Eliminarea substantelor din plante

Eliminarea substantelor din plante

Apa si substantele minerale efectueaza un circuit permanent in natura, in care plantele reprezinta o mica secventa. Plantele absorb apa si substantele minerale din sol, pe care apoi le recedeaza treptat pe parcursul vietii si in totalitate la moartea lor. Alaturi de apa si de substante minerale, plantele elimina si unii compusi organici. Eliminarea acestor substante se realizeaza prin transpirartie si gutatie, in cazul apei, si prin gutatie si secretie, in cazul substantelor minerale si organice.

Procesul de transpiratie

Eliminarea apei din plante, sub forma de vapori, constituie procesul de transpiratie care este caracteristic pentru toate plantele terestre si se realizeaza cu intensitate diferita, prin toate organele plantelor, cu exceptia radacinilor.

Cantitatea de apa eliminata de plante este imensa. Astfel, o planta de Zea mays absoarbe in timpul sezonului de vegetatie circa 250 litri de apa, din care se elimina prin transpiratie circa 98%. Eliminarea apei din plante este absolut necesara, deoarece asigura : ascensiunea sevei brute prin vasele lemnoase; evitarea suprasaturarii celulelor cu apa, evitarea supraincalzirii plantelor (vaporizarea a 1g de apa este insotita de absorbtia a 22 kj energie).

Din aceste considerente transpiratia este considerata ca un rau necesar al plantelor.

Transpiratia se realizeaza prin stomate si lenticele, dar si prin invelisurile externe: cuticula, suber etc.

Stomatele au o distributie variata pe suprafata frunzelor, in functie de specie. Din acest punct de vedere, se deosebesc frunze cu stomate pe fata superioara, numite epistomatice, pe fata interioara hipostomatice, si pe ambele fete-amfistomatice. Circa 71% din speciile lemnoase sunt hipostomatice, iar cele cultivate sunt aproape in totalitate amfistomatice.

In ceea ce priveste dimensiunile stomatelor, acestea variaza cu specia, cu pozitia frunzelor pe planta si cu pozitia stomatelor pe frunze. Eliminarea apei prin stomate este corelata cu ritmul de aprovizionare cu apa a acestora si cu gradul lor de deschidere.

Variatiile diurne se manifesta printr-o transpiratie redusa in timpul noptii, cand stomatele sunt inchise si umiditatea relativa a aerului este mai mare. In aceasta perioada se desfasoara numai transpiratia cuticulara si lenticelara.

Intensitatea transpiratiei creste odata cu ivirea zorilor, cand are loc deschiderea stomatelor si prezinta o valoare maxima in timpul amiezii, cand temperatura este mai ridicata, iar umiditatea relativa a aerului este mai scazuta. In verile secetoase, foarte calduroase si cu umiditate relativa a aerului scazuta, se produce inchiderea hidroactiva a stomatelor la orele de amiaza.

Factorii care determina intensitatea procesului de transpiratie

Dintre factorii interni prezinta importanta : numarul de stomate, grosimea cuticulei, gradul de deschidere al stomatelor si pozitia stomatelor.

Numarul de stomate pe unitatea de suprafata faliara este corelat cu intensitatea procesului de transpiratie. Cu cat numarul de stomate este mai mare, pana la o anumita limita, cu atat eliminarea apei prin transpiratie este mai intensa. In cazul in care distanta este mai mica dacat de zece ori diametrul stomatei, se constata o diminuare a intensitatii procesului respectiv. Fenomenul este cunoscut sub denumirea de "efect de margine".

Grosimea cuticulei are importanta in transpiratia cuticulara.

Frunzele tinere si cele ale plantelor seiatofile au cuticula mai subtire si intensitatea transpiratiei mai mare comparativ cu plantele batrane si cu speciile fotofile. Soiurile de legume si fructe, care sunt protejate de cuticula mai groasa, ca de exemplu varza de soiul Fornax si merele din soiul Red Delicious, pierd cu 5-10% mai putina apa pe parcursul procesului de pastrare comparativ cu soiurile care au cuticula mai subtire, asa cum este cazul verzei din soiul de Buzau.

