Испарение воды растениями. Листопад

Корни растений в тёплое время года постоянно поглощают из почвы воду и проводят её по сосудам древесины. Вода необходима для передвижения питательных веществ. Часть её используется на образование органических веществ. Главная же масса воды испаряется в воздух листьями.

Лист растения с верхней и нижней стороны покрыт кожицей, наружная стенка которого у многих растений имеет слой воскоподобного вещества.

Внутри листа вода по межклетникам проходит к устьицам и через них испаряется (этот процесс называется транспирация).

Устьице — в ботанике это пора, находящаяся на нижнем или верхнем слое кожицы растения, через которую происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой.

Каждое устьице окружено двумя бобовидными замыкающими клетками, в цитоплазме которых содержатся зелёные пластиды — хлоропласты.

Между ними находится устьичная щель. Через неё в лист проникает воздух и происходит испарение. Замыкающие клетки и устьичную щель между ними называют устьицем.

Устьичная щель может расширяться и сужаться, регулируя движение воды через растение и её испарение и газообмен. Когда воды мало, замыкающие клетки плотно прилегают друг к другу и устьичная щель закрыта.

Когда воды в замыкающих клетках много, то она давит на стенки и более тонкие стенки растягиваются сильнее, а более толстые втягиваются внутрь, между замыкающими клетками появляется щель.

У некоторых растений устьица открыты только днём, а на ночь закрываются. Убедиться в том, что растение испаряет воду, можно благодаря опыту. Поместим в стеклянную колбу ветку с листьями, не отрезая её от растения. Горлышко колбы закроем ватой. Через некоторое время стенки колбы покроются капельками воды. Её испарили листья.

Для того чтобы определить сколько воды испаряет растение, проведём другой опыт. Срежем ветку с листьями какого-нибудь растения и поставим в бутылку с водой. На поверхность воды в бутылку нальём немного растительного масла. Оно покроет воду и не даст испаряться с поверхности через горлышко бутылки. Бутылку с водой поставим на чашку весов и уравновесим чашки гирями.

Уже через сутки воды в бутылке станет меньше. Чашка весов, на которой стоит бутылка, поднимется, и можно будет легко определить массу воды, испарившейся за сутки листьями срезанной ветки.

Если поместить срезанную ветку или какое-либо растение в сосуд с водой, в течение долгого времени растение не вянет, что указывает на присасывающее действие транспирации.

Разные растения испаряют разное количество воды. Например, количество воды, которое испаряется лиственными породами, в 6—10 раз превышает количество воды, испаряемой хвойными. Это, с одной стороны, связано с большей поверхностью испарения у лиственных пород, а с другой, — с различиями в строении.

Берёза в пересчёте на 100 г листьев за лето испаряет около 80 литров воды, для сосны эта цифра составляет около 9 литров. Лиственница занимает промежуточное место между лиственными и хвойными породами.

По сравнению с древесными растениями травянистые испаряют намного меньше воды. Так, кукуруза за сутки испаряет 0,8 л воды, а капуста 1 л.

Леса из различных пород деревьев также испаряют разное количество воды.

Например, в течение лета еловый лес испаряет воды больше, чем сосновый.

При разных условиях даже одно и то же растение испаряет разное количество воды. Например, в пасмурную погоду воды испаряется меньше, чем в солнечный день. В жаркие дни растениям грозит опасность перегрева от солнечных лучей. При испарении же листья охлаждаются и растение не перегревается.

При сильном сухом ветре испарение идёт сильнее, чем в тихую погоду.

Чем крупнее листья растений, чем больше их поверхность, тем больше испаряется влаги. Поэтому у растений, которые постоянно испытывают недостаток влаги, листья либо небольшие, либо вообще отсутствуют.

Растения, обитающие в условиях недостатка влаги, выработали различные приспособления к её излишней потере — это утолщённые наружные стенки клеток кожицы листьев, восковой налёт, густые волоски, видоизменённые листья - колючки.

