PROCESUL DE TRANSPIRATIE LA PLANTE

PROCESUL DE TRANSPIRATIE LA PLANTE

Transpiratia este procesul de eliminare a apei din plante,sub forma de vapori,propriu numai plantelor terestre,prin toate organele plantelor,cu exceptia radacinilor.Deficitul de saturatie cu vapori de apa din atmosfera,determina procesul de transpiratie.

Cantitatea de apa eliminata de plante este imensa.(de exemplu:o planta de porumb absoarbe in timpul sezonului de vegetatie,circa 250 litrii 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.

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

Dintre organele aeriene,frunzele transpira cu cea mai mare intensitate,datorita particularitatilor lor structurale si functionale;au o suprafata mare de contact cu atmosfera,mezofil de grosime redusa si numeroase spatii intercelulare.

Transpiratia se realizeaza prin celule specializate:stomate si lenticele.

Transpiratia prin stomate

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 inferioara,numite hipostomatice si pe ambele fete- amfistomatice.

Circa 71% din speciile lemnoase sunt hipostomatice,iar cele cultivate sunt aproape in totalitate amfistomate.

Numarul de stomate pe unitatea de suprafata foliara variaza cu specia(table 1),in general este mai mic la frunzele bazale si mai mare la cele apicale.

Tabel 1 Numarul de stomata pe unitatea de suprafata foliara(mm²)

(Dupa Sestak si Luttge,1992).

Stomatele reprezinta principala cale de eliminare a apei din plante.Celulele stomatice de tip amarilidaceu-au forma reniforma,iar cele de tip gramineu-au forma unor haltere.Stomatele sunt alcatuite din doua celule stomatice care delimiteaza un orificiu numit ostiola si din celule anexe (Figura 1 si 2).

Fig.1.Structura stomatei Fig.2.Stomate de tip amarilidaceu (a) si   

gramineu (b)

Peretii celulelor stomatice prezinta ingrosari in zona ce delimiteaza ostiolele,in cazul celor de tip amarilidaceu si in zona de mijloc,la cele de tip gramineu.Celulele stomatice tinere au plasmodesme,dar acestea dispar in timpul procesului de maturare.

Mecanismul de functionare a stomatelor se bazeaza pe ingrosarea neuniforma a peretilor celulari si modificarea turgescentei,prin functionarea pompelor de ioni.Prin cresterea turgescentei,se determina bombarea peretilor subtiri si elastici ai celulelor stomatice.

La stomatele de tip amarilidaceu acestia atrag si peretele intern,ingrosat,determinand deschiderea ostiolei.În cazul stomatelor de tip gramineu,are loc dilatarea celor doua extremitai,ceea ce determina indepartarea peretilor mijlocii ingrosati si deschiderea ostiolei.

Modificarea turgescentei celulelor stomatice este determinata in principal de transportul activ al potasiului din celulele anexe,in cele stomatice.

Acumularea potasiului in celulele stomatice conduce la cresterea presiunii osmotice,absortia apei din celulele anexe,cresterea presiunii de turgescenta si deschiderea ostiolelor.

Închiderea stomatelor este determinata de depolarizarea membanei(sub - 40 mV),ceea ce induce deschiderea canalului prin care potasiul,care nu poate fi retinut de potentialul bioelectric scazut,trece pasiv,spre celulele anexe.

Umiditatea marita a solului,conduce la cresterea,turgescentei celulelor,inclusiv a celor anexa,care exercita o presiune asupra celulelor stomatice determinand inchiderea hidropasiva a acestora.De asemenea diminuarea continutului in apa al celulelor stomatice,cauzata de intensificarea transpiratiei in zilele toride de vara,conduce la scaderea turgescentei acestora si ca urmare la inchiderea pasiva a stomatelor.

Vaporii de apa sunt eliminti in atmosfera in 3 etape:

-desprinderea vaporilor de membranele celulelor mezofilului si trecerea lor in spatiile intercelulare;

-circulatia vaporilor prin spatiile intercelulare pana la camera substomatica;

-trecerea vaporilor prin ostiolele stomatelor din camera substomatica in atmosfera inconjuratoare pe calea difuziei.

Fotosinteza determina inchiderea si deschiderea stomatelor in mod indirect,prin cantitatea de dioxid de carbon din tesaturi.Acumularea dioxidului de carbon in timpul serii,cand nu mai este utilizat in procesul de fotosinteza,determina inchiderea stomatelor,iar scaderea concentratiei acestuia dimineata,cand este uitilizat in fotosinteza,induce deschiderea stomatelor.

Eliminarea apei prin stomate este corelata cu ritmul de aprovizionare cu apa a acestora si cu dradul lor de deschidere.

Apa provenita din vasele lemnoase,este transportata pe cale apoplasmica,iar procesul de vaporizare se desfasoara la nivelul camerei substomatice.Transportul apei sub forma de vapori,prin spatiile lacunare,are o pondere mai redusa.