Gradul de deschidere al stomatelor influenteaza direct intensitatea procesului de transpiratie. Noaptea, cand stomatele sunt inchise, are loc numai transpiratia cuticulara, cantitatea de apa eliminata fiind mai redusa. In timpul zilei, gradul de deschidere al stomatelor este determinat de temperatura si umiditatea relativa a aerului si pana la o valoare limita determina sporirea gradului de deschidere al stomatelor. Cresterea temperaturii peste aceasta limita, insotita de scaderea umiditatii relative a aerului, are ca efect scaderea gradului de deschidere a stomatelor, iar intr-o faza extrema, inchiderea lor hidroactiva. Pozitia stomatelor fata de epiderma influenteaza procesul de transpiratie in doua moduri :

Plantele care au stomatele situate deasupra epidermei, cum este la dovleac au intensitatea procesului de transpiratie mai mare.

Plantele care au stomatele situate sub nivelul epidermei, in cripte ca la leandru, au o valoare mai mica a intensitatii procesului de transpiratie.

Principalii factori externi care influenteaza intensitatea procesului de transpiratie sunt: lumina, temperatura, umiditatea solului si a aerului, concentratia solutiei solului, presiunea atmosferica si curentii de aer.

Lumina influenteaza direct intensitatea procesului de transpiratie prin efectul     caloric. Circa 45% din lumina absorbita de catre plante este transformata in energie calorica, care este conservata in procesul de transformare a apei lichide in vapori (caldura de vaporizare).

Efectul luminii se materializeaza si in deschiderea si inchiderera fotoactiva a stomatelor, cu efectele corespunzatoare asupra intensitatii procesului de transpiratie.

Temperatura aerului actioneaza in corelatie cu umiditatea relativa. Temperatura cuprinsa intre 30 si 40⁰C determina cele mai mari pierderi prin transpiratie. La aceste temperaturi, capacitatea aerului pentru vaporii de apa creste, ceea ce determina scaderea umiditatii relative a aerului si, in consecinta, intensificarea transpiratiei. Astfel, la temperatura de 20⁰C si 70% umiditatea relativa, aerul contine 13,2 g apa/m³ aer. Ca urmare, diferenta dintre presiunea vaporilor de apa din mediu inconjurator si cea din camera substomatica creste, aceea ce determina intensificarea procesului de transpiratie.

Umiditatea solului este un factor important ce influenteaza procesul de transpiratie a plantelor si are o actiune indirecta. Umiditatea redusa a solului este corelata cu absorbtia redusa a apei de catre plante. Deficitul de apa din plante diminueaza evident intensitatea procesului de transpiratie. Invers, umiditatea moderata a solului favorizeaza absorbtia apei de catre radacini, transportul rapid catre frunze si, ca urmare, intensificarea procesului de transpiratie. Mentinerea o perioada mai indelungata a unui exces de apa in sol este daunatoare, deoarece favorizeaza trecerea de la respiratia aeroba la cea in celulele radacinii.

Umiditatea aerului este un factor important, cu actiune directa, asupra procesului de transpiratie. Astfel, pe masura ce scade umiditatea relativa a aerului, creste deficitul presiunii vaporilor de apa, corelat cu intensificarea procesului de transpiratie.

Solutia solului prin concentratia ei influenteaza presiunea ostmotica din celulele si procesul de transpiratie. In general, concentratia solutiei solului, reduce intensitatea transpiratiei, in timp ce diluarea acesteia stimuleaza acest proces.

Presiunea atmosferica scazuta stimuleaza procesul de transpiratie, in timp ce presiunea ridicata reduce acest proces. Rezulta deci ca plantele cultivate la atitudine transpira mai intens decat cele cultivate la campie.

Curentii de aer, respectiv vantul, indeparteaza din apropierea stomatelor vaporii de apa eliminati prin transpiratie. Aceasta mentine o diferenta mare intre presiunea vaporilor de apa din camera substomatica si din mediu si prin aceasta, au o intensitatea mare a transpiratiei. Ca urmare a acestui fapt, in conditii de vant cu intensitate mare si mijlocie, se constata intensificarea procesului de transpiratie de 2-3 ori comparativ cu intensicarea aceluiasi proces, care are loc in atmosfera linistita, fara vant. De asemenea, vanturile calde de iarna intensifica mai mult procesul de transpiratie, avand efecte negative asupra plantelor.