Эти приспособления не только препятствуют испарению, но и способствуют отражению солнечных лучей.

Таким образом, значение транспирации заключается в том, что вместе с водой по растению передвигаются поступившие в него минеральные элементы. Также происходит понижение температуры листа, что способствует защите его от перегрева.

Например, в оранжереях и парниках, где воздух влажный и транспирация подавлена, бывают ожоги листьев солнечными лучами.

Листопад — это биологический процесс сбрасывания листвы растениями.

В условиях умеренного климата зимой многим растениям не хватает воды.

Вода в замёрзшем грунте находится в состоянии льда и не может проникать в клетки корней. Однако, испарение с поверхности листьев не прекращается (хотя оно, естественно, снижается, так как зависит от температуры воздуха).

И если бы деревья и кустарники, а также и некоторые травянистые растения не сбрасывали листву, они бы засохли. Поэтому, чтобы не погибнуть от недостатка влаги, деревья и кустарники сбрасывают листья.

Берёза, достигшая возраста 40 лет и высоты около 15 м, сбрасывает порядка

250 000 листьев общей массой около 33 кг.

В районах с холодным климатом листопад отсутствует, так как в таких условиях листопадные деревья не могут существовать, а могут существовать (до определённого предела) только хвойные вечнозелёные деревья.

Хвойные растения, например ель и сосна, намного лучше переносят сухие периоды, поэтому они в умеренных зонах вечнозелёные.

Называя некоторые растения вечнозелёными, надо помнить, что листья этих растений не вечны. Они живут на побегах от 2 до 7 лет и опадают, но не одновременно (за исключением лиственниц). Хотя лиственница и относится к отделу Хвойные растения, с наступлением холодов она полностью сбрасывает свои иглоподобные листья.

Существуют и другие растения чьи листья сохраняются всю зиму. Это вечнозелёные кустарнички брусника, вереск, клюква и др. Мелкие плотные листья этих растений, слабо испаряющие воду, сохраняются под снегом.

Также с зелёными листьями зимуют и некоторые травы, например земляника, клевер.

Итак, мы сказали, что листья умеренных широт опадают с началом холодов, чтобы не засохнуть. Кроме этого, листопад очищает организм растений от вредных веществ, которые накопились в растениях к осени. Во время листопада эти вещества удаляются из растений вместе с опавшими листьями.

В тропическом поясе с однородным в течение всего года климатом листопад всё же существует. Там он происходит не в короткие сроки, как в умеренном поясе, а распределяется на весь год, и поэтому менее заметен.

Растения жарких краёв сбрасывают листья в сухой период года.

Опавшие листья — это лесной ковёр, который впитывает и удерживает дождевую влагу, необходимую растениям для роста и развития. Также опавшие листья становятся пищей для многочисленных микроорганизмов, обитающих в лесной экосистеме.

Перед тем, как лист упадёт на землю в нем, произойдут и другие изменения. Он поменяет цвет. Давайте разберёмся отчего осенью листья теряют свою зелёную окраску и приобретают багряные и золотисто-жёлтые тона.

В клетках листьев, помимо зелёных хлоропластов, содержатся и другие пластиды – хромопласты.

Это пластиды, окраска которых бывает жёлтого, оранжевого или красного цвета из-за накопления в них каротиноидов — природных пигментов.

Предполагают, что хромопласты также участвуют в фотосинтезе, однако они улавливают ту часть солнечного спектра, которая осталась вне поля зрения хлорофилла. Осенью в листьях разрушается хлорофилл. В результате оранжевые и жёлтые пигменты в клетках листьев становятся заметными. Вот почему листья приобретают осеннюю окраску.

Какой именно цвет появится на листьях после того, как в листве проявятся пигменты хромопластов, во многом зависит от самого растения. Например: дубовая листва становится красной, коричневой или красно-коричневой.