روابط آبی گیاهی(1)

اهداف:

• آشنایی با تعرق در گیاهان
• آشنایی با نحوه ی اندازه گیری تعرق
• آشنایی با اهمیت وجود تعرق

نوع مطالعه:فیزیولوژیک

فرایند غالب در روابط آبی در سطح کل گیاه، جذب مقادیر زیادی آب از خاک، انتقال آن به گیاه و در نهایت بازپس دادن آن به اتمسفر اطراف، به صورت بخار آب است. از کل آب جذب شده توسط گیاه، کمتر از 5 درصد برای رشد استفاده می شود و حتی مقدار کمتری در فرایندهای بیوشیمیایی مورد استفاده قرار می گیرند. بقیه آب جذب شده به صورت بخار آب در اثر فرایندی به نام تعرق (transpiration) از دست می رود.

تعرق در گیاهان زراعی بارزترین شکل تلفات آب است در این گیاهان ممکن است برای تولید هر کیلوگرم ماده خشک چند صد کیلوگرم آب مورد نیاز باشد. تعرق بیش از حد ممکن است به کاهش قابل ملاحظه تولید محصول منجر شود.

تعرق عبارت است از اتلاف آب از گیاه به شکل بخار آب. هر چند که مقادیر کمی از بخار آب از راه حفرات کوچک موجود در پوست سرشاخه ها و شاخه های جوان از دست می رود، ولی بیشترین مقدار هدر روی آب (بیش از 99%) در برگ رخ می دهد. در واقع فرایند تعرق، به شدت به آناتومی برگ بستگی دارد. میزان تعرق در یک بوته ذرت در طول زندگی خود ممکن است بیش از 200لیتر آب باشد که این تقریباً 100برابر وزن پیکره این گیاه است.

همچنین جالب است بدانید که اگر فرایند تعرق نبود، یک بار بارندگی به تنهایی آب مورد نیاز برای رشد محصول را تامین می کرد. سطح بیرونی برگ یک گیاه آوندی با یک رسوب مومی چند لایه ای به نام کوتیکول پوشیده شده است. ترکیب اصلی کوتیکول، کوتین است، که یک پلیمر غیرهمگن متشکل از اسیدهای چرب هیدروکسیله شده 16 تا 18 کربنه است.

پیوند استری بین گروه های هیدروکسیل و کربوکسیل اسیدهای چرب مجاور، اتصالات جانبی را تشکیل می دهند که یک شبکه پلیمری گسترده را ایجاد می کند. شبکه کوتین در یک ماده زمینه ای از موم های کوتیکولی که ترکیبات پیچیده ای از هیدروکربن ها،الکل ها، کتون و آلدهید ها هستند، تشکیل می شود.

جهت دانلود فیلم آموزشی کلیک نمایید.

موم های کوتیکولی به دلیل اینکه به شدت آب گریز هستند، نسبت به انتشار آب و بخار آب از سلول های زیرین به بیرون بسیار مقاوم اند. بنابراین کوتیکول تبخیر مستقیم آب را از سطح بیرونی سلول های اپیدرمی برگ محدود می کند و بدین ترتیب سلول های اپیدرمی و سلول های مزوفیلی زیرین را از خطر محافظت می کند. یکپارچگی سلول های اپیدرمی و کوتیکول روی آن در بعضی مناطق به وسیله حفره های کوچکی که روزنه ها نامیده می شوند از بین می رود.

هر حفره توسط یک جفت از سلول های تخصصی که سلول های نگهبان نامیده می شوند احاطه می گردد. این سلول های نگهبان همانند شیرهایی که به صورت هیدرولیکی عمل می کنند، انجام وظیفه می کنند تا اندازه شکاف را کنترل کنند. قسمت درونی برگ از سلول های فتوسنتز کننده مزوفیل تشکیل شده است.

آرایش نسبتاً باز سلول های مزوفیل در بیشتر برگ ها،یک سیستم مرتبط به هم از فضاهای خالی بین سلولی را ایجاد می کند. این فضاهای بین سلولی ممکن است بسیار وسیع باشد، به گونه ای که در بعضی موارد تا 70 درصد کل حجم برگ را اشغال می کند. روزنه ها به گونه ای قرار گرفته اند که وقتی باز هستند، مسیری برای تبادل گازها(عمدتاً دی اکسیدکربن، اکسیژن و بخارآب) بین فضای خالی درونی و اتمسفر اطراف برگ فراهم می کنند. به دلیل وجود چنین ارتباطی این فضا به فضای زیر روزنه ای معروف است.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل صحرانشین سامانی
تنظیم: مریم فروزان کیا