STROPIREA AUTOMATA A PLANTELOR

STROPIREA AUTOMATA A PLANTELOR

CONSIDERATI GENERALE

Plantele decorative isi au originea in zone climatice diferite, de aceea pentru reusita culturii lor este necesar sa se creeze conditii de mediu cit mai corespunzatoare cerintelor lor biologice. Reusita in acest domeniu, ca si in celelalte ramuri ale horticulturii, inseamna tehnologie plus ecologie, adica aplicarea masurilor agrotehnice, dupa principiul unitatii plantei cu mediul si interactiunii planta-mediu.

Cunoscind modul si intensitatea de manifestare a factorilor ecologici, necesitatile plantelor floricole fata de acesti factori in diferite faze de crestere si dezvoltare, se intervine cu metode agrotehnice pentru mentinerea unui echilibru cit mai favorabil intre cele doua sisteme mediu-planta.

Factorii mediului actioneaza in complex si in corelatie unii cu altii, absenta, reducerea sau excesul unuia sau a mai multor conduc la dezechilibrarea functiilor biologice, cu repercursiuni asupra cantitatii si calitatii productiei de flori.

Dirijarea factorilor de mediu este cu atit mai importanta in cultura in spatii protejate a speciilor cu origini si pretentii foarte diverse.

Principalii factori ecologici sunt: temperatura, lumina, apa, aerul si substratul.

1.TEMPERATURA

Temperatura este un factor important atit pentru desfasurarea principalelor procese fiziologice (transpiratie, respiratie, fotosinteza, absorbtia apei si substantelor minerale), cit si pentru parcurgerea diferitelor etape ale procesului de crestere si dezvoltare (germinare, inflorire, crestere vegetativa, fructificare etc).

Influenta temperaturii asupra plantelor este legata de influenta luminii si este necesar sa se aplice in general principiul, o crestere a temperaturii trebuie sa fie insotita de o crestere a intensitatii luminii.

Cerintele fata de temperatura a plantelor decorative difera in functie de:

a) Specie (soi), locul de origine, care determina cerinte fata de temperatura, in functie de care avem:

-plante cu cerinte mari fata de temperatura, originare din zonele tropicale si subtropicale (orhidee, ferigi, bromelii etc);

-plante cu cerinte medii, in care sunt grupate plantele din climatul temperat;

-plante cu cerinte mici, care provin din zonele alpine.

b) Variatia diurna. Diferenta dintre zi si noapte de temperatura mai mare. Aceasta diferenta trebuie asigurata in mod special in spatiile protejate, la culturile in cimp, diferenta se realizeaza natural.

c) Variatia sezoniera. Diferentierea temperaturii trebuie facuta si dupa anotimp. Iarna, luminozitatea este mai redusa, nevoia de caldura de asemenea, de aceea plantele tropicale de sera sau apartament pot ierna la 16⁰C.

d) Temperatura solului are o mare importanta pentru reusita unor culturi. Astfel, pentru Anthurium, Codiaeum temperatura solului trebuie sa fie de 22⁰C, pentru Fuchsia 19⁰C, pentru Primula obconica 18⁰C, iar pentru Primula melacoides 15⁰C

e) Fenofaza. Intre anumite limite cresterea celulelor si a plantelor variaza in mod esential cu temperatura. In actiunea acesteia asupra cresterii putem deosebi un minim, un maxim si un optim, diferit de la o specie la alta si de la o fenofaza la alta. De exemplu: pentru germinarea semintelor de Cyclamen, temperatura optima este de 20⁰C la care germinatia se produce in 21 zile, la 10⁰C germineaza in 53 zile, iar la 35⁰C nu mai germineaza.

Toate plantele floricole trec in cursul unui ciclu biologic, prin anumite praguri si nivele termice, care sunt deosebite de la o specie la alta, sau chiar de la un soi la altul .

Plantele floricole pentru desfasurarea normala a unui ciclu biologic, au nevoie de o suma globala de temperatura anuala, care in functie de specie poate fi cuprinsa intre 1000-4000⁰C, repartizata in sume de grade de temperatura pentru fiecare fenofaza.

Pentru multe specii decorative inflorirea depinde intr-o mare masura de variatiile de temperatura. Unele plante necesita temperaturi scazute la inceputul perioadei de dezvoltare sau cind ating un minim trofic, stadiu de initiere a capacitatii de inflorire. Aceasta perioada in care temperaturile scazute au rol determinant se numeste vernalizare.

In functie de cerintele legate de temperatura scazuta se disting urmatoarele grupe de plante:

-cu vernalizare strict necesara, specii a caror initiere florala si inflorire necesita temperaturi scazute exemplu: Campanula medium;

-fara vernalizare absolut necesara, specii la care dezvoltarea este mai rapida in urma expunerii la temperaturi scazute, dar care isi pot realiza, mai lent, initierea florala in lipsa temperaturilor scazute, exemplu: Matthiola incana.

Efectul temperaturilor scazute este caracteristic la plantele bulboase. De exemplu la Hyacinthus pentru a avea loc inflorirea trebuie sa se respecte urmatoarea succesiune: doua saptamini 33⁰C, cinci saptamini 25⁰C, trei-patru saptamini 15⁰C, apoi pastrarea la 12⁰C pina la plantare. In natura aceasta succesiune se realizeaza lent, dar ea trebuie creata artificial in cazul bulbilor pusi la fortat.

Asa numitii "bulbi preparati in vederea fortarii" de Tulpina, Hyacinthus care constituie obiect de comert, nu formeaza flori, chiar daca au marimea necesara, decit daca sunt supusi unui tratament termic pe etape: 2-3 saptamini la 24-29⁰C, 10-15 saptamini la 6-10⁰C, apoi pentru cresterea apexului si frunzelor temperatura se ridica la 18-20⁰C.

