скалата служи като индикатор за интензивността на изпотяване. За да се намали грешката, се препоръчва да се използват цели растения, но това не е много точен метод.

Метод на измерване с потометър.

г) Дифузионен порометър: С този модерен преносим електронен инструмент е възможно да се определи устойчивостта, която епидермисът предлага на дифузията на газ (в случая водна пара). Състои се от преносим измервател на електрическо съпротивление и датчик за влажност, чието съпротивление варира обратно на степента на влажност. За измерване сензорът е прикрепен към листа и времето, необходимо за намаляване на съпротивлението между две стойности на скалата, се измерва с хронометър. Колкото по-голямо е отворът на устицата, толкова по-бързо ще бъде промяната с намаляването на съпротивлението. По този начин се изчислява съпротивлението на устицата (и неговата обратна проводимост), като се знае температурата на крилото (измерено от инструмента) и на въздуха.

Порометър

Има още няколко метода, но те са най-използваните. В тази практическа работа интензивността на изпотяване ще се определя по метода за отслабване или гравиметричен метод.

Видео за измерване на изпотяване с потометър (на английски: "Транспирация: силата на потометъра")