Se admite in general,ca aerul din camera substomatica este saturat in vapori de apa,in timp ce aerul din mediul ambiant are umiditate relativa mai redusa(4060%).Ca urmare,vaporii de apa difuzeaza din camera substomatica in mediul ambiant.

Transpiratia cuticulara are o pondere redusa din cauza permeabilitatii scazute a componentelor de natura lipidica a cuticulei.Acest tip de transpiratie reprezinta 1-2% din transpiratia totala,la plantele cactacee,variaza intre 10 si 25% la plantele mezofile si ajunge pana la 60-70% din transpiratia totala,la plantele hidrofite(Tabel 2).

Tabel 2.Intensitatea procesului de transpiratie stomatica si cuticulara la diferite grupe de plante.    (Dupa Larcher,1991)

Transpiratia lenticelara se evidentiaza la tulpini,fructe si frunzele de conifere,care prezinta din loc in loc lenticele,ce constituie rupturi ale epidermei ori stomate modificate.Eliminarea apei pe aceasta cale este foarte redusa.

Procesul de transpiratie prezinta variatii diurne si sezoniere.

Variatiile diurne se manifesta printr-o transpiratie redusa in timpul noptii,cand stomatele sunt inchise si umiditatea relativa a aerului este mai mare.În 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.

Dupa acest maximum,se produce diminuarea intensitatii procesului de transpiratie care inregistreaza valoare minima odata cu caderea noptii.În verile secetoase,foarte calduroase si cu umiditate relativa a aerului scazuta,se produce inchiderea hidroactiva a stomatelor,in orele de amiaza.Ca urmare se inregistreaza doua maximumuri ale transpiratiei,unul inainte de amiaza si altul dupa amiaza.

Variatia sezoniera se manifesta printr-o transpiratie redusa in timpul iernii,atat la plantele cu frnze cazatoare,cat si la cele sempervirescente.În timpul primaverii,cat suprafata foliara este inca redusa,procesul de transpiratie prezinta valori mici.Vara,cand temperatura aerului este mai ridicata,iar umiditatea relativa este scazuta,procesul de transpiratie prezinta un maximum.

Toamna,se constata o noua diminuare a intensitatii procesului de transpiratie datorita temperaturii mai scazuta si umiditatii relative a aerului ridicate.

Intensitatea procesului de transpiratie poate fi analizata cu ajutorul unor indicatori fiziologici.Acestia sunt:transpiratia absoluta,transpiratia relativa,coeficientul economic al transpiratiei si productivitatea transpiratiei.

Transpiratia absoluta reprezinta cantitatea de apa eliminata in procesul de transpiratie de intregul organ sau planta,exprimata in grame.

Transpiratia relativa reprezinta raportul dintre cantitatea de apa eliminata prin transpiratie si aceea evaporata de pe o suprafata egala de apa,in acelasi timp.

Coeficientul de transpiratie reprezinta cantitatea de apa eliminata in procesul de transpiratie,in perioada in care se biosintetizeaza un gram de substanta uscata.

Productivitatea transpiratiei reprezinta valoarea inversa a coeficientului economic al transpiratiei si anume,cantitatea de substanta uscata sintetizata,exprimata in grame,corespunzatoare la 1000 g apa eliminata prin transpiratie.

Bilantul de apa al plantelor reprezinta raportul dintre cantitatea de apa absorbita de catre plante si cantitatea de apa eliminata de acestea.În functie de conditiile mediului,se pot distinge trei situatii:

-cantitatea de apa absorbita este egala cu cea eliminata,situatie ce se intalneste in conditii normale de temperatura si umiditate;

-absortia apei este mai intensa decat transpiratia ,in conditii de exces de umiditate.Acumularea apei in tesaturi,in aceste conditii poate sa fie daunatoare schimbului de gaze dintre plante si mediu.Aceste efecte daunatoare pot fi evitate de unele specii de plante prin eliminarea apei sub forma de picaturi(gutatie);

-absortia este mai redusa decat transpiratia in conditii de seceta.În acest caz,in prima etapa,plantele manifesta ofilirea temporara,care consta in vestejirea reversibila a frunzelor.Acest tip de ofilire se manifesta si in zilele excesiv de calduroase,desi in sol exista apa,suficienta,cand transpiratia depaseste cantitativ absortia.Tuegescenta se reface insa,seara si in cursul noptii.

În solurile reci,sau in cazul irigarii cu apa rece,in zilele calduroase de vara,se manifesta seceta fiziologica.În aceste cinditii,absortia apei de catre radacina este inhibata,in timp ce eliminarea apei prin transpiratie decurge in mod normal.Ca urmare,apare un deficit de saturatie in apa a celulelor,care se manifesta prin ofilirea temporara a plantelor.