La alte specii "bulboase" temperatura optima pentru anteza este de 3-7⁰C la Calanthus, 13⁰C la Iris, 13-20⁰C la Narcisaus, 15-20⁰C la Gladiolus, 17-20⁰C la Tulpina, 25⁰C la Zephyranthes.

Exista o temperatura critica, sub care sau peste, butonii/anii florali nu se formeaza. La Calceolaria, Senecio, Primula nu se initiaza butonii/an florali la o temperatura sub 15⁰C la Hortensia, initierea are loc la 18⁰C, dar nu se dezvolta normal daca nu trec citeva saptamini la o temperatura de circa 4⁰C, la azalee initierea are loc la 21⁰C si la o temperatura sub 15⁰C pentru a iesi din staza.

Temperatura mai prezinta importanta in cultura plantelor decorative si printr-un nivel relativ constant. Variatiile de temperatura mari, in plus sau minus fata de cerintele unei anumite specii, determina efecte nedorite; incetarea cresterii, ingalbenirea si caderea frunzelor, avortarea florilor, depreciaza coloritul florilor etc.

Micsorarea efectului caldurii se poate face prin: instalarea diferitelor sisteme de umbrire, pulverizarea apei pe plante pe sol, amplasarea culturilor in expozitie sudica sau vestica, aerisirea etc.

2.LUMINA

Dintre factorii fizici lumina, prin intensitate, lungimea de unda si durata are alaturi de temperatura o influenta determinanta in cresterea si dezvoltarea plantelor, in lipsa ei se produce fenomenul de etiolare.

Dupa felul de adaptare la intensitatea luminii deosebim:

-plante heliofile, sau plante de lumina, care se dezvolta foarte bine la lumina solara directa: Petunia, Verbena, Salvia, Phlox, Gladiolus, Pelargonium, Palmieri etc.;

-plante sciafile, raspindite prin locuri umbrite si semiumbrite formind o categorie mai redusa de plante decorative: Anemone, Convallaria, Hosta, plante decorative prin frunze (Begonia, Maranta, Ferigi).

Masurarea intensitatii luminii arata ca in plin soare vara sunt 150.000 lucsi, iarna 50.000-700.000 lucsi, dar adesea iarna in Europa Centrala datorita nebulozitatii se inregistreaza numai 5000-7000 lucsi. In sere si apartamente aceasta intensitate este si mai diminuata, frecvent intilnindu-se 1500 lucsi.

TABELUL 2.1

Necesarul de intensitate al luminii (Bossard, 1959)

Necesarul de intensitate al luminii, pentru plantele decorative, exprimat in lucsi, este cuprins intre 40.000-50.000 pentru palmieri, Cyclamen etc., si 10.000-11.000 pentru Saintpaulia, Fittonia (tabelul 2.1).

De aceea sunt necesare, pentru buna dezvoltare a plantelor masuri de protejare sau de suplimentare a luminii in functie de optimul fiecarei specii.

Cerintele fata de intensitatea luminii depind de faza de crestere si dezvoltare a plantelor. In perioada de repaus, majoritatea plantelor, au nevoie de o reducere substantiala a intensitatii luminii, insotita si de reducerea celorlalti factori: temperatura, apa.

Plantele in plina vegetatie, in faza de rasad, de inflorire solicita lumina intensa, dar la plantele repicate, la transvazare, la plantarea rasadului si a butasilor inradacinati este necesara o reducere a intensitatii.

Lipsa de lumina suficienta la plantele iubitoare de lumina stagneaza vegetatia si inflorirea, excesul de lumina la plantele iubitoare de umbra este de asemenea daunator, de exemplu: la Begonia, Saintpaulia, el duce la clorozarea frunzelor.

Pentru fotosinteza si cresterea vegetativa plantele au cerinte specifice fata de intensitatea luminii, pentru inflorire si reproducere necesita o anumita durata a luminii.

Reactia plantelor fata de durata relativa a zilelor si noptilor se numeste fotoperiodism. In lumea vegetala sunt in dependenta de fotoperiodism numeroase procese fiziologice complexe, cum sunt: repausul mugurilor, caderea frunzelor, numarul si marimea celulelor, formarea bulbilor si tuberculilor. Unele specii nu formeaza flori decit daca sunt expuse, pentru o durata convenabila, la o anumita lungime relativa a zilei si noptii, in cadrul ciclului de 24 ore.

TABELUL 2.2

Plante sensibile la fotoperiodism (dupa Bossard R.)

Plantele indiferente, sunt intr-o oarecare masura indiferente fata de durata luminii, la aceste plante (Dianthus, Rosa, Pelargonium, Cyclamen) inductia florala este influentata de fotoperiodism si temperatua, dar nu este controlata de acestea.

Durata de iluminare poate fi reglata usor in spatii protejate, fie suplinind lipsa cu lumina artificiala, fie reducand-o prin acoperirea plantelor. Suplimentarea luminii artificiale a dat rezultate bune in inradacinarea butasilor de Fuchssa, Begonia, Chrysanthemum, Senecio etc.

Actiunea energiei radiante asupra plantelor depinde si de compozitia spectrala a radiatiilor. Pentru dezvoltarea plantelor, din energia radianta a soarelui, importanta are domeniul radiatiilor luminoase, unele din ele cu efecte fiziologice distincte. Din energia radianta primita de o planta 0,66% este folosita pentru fotosinteza, 48% pentru transpiratie, 31% traversata prin frunze si 19% reflectata in atmosfera. Radiatiile luminii, cu lungimea de unda cuprinsa intre 400 si 750 nanometri sunt absorbite in proportie de 82%, in mod deosebit radiatiile albastre (415-430nm) si rosii (615-720nm) au influenta asupra sintezei clorofilei, fotosintezei, cresterii vegetative, frinarea etiolarii, fotoperiodismului. Sub 350 nanometri si peste 800nm radiatiile solare nu mai au actiune productiva sau formativa asupra plantelor superioare.

In sera utilizarea iluminatului artificial se foloseste pentru: intensitatea procesului de sinteza in anotimpul de iarna pentru butasi, rasaduri, plante tinere; efecte fotoperiodice (marirea duratei de iluminare in zilele scurte pentru inflorirea plantelor de zi lunga); fortarea infloririi; culturi speciale cu lumina artificiala.

3.APA

Plantele verzi expuse la lumina, pentru fiecare gram de substanta uscata, produs, consuma 3-4dl apa. Pentru o buna desfasurare a ciclului biologic, atit in sol cit si in atmosfera, trebuie sa fie un continut optim de apa, continut care variaza in functie de cerintele fiecarei faze de vegetatie.

Capacitatea de retinere totala este cantitatea de apa retinuta in sol si utilizabila in parte de plante. Aceasta capacitate variaza dupa tipul de sol: 20% pentru un sol nisipos si 1100% pentru turba. Intr-un sol saturat cu apa excesul de apa se scurge atras de forta de gravitatie, asa numita apa de gravitatie nu este retinuta cu nici o forta de sol si volumul sau corespunde macroporozitatii. In acest stadiu un sol nisipos nu contine mai mult de 8% din greutate si turba circa 400%. Apa care ramine in sol este apa de capilaritate asimilabila, volumul sau este cel al microporozitatii si serveste la alimentarea cu apa a plantelor. Cind plantele prezinta primul simptom de ofilire, inseamna ca aceasta apa este epuizata si plantele trebuie udate inaintea acestui stadiu, care este punctul de ofilire temporara. Acest moment corespunde unei cantitati de 2% apa in nisip si putin peste 100% in turba.

Cantitatea de apa necesara plantelor floricole este determinata de factori ai mediului inconjurator (temperatura, intensitatea luminii, umiditatea aerului, tipul de sol etc.) sau factori care depind de plante (originea, specia, dezvoltarea sistemului radicular si aerian, starea sanatatii, modul de cultura).

Factorii independenti de planta

-Temperatura mediului. La temperaturi ridicate consumul de apa este mare prin intensificarea tuturor proceselor fiziologice si in special transpiratia. Ca urmare udatul se face deosebit iarna, vara, in sere calde sau reci.

-Intensitatea luminii. Cresterea acesteia determina accelerarea tuturor proceselor fiziologice si deci a consumului de apa si invers.

-Umiditatea atmosferica corelata cu temperatura si lumina trebuie sa fie in echilibru cu cea din sol si planta. O atmosfera cu umiditate prea mare duce la atacul unor ciuperci, prea scazuta provoaca ofilirea plantelor, atacul acarienilor.

Umiditatea atmosferica trebuie corelata cu cerintele plantelor care, in functie de origine au pretentii deosebite: majoritatea plantelor de apartament pretind 75% UR (palmieri, aracese, unele ferigi etc.), plantele epifite (orhidee, bromelii) au nevoie de 85% UR, cacteele 55% UR, iar la cultura in sera a garoafelor trebuie sa se asigura 72% UR.

-Tipul de sol. In soluri usoare permeabile udarea se face mai des, in cele grele udarea se face mai rar si in cantitati mai mici.

Factorii dependenti de planta

-Specia si originea. Speciile care provin din zone cu umiditate in sol si atmosfera mare (Anthurium, Colocasia, Zantedeschia etc.) au frunze mari, de multe ori limb pielos, solicita o cantitate mare de apa. Speciile din zone periodic secetoase sunt adaptate prin organe subterane (bulbi, rizomi etc.) la cantitati diferite de apa in functie de faza de crestere si dezvoltare. In sfarsit, speciile din zone secetoase au pretentii foarte reduse fata de cantitatea de apa, ele prezentand adaptari specifice: frunze mici, putine, carnoase sau pubescente sau chiar disparitia frunzelor (cactusi).

-Faza de crestere si dezvoltare. Pentru germinare apa necesara imbibarii semintelor variaza de la 25 la 120%. In faza de rasad si tinere plante necesarul de apa este mare pentru cresterea vegetativa, alungirea pedunculilor florali. Formarea si cresterea semintelor, apa sa fie necesara in cantitati mai reduse. In perioada de repaus plantele au nevoie de foarte putina apa, atit cit partile suterane sa nu-si piarda turgescenta (Begonia tuberhybrida, Dehlia, Gloxinia) sau sa nu-si piarda frunzele (Gerbera, Zantedeschia). Cerintele pentru apa in intreg ciclul de dezvoltare sunt in functie de marimea totala a plantelor si cantitatea de substanta acumulata in organele aeriene si subterane.

-Starea sanatatii plantelor. Umiditatea excesiva poate grabi sau agrava evolutia unor boli.

-Modul de cultura. Plantele cultivate la ghivece necesita mai multa apa atit in privinta cantitatii cit si frecventei, decit plantele cultivate in camp, unde apa poate fi suplinita de apa care urca prin capilaritate din straturile inferioare ale terenului.

