ТРАНСПИРАЦИЯ
(от лат. trans --- через и spirare ---дышать)
процесс испарения воды надземными органами растений. Транспирация повышает сосущую силу испаряющих клеток, создавая непрерывный ток воды по растению, защищает растение от перегрева, создает благоприятные условия для метаболизма. Различают устьичную, кутикулярную и перидермальную транспирацию. Собственно испарение, как физический процесс, происходит в межклетниках листа, где вода переходит из жидкого состояния в парообразное.
Образующийся пар через устьица выделяется в атмосферу (устьичная транспирация). Потеря воды через кутикулу (кутикулярная транспирация) характерна для молодых листьев и составляет около 50% по отношению к устьичной, у взрослых листьев она минимальна -- 10% всей транспирации. В стареющих листьях кутикулярное испарение воды вновь увеличивается из-за разрушения кутикулы. Лист основной, но не единственный орган транспирации. Вода может испаряться с поверхности ствола и ветвей древесных растений через чечевички и окружающие их слои пробки (перидермальная транспирация). Бутоны, цветки, плоды тоже транспирируют, но слабее, чем листья (в расчете на единицу сырой массы). Скорость транспирации и газообмен в целом регулируются устьицами, площадь которых составляет 1--2% поверхности листа. Устьица представляют собой отверстия (щели) в эпидерме, образованные двумя замыкающими клетками, которые, изменяя форму, вызывают открывание или закрывание устьичной щели. Устьица могут располагаться на обеих сторонах листа или только на нижней.
Их количество варьирует от 50 до 500 на 1 м2. Испарение через устьица идет очень интенсивно.
Интенсивность транспирации -- это количество воды, испарившейся в единицу времени с единицы сырой или сухой массы или поверхности листа. Она измеряется в мг/дм2 ·ч, г/м2 · ч или мг/г · ч. Количество сухого вещества, которое образуется в растениях при испарении 1 кг воды, называется продуктивностью транспирация Транспирационный коэффициент (обратная величина) -- количество испарившейся воды за время образования 1 г сухого вещества; у большинства растений колеблется от 200 до 1000. Напр., у ели он равен 230, березы -- 320, дуба -- 350. У теневыносливых пород он меньше, чем у светолюбивых. Эвапотранспирация -- это сумма транспирационных потерь всеми растениями сообщества плюс физическое испарение влаги с поверхности почвы и растительности, в частности со стволов и ветвей. Для лесов европейской части России транспирация древостоя в среднем составляет 50--60 % эвапотранспирации, напочвенного покрова -- 15--25, испарение с поверхности почвы и растений -- 25--35 %. Интенсивность транспирация очень сильно меняется в зависимости от сезона, сочетания почвенно-экологических и метеорологических факторов.
По интенсивности транспирации древесные растения в лесной зоне разделяют на 3 группы: сильнотранспирирующие (400--500 мг/г сырой массы в 1 ч и более) -- береза повислая, осина, ясень обыкновенный, липа мелколистная, тополь канадский, лох узколистный, карагана древовидная; среднетранспирирующие (300--400 мг/г · ч) -- дуб черешчатый, бук лесной, клены остролистный, американский, ясень зеленый, вяз мелколистный, бархат амурский, рябина обыкновенная; слаботранспирирующие (до 200 мг/г· ч) -- сосны обыкновенная и сибирская, лиственница сибирская, ель обыкновенная, пихта сибирская. Транспирация ветвей в зимний период часто приводит к обезвоживанию растений и даже их гибели. У хвойных древесных растений потери воды хвоей и побегами зимой составляют от 3 до 15 %, у лиственных -- от 20 до 65 % общего содержания воды.
Транспирация зависит от экологических факторов: температуры и влажности воздуха, солнечной радиации, скорости ветра, степени обеспеченности корней влагой. Внутренние факторы, влияющие на транспирацию, -- площадь листьев, их расположение и структура, поведение устьиц и эффективность действия поглощающей поверхности корней. Закономерные изменения этих факторов в течение суток и в сезонной динамике определяют характерный суточный и сезонный ход транспирация Максимальная транспирация наблюдается в околополуденные часы и в самые жаркие периоды сезона, минимальная -- в предутренние часы. Растение может регулировать интенсивность транспирация, закрывая устьица. В солнечные дни большинство деревьев таким образом временно прекращает потерю влаги. Позднее устьица снова открываются, и транспирация возрастает. Такое явление называется полуденным спадом транспирации. Интенсивность транспирации можно регулировать искусственно с помощью использования антитранспирантов -- веществ, уменьшающих транспирацию. По механизму действия их разделяют на 2 группы: 1) закрывающие устьица, например абсцизовая кислота -- АБК (при нанесении слабых растворов этой кислоты (10 3 -- 10 5 М) на листья уменьшается тургор замыкающих клеток, устьица закрываются на срок до двух недель); 2) образующиеся на поверхности растений пленки, препятствующие транспирации, -- полиэтилен, полипропилен, полистирол, латекс -- понижают транспирацию до 50%. Напр., латекс снижает транспирацию на 20--60 % в течение 12--15 сут, иногда до 30 сут, затем он разрушается и устьица открываются.
Транспирацию используют для подсушки древесины после рубки древостоя, а также для пропитки ее различными химическими реагентами при консервировании, окраске и повышении огнестойкости древесины. Для пропитки срубленного дерева красителями и антисептиками на его комель надевают резиновый мешок, соединенный с резервуаром, наполненным раствором. В среднем за сутки в летний период деревья диаметром 35 см всасывают 40--50 л (ель, сосна), 50--70 л (береза, липа, осина), 100 л (бук) жидкости.