Administrarea rationala a apei in culturile floricole impun respectarea urmatoarelor reguli:

-Cantitatea de apa. Excesul si deficitul de apa sunt la fel de daunatoare. Excesul duce la eliminare oxigenului din sol, acidifierea solului, putrezirea radacinilor si altor organe subterane, favorizeaza aparitia de boli. Deficitul de apa duce la ofilirea si chiar moartea plantelor.

-Frecventa. Se aplica in functie de specie, stadiul de dezvoltare, modul de cultura, anotimp, evolutia conditiilor de mediu etc.

-Calitatea apei de udat. Exprimata prin continutul in saruri si temperatura este un element important.

Continutul in saruri trebuie sa fie cit mai redus. Se recomanda chiar numai apa de ploaie pentru unele culturi (Azalee, Camellia, orhidee) sau apa potabila din bazine de acumulare, riuri.

Diferentele intre temperatura apei de udat si temperatura aerului sau solului, pot avea influenta negative asupra plantelor. Apa rece poate intirzia cresterea, determina putrezirea radacinilor sau caderea florilor. Foarte sensibile la apa rece sunt Camellia, Gerbera, Gloxinia, Saintpaulia etc. Folosirea apei prea calde este de asemenea daunatoare, in special daca se foloseste in perioade reci, le provoaca o crestere rapida a plantelor in defavoarea infloritului.

-Perioada de udare in cadrul unei zile, pentru culturile de sera se recomanda udatul dimineata, pentru cele din cimp dimineata si seara.

-Modul de administrare se face in functie de locul de cultura, specie, faza de vegetatie etc. si se executa cu stropitoarea, furtunul, prin infiltratie, cu picatura.

Ridicarea umiditatii atmosferice se poate realiza prin: pulverizarea apei pe plante, udarea peretilor, potecilor; umbrirea sau prin procedee mai moderne: cooling system (aspirarea aerului in sera si trecerea lui printr-o instalatie cu un material lax care retine apa si prin care aerul aspirat din exterior isi mareste umiditatesa) si fog system (ceata artificiala folosita la inradacinarea butasilor si in unele sere de productie).

Apa constituie si un substrat de cultura aplicat in unele tehnologii moderne de cultivare a plantelor decorative cum este cultura pe film de apa, cel mai cunoscut fiind "NFT" (Nutrient Film Techinique).

4.AERUL

Aerul este sursa de oxigen necesar respiratiei si de dioxid de carbon necesar asimilatiei clorofiliene.

Prezenta aerului in sol este indispensabila vietii radacinilor si dezvoltarii in asamblu a plantelor si este determinata de porozitatea substratului, adica de spatiile existente intre fragmentele de sol, nisip, materii organice. Intr-un sol bogat in substante organice, concentratia in CO₂ ploate ajunge la 10% fata de 0,33% in atmosfera. Deci este extrem de important sa existe spatii suficiente prin care sa circule aerul, altfel exista pericolul asfixierii radacinilor sau, in cazul unui udat abundent sau apa stagnanta, se poate produce chiar putrezirea radacinilor. Ficusul la care frunzele se inegresc si cad, frunzele ingalbenite la Philodendron, sunt rezultatul unei seratii necorespunzatoare a solului. De fapt, cele mai frumoase specii tropicale de flori au sistemul radicular foarte sensibil la apa stagnanta si la o aerisire necorespunzatoare a solului.

In sol sau in substratul de cultura aerul trebuie sa ocupe 32-34% din volumul acestuia pentru a asigura o buna dezvoltare a radacinilor, a activitatii microorganismelor.

De aceea se recomanda, in cazul solurilor grele, compacte, adaugarea de nisip, mranita sau truba, pentru imbunatatirea structurii solului, iar in cazul culturilor la ghivece, respectarea proportiei in care diferitele componente sunt recomandate pentru fiecare specie in parte. Alaturi de acestea, lucrari ca: afinarea permanenta a solului sau substratului, curatirea ghivecelor de muschi si licheni, contribuie la asigurarea unei oxigenari corespunzatoare la nivelul sistemului radicular.

Prezenta aerului pentru organele aeriene ale plantelor decorative este necesara pentru buna desfasurare a celor doua procese fiziologice: respiratia si asimilatia clorofiliana.

Toate organele plantelor respira, cu o intensitate care depinde de virsta si specie. Plantele tropicale au o intensitate a respiratiei mai mare decit cele din regiunile secetoase, din cauza suprafetei foliare mari si a numarului mare de stomate. De altfel respiratia creste cu temperatura, sub 10⁰C este nesemnificativa, se intensifica treptat este foarte intensa la 35⁰C, pentru ca la temperatura de 50⁰C sa inceteze. Respiratia este un fenomen care se desfasoara ziua si noaptea, de aceea este necesara asigurarea unui spatiu serat cu un continut convenabil de O₂, lipsit de vapori sau gaze toxice.

Nu se recomanda folosirea, pentru culturile floricole, a terenurilor din jurul diverselor uzine poluante. Unele specii floricole coleus servia pot fi folosite ca plante test, intrucit frunzele lor se faneaza rapid in prezenta, de exemplu, a gazelor sulfuroase.

Un alt component al aerului, CO₂ este necesar asimilatiei clorofiliene, de concentratia lui in atmosfera, de intensitatea luminii si de temperatura, depinde viteza aproximativ jumatate din greutatea substantei uscate a unei plante, provine din CO₂ in atmosfera serelor este favorabila multor plante decorative (trandafiri, garoafe, crizanteme), contribuie la grabirea infloririi, accentueaza culoarea florilor, mareste productia de flori. Aceasta crestere este foarte activa pina la nivelul 0,3-0,5%, nu se recomanda sa depaseasca 1%, pentru ca la o concentratie de 5% plantele sa fie distruse.

Miscarea aerului cu viteze reduse atit in cimp cit si in sere contribuie la omogenizarea componentelor sale, la evaporarea apei din sol sau de pe frunzele plantelor, contribuie la transportul caldurii. Prin ventilari bine dirijate in sere se omogenizeaza umiditatea si caldura se asigura improspatarea aerului.

Interactiunea factorilor abiotici fizici

Prezentarea factorilor abiotici (temperatura, lumina, apa, aerul), tratata in scop didactic separat, ar putea conduce la ideea gresita ca fiecare factor actioneaza de sine statator. In realitate acesti factori actioneaza concomitent asupra plantelor si mai ales intr-o permanenta si indisolubila interactiune. Temperatura ridicata combinata cu umiditatea scazuta sau umiditatea crescuta au efecte foarte diferite, ele pot schimba atit limitele de toleranta cit si optimul termic sau hidric la numeroase specii. De asemenea temperatura scazuta combinata cu umiditatea crescuta sau scazuta au de asemenea actiune ecologica diferita. Un exemplu de interactiune a factorilor mentionati se materializeaza la cultura trandafirului in sera, cresterea temperaturii insotita de umiditate se materializeaza prin dezmugurit timpuriu si o dezvoltare rapida. O crestere insa peste 26⁰C a temperaturii este insotita de o descrestere a greutatii tulpinii si a florii.

Suplimentarea luminii poate reduce timpul de obtinere a tulpinilor florale, mareste talia lor si stimuleaza dezvoltarea mugurilor secundari. Suplimentarea cu dioxid de carbon 800-1000 ppm creste productia, calitatea, diminueaza numarul de muguri avortati si completeaza efectul luminii.

Nivelul optim al umiditatii relative este cuprins intre 60-90% dezmugurirea este lenta si florile mici, peste 90% calitatea florilor este mediocra.

Temperaturile mai ridicate ziua si noaptea, completate cu sporirea dioxidului de carbon si lumina suplimentara, diminueaza competitia existenta intre mugurii axilari si permite dezvoltarea de flori numeroase si de mai buna calitate.

Relatiile plantelor decorative cu factorii edafici

Originea plantelor decorative, in diferite zone geografice, impune asigurarea unui anumit substrat de cultura care corelat cu parametrii optimi pentru ceilalti factori (temperatura, lumina etc) determina reusita acestor culturi. In floricultura prin substrat de cultura se intelege suportul material pentru dezvoltarea radacinilor si pentru asigurarea substantelor nutritive necesare cresterii si dezvoltarii. Substratul are anumite proprietati fizice (aderenta, grad de afanare, permeabilitate, capacitate de retinere a apei) si chimice (continut in elemente nutritive) care trebuie sa corespunda necesitatilor diferitelor specii si soiuri.

Pentru speciile originare din zonele temperate sau subtropicale, care se cultiva in cimp, notiunea de substrat se identifica cu cea de sol, cu caracteristici diferite de la un tip la altul, caracteristici care pot fi imbunatatite prin diferite metode (amendamente, adaus de mranita, nisip etc.).

In camp se cultiva specii decorative care dupa preferinta fata de tipul de sol, se pot cultiva in:

-soluri mijlocii: Callistephus, Salvia etc., majoritatea plantelor floricole au aceasta preferinta.

-soluri usoare: Gladiolus, Polyanthes, Papaver etc., in general specii cu sistem radicular superficial sau cu bulbi.

-soluri bogate in calciu: Aster, Coleus, Alternanthera.

-soluri acide: Asaleea, Erica.

-soluri bogate in fier si aluminiu: Hydrangea.

Pentru culturile din spatii adapostite, in mod deosebit speciile cultivate la ghivece, s-au stabilit anumite proportii intre componentele recomandate pentru fiecare specie, grup de specii sau faza de vegetatie (semanat, inradacinat, repicat, plantat etc), din combinarea carora rezulta substratul de cultura.

Substratul de cultura trebuie sa indeplineasca o serie de conditii: sa posede o constitutie pentru a putea sustien plantele; sa aibe o structura lacunara, nealterabila in timp, care sa pastreze un anumit raport intre fazele solida, lichida si gazoasa; capacitatea mare de schimb de cationi pentru a furniza toate substantele nutritive necesare; capacitatea mare de izolare care sa limiteze dezechilibrul termic; sa nu contina seminte de buruieni, paraziti animali sau vegetali.

O operatie importanta este sterilizarea substratului pentru inlaturarea semintelor de buruieni, nematozi, ciuperci etc. Sterilizarea se face termic sau chimic. Sterilizarea termica se face cu vapori, pentru cantitatile mari de substrat sau cu aparate electrice speciale, pentru cantitati mici. Sterilizarea chimica se realizeaza cu diferite produse fitafarmaceutice si trebuie executata cu precautie din cauza toxicitatii substantelor. Daca in primul caz substratul poate fi utilizat imediat, in cazul sterilizarii chimice, poate fi folosit numai dupa 6-8 saptamini.

Continutul in elemente nutritive al substratului depinde de componentele substratului si se poate modifica prin adaugarea de ingrasaminte minerale sau organice.

Reactia substratului este exprimata prin pH, a carui valoare indica concentratia in ioni de H+ in stare libera in solutia solului. Substraturile folosite in floricultura au pH-ul cuprins intre 3,5 si 8,5. Majoritatea plantelor decorative cresc si se dezvolta bine in soluri neutre, dar sunt si specii care prefera soluri acide: Anthurrium, Azaleea, Erica sau soluri alcaline: Cactee, Hyacinthus (tabelul 2.3.).

Corectarea nivelului substratului cu reactie alcalina, deci coborirea valorii pH-ului se poate face prin adaugarea de turba inalta acida in proportie de 1/3, ½ sau chiar 2/3, sau cu florare de sulf 45-60g/m² sau chiar mai mult.

Acidifierea substratului se poate produce prin administrarea de ingrasaminte minerale, datorita apei folosita la irigare si chiar datoritt ploilor acide.

Tabelul 2.3

Cerintele plantelor floricole fata de pH-ul substratului (dupa Sonea V., 1971)

Ridicarea pH-ului pentru obtinerea reactiei neutre sau uneori slab alcaline se face prin administrarea de calciu, dolomite, creta etc. Carbonat de calciu se administreaza 1-3 kg/m³, pentru culturile de sera se poate adauga creta 1-3 kg/m³ sau 150-200 g/m².

In orice caz, reactia substratului trebuie verificata in laborator, atit la prepararea substratului sau la amplasarea unei culturi, cit si ulterior in timpul vegetatiei si in urma rezultatelor obtinute se aduc corectivele necsare. O atentie deosebita se acorda verificarii pH-ului la culturile la ghivece, une acidifierea substratului se produce adesea datorita udarii fecvente.

Componente utilizate in pregatirea substratului

Componentele care intra in alcaturirea substraturilor pot fi:

-naturale: pamintul de telina, de rasadnita, de gradina, compostul, mranita, pamint de frunze, turba, pamintul de ericacese, de ferigi, muschi, carbune vegetal.

-naturale de origine minerala, care pot fi: netratate - nisipul, pietrisul, pouzzolane sau tratate prin caldura: argila expandata, perlitul, vermiculitul, laine de roche.

-componente sintetice - acestea sunt materiale plastice expandate - polistiren, poliuretan, Agrofoam etc.

Componente naturale ale substraturilor.

Pamantul de telina. Se obtine prin recoltarea de pe terenurile intelenite de brazde (30-40cm/25-30cm/10-15cm) in perioada de vegetatie (mai-septembrie). Brazdele se aseaza cu partea inierbata in jos in platforme, alternind sau nu, straturi de gunoi de grajd nedescompus. Platformele se uda periodic cu apa sau dejectii lichide si se lopateaza la citeva luni pentru omogenizare. Se foloseste dupa 1-2 ani.

Este un pamint bogat in substante nutritive, are culoare brun cenusie, structura granulara, pH 6,5-8, masa volumetrica 1,2-1,5.

Pamantul de rasadnita. Provine din gunoliul de grajd folosit la incalzirea rasadnitelor calde, din stratul de pamint pe care au crescut rasadurile si nisip. Asezat in platforme se uda moderat, se lopateaza, poate fi folosit dupa doi ani, in prealabil fiind dezinfectat.

Este bogat in substante nutritive, are culoare bruna, pH neutru sau usor alcalin, masa volumetrica 0.8-1.

Pamintul de gradina. Se poate obtine din stratul arabil al gradinilor la care, an de an, s-au folosit ingrasaminte, in special organice.

Compostul. Se prepara din resturile menajere, vegetale etc., pe cale industriala in orasele mari, in platforme in gospodariile individuale. Se foloseste dupa cernare (pentru resturile nedescompuse) si desinfectare.

Este bine structurat, are culoare inchisa, pH-6-7,5.

Mranita. Se obtine prin fermentarea gunoiului provenit de la fermele de animale, asezat in platforme, stropit din cand in cand (cu apa sau dejectii lichide pentru a asigura o umiditate de circa 70%) si lopatat periodic.

Este un pamint usor, de culoare brun negricioasa, bogat in substante nutritive, cu o buna capacitate de retinere a apei, pH usor alcalin, masa volumetrica 0,8.

Pamantul de frunze. Rezulta din descompunerea mai mult sau mai putin avansata a frunzelor de foioase sau rasinoase. Frunzele de stejar si castan, avand un continut ridicat in substante tanoide, se folosesc numai in amestec cu cele de foioase (tei, fag, artar etc.). Descompunerea se realizeaza in platforme, in primul an substratul de frunze are reactie acida, in al doilea an neutra, in al treilea an alcalina. Pamintul de frunze are un continut redus in alternarea de gunoi de grajd.

Este un pamant usor, de culoare brun negricioasa, permeabil pentru apa si aer, pH 4,5-6,5, masa volumetrica 0,2-0,6.

Turba. Unul din cele mai folosite componente care intra in compozitia substraturilor folosite in floricultura. Folosita singura sau in amestec, imbunatateste insusirile fizico-chimice, textura, pH-ul. Principalele tari producatoare de turba sunt Rusia, Finlanda, Suedia Romania are circa 7000 ha turbarii.

Dupa locul de formare si compozitie pot fi:

-turbe joase sau negre (eutrofe) formate pe terenuri mlastinoase, bogate in substante nutritive. Rezulta dintr-o descompunere avansata a unor specii de plante ca: Typha, Carex, Equisetum, Phragmites etc. Are aciditate redusa sau este neutra, compacta cu porozitatea redusa. (tabelul 2.4.).

-turbe inalte sau blonde (oligotrofe) formate pe terenuri silicoase, cu un regim de precipitatii mai bogat, dar temperaturi mai scazute. Are un grad mai redus de descompunere, continut mai sarac in elemente fertilizante, aciditate ridicata. In compoztie intra specii de : Sphagnum, Polytrichum, Celluna, Vaccinium etc.

TABELUL 2.4

Caracteristici chimice si fizice ale turbei

(dupa Zuang H. si col.)

Inainte de folosirea turbei se executa o serie de operatii pregatitoare ca destramarea, triturarea, calcarizarea si fertilizarea.

Destramarea si triturarea se face pentru obtinerea de particule de 1-2 cm, calcarizarea consta in adaugarea de CaCO₃ sau alte combinatii pentru corectarea pH in functie de necesitati.

Fertilizarea se impune in special la turbele inalte, inainte de folosirea lor. Se recomanda in general raportul N:P:K de 1:1:1-1,5, pentru speciile decorative prin frunze 3:1:2, pentru Dianthus 1:1,5:2.

Pamintul de ericaceae (terres des bruyeres). Se formeaza in mod natural in zonele unde cresc specii din familia Ericaceae in urma descompunerii naturale a resturilor vegetale. Se foloseste in cultura plantelor acidofile.

Este usor, permeabil, brun pH:3-4,5, masa volumetrica 0,3-0,4.

Pamintul de ferigi (terres des fougres). Rezulta din descompunerea frunzelor, rizomilor, radacinilor unor specii de ferigi. Polipodium, Osmunda Aspidium. Se foloseste in substraturile destinate orhideelor, bromeliilor, ferigilor etc.

Este usor, cu aspect fibros, culoare neagra, pH acid.

Muschiul vegetal (Sphagnum). Se foloseste uscat in cultura speciilor epifite datorita gradului mare de permeabilitate si afinare, capacitatii de absortie a apei. Se mai foloseste la marcotajul aerian, inradacinarea butasilor de Azalee.

Carbunele de lemn. Se foloseste sub forma de bucati sau pudra, are o capacitate mare de retinere a apei, pe care o elibereaza treptat. Se foloseste pentru proprietatile antiseptice in pudrarea sectiunii butasilor.

Hortipain. Este un substrat nou 100% natural, format din fibre de lemn sterilizate la fabricare si aglomerate fara aditiv chimic. Este usor de reciclat sau eliminat dupa folosire. Contribuie la protectia mediului fiind 100% ecologic.

Componentele minerale ale substantelor ?

Nisipul. Participa in proportii diferite in aproape toate amestecurile de pamint, carora le mareste gradul de afinare si permeabilitate. In general considerat substrat inert, nu este totusi complet lipsit de anumite elemente chimice. Sunt de preferat nisipurile grosiere, cu particule de 1,5-2mmm diametru. Masa volumetrica este 1,7-1,8.

Componentele minerale tratate prin caldura au in general o durata de folosire indelungata, mare uniformitate, nu contin elemente nutritive, nici flora microbiena.

Vermiculitul. Se obtine prin incalzirea la 1000⁰C a rocilor de biotita, produsul are o structura poroasa si este alcatuit din glomerule cu diametrul de 0,75-8 mm. Se foloseste in amestecuri pentru cultura orchideelor si bromeliilor.

Are capacitate mare de absorbtie si retinere a apei, este insolubil, retine o mare cantitate de aer, pH variabil, masa volumetrica 0,06-0,3.

Perlitul. Se obtine prin tratarea la 1800⁰C a rocilor vulcanic, temperatura la care acestea se descompun in particule de 3-8 mm diametru. Se foloseste in amestecuri de pamint in locul nisipului sau la inradacinarea butasilor.

Nu contine elemente nutritive, are culoarea alb-gri, capacitate de retinere a apei de 3-4 ori greutatea sa, pH neutru, masa volumetrica 0,04-0,06.

Laine de roche. Este suportul ideal pentru cultura fara sol a speciilor floricole si legumicole. Usor, suplu, rezistent are structura poroasa care permite repartizarea omogena a radacinilor. Reinoit in fiecare an asigura conditii sanitare si hidrice optime. Se fabrica industrial plecand de la un amestec de roci vulcanice supuse la temperaturi de peste 1500⁰C sau plecand de la deseurile (laitier) de la furnalele inalte. Are o greutate de 40-80 kh/m³, pH-7 pana la 9,5, capacitate de retinere a apei, exprimata in volume de 70-80%.

Prin folosirea de blocuri, de dimensiunea 100x15x7,5 cm, determina economie de mana de lucru si timp. Se foloseste si sub forma de cuburi de 10x10x6,5 cm sau 7x7x6,5 cm. Se intilneste sub diferite denumiri: Cultiline, Grodan, Coprogo.

Componente sintatice:

Hydromullul. Rezulta in procesul de sinteza al ureii prin polimerizare. Are structura spongioasa si capacitate mare de retinere a apei.

Styronullul. Preparat din mase plastice expandate, are forma de fulgi de 4-12 mm. Are capacitate de retinere a apei mare, se foloseste pentru permeabilizarea amestecurilor la Orchidee, Authurium.

Agrofoam. Un nou substrat de cultura obtinut din diferite tipuri de poliuretan. Durata de utilizare 4 ani, are structura stabila in timp, capacitate mare de retinere a apei, posibilitati de desinfectie rapida. Are valoare ecologica pentru ca nu se pierde la manipularea inre culturi.

Substraturi de cultura a plantelor floricole

In cultura florilor in spatii protejate mediul de cultura il poate constitui substratul de cultura format din unul dar de obicei mai multe componente a caror proportie este variabila cu specia, un component artificial (cultura fara sol) sau apa (hidroponica).

Cu mici exceptii in cultura plantelor floricole se folosesc combinatii de mai multe componente naturale sau artificiale, a caror proportie se stabileste in functie de caracteristicile fizice si chimice a fiecarui component, astfel incat amestecul rezultat sa corespunda cat mai bine cerintelor fiecarei specii cultivate.

In general un substrat trebuie sa posede o capacitate mare de retinere a apei, structura stabila, porozitate pentru retinerea aerului, capacitate de schimb.

Intr-un substrat usor predomina pamantul de frunze si turba, intr-un substrat acid-pamantul de ericaceae, intr-un substrat greu-telina.

In literatura de specialitate este indicat pentru fiecare specie substratul necesar pentru inmultire sau pentru cultura plantelor adulte (tabelul 2.5).

De exemplu un substrat greu poate fi format din: pamant de telina, mranita, pamant de frunze si nisip in proportie de 3:2:2:1; sau un substrat usor din muschi, pamant de frunze, turba, nisip in proportie de 2:2:1:1.

In cultura florilor se folosesc pe scara larga "substraturile standard" care ofera plantelor suportul pentru fixarea radacinilor prin folosirea de turba sau amestec de telina lutoasa, turba, nisip sau perlit si turba. In cazul folosirii acestui tip de substrat substantele necesare unei cresteri si dezvoltari normale sunt asigurate prin fertilizarea ritmica cu solutii nutritive care sa contina macro si microelementele specifice.

Un exemplu de pamant universal este "Cepac" produs obtinut din 30% argila si 70% turba alba. Proportia ridicata de argila reduce riscurile determinate de un aport excesiv de ingrasaminte, reactiile instabile sau saracirea in elemente nutritive. Argila asigura o stabilitate structurala si confera plantelor o stabilitate crescuta.

Prin porozitatea ridicata turba asigura o buna aerisire, favorizeaza formarea radacinilor si impiedica formarea unei uminiditati excesive. Se livreaza cinci tipuri de paminturi principale si cinci tipuri de paminturi speciale.

Tabelul 2.5

Compozitia substraturilor la plantele floricole

(dupa Bhmig citat de Sonea V.,1971)

INGRIJIREA PLANTELOR DE APARTAMENT

Florile si plantele de apartament au dus intotdeauna o nota de prospetime si de viata in casele oamenilor, incantand privirile, bucurandu-ne inimile cu o pata de culoare si oferindu-ne o parte din oxigenul necesar. Dar pentru ingrijirea lor corecta ai nevoie de cateva cunostinte de baza.

Hrana potrivita

Plantele sunt organisme vii si de aceea trebuiesc hranite, mai ales in perioada in care infloresc. Nu orice fel de ingrasamant se preteaza tuturor tipurilor de flori de apartament. In general ingrasamintele sunt lichide sau praf. Ingrasamantul se foloseste saptamanal n timpul infloririi si de doua ori pe luna in perioadele normale de crestere. Cele mai bune ingrasaminte contin potasiu, fosfati si azot. Daca ingrasamantul pe care te-ai hotarat sa il folosesti este sub forma de pulbere, va trebui sa il dizolvi mai intai intr-o cantitate mica de apa pe care sa o amesteci cu apa cu care se uda florile. Daca ingrasamantul este lichid, amesteci cantitatea potrivita cu apa de udat. Citeste instructiunile si respecta dozajul, pentru ca daca cantitatea de ingrasamant, este prea mare, poti face rau florilor.

In general toate plantele sunt mari iubitoare de lumina, dar exista si exceptii: plantele care indragesc umbra sau lumina difuza, care nu vine direct de la soare. Se stie ca plantele care infloresc au nevoie de mai mult soare si ar fi bine sa le asezati in locuri unde lumina solara bate toata ziua. Plantele folosesc lumina in procesul de fotosinteza si daca nu au destula energie primita de la soare se ofilesc si mor.

Udatul

Este bine de stiut ca nu toate plantele iubesc apa de la robinet, mai ales daca nivelul de hipoclorit este ridicat. Cel mai bine ar fi ca apa folosita pentru udatul florilor sa fie mai intai tinuta cel putin o zi intr-un recipient descoperit si numai dupa acea sa fie folosita la udat. Intotdeauna foloseste apa la temperatura camerei. Nu uda florile expuse la soare direct in zilele foarte calduroase, pentru ca le poti provoca un soc termic si plantele vor muri. Nu pulveriza apa pe frunze in diminetile calduroase, deoarece picaturile de apa, sub impactul luminii, se transforma in mici lupe care vor arde frunzele.

Este bine sa iti uzi plantele de apartament seara, dupa caderea intunericului, insa nu exagera, pentru ca surplusul de apa va face ca radacinile plantelor tale de apartament sa putrezeasca.

Legat de umiditate, majoritatea plantelor de interior au nevoie de un anumit grad de umiditate pentru dezvoltarea lor armonioasa. Sistemele de incalzire centrala pe care le avem insa in casa creaza o atmosfera mult mai uscata decat cea necesara plantelor. Pentru a compensa acest lucru exista cateva metode simple pentru a creste usor umiditatea

-cea mai populara este amplasarea unui vas cu apa in apropierea surselor de caldura

-putem confectiona un recipient sau aranjament de compost si pietre care trebuie udat constant pentru a mentine umiditatea constanta

-daca grupam plantele cat mai compact atunci vom mentine mai bine umiditatea necesara pentru ca plantele isi creeaza un microclimat

-de asemenea putem pulveriza apa peste frunze de cateva ori pe zi daca este foarte cald in casa. In consecinta cu cat camera este mai calduroasa va trebui sa asiguram o umiditate mai mare, daca din contra camera este mai racoroasa atunci aceste operatiuni vor fi mai putine sau chiar deloc.

-o alta metoda de mentinere a umiditatii ar fi amplasarea plantelor in doua ghivece. Pentru ca dupa ce udam plantele, apa se elimina prin pori vaselor , mai ales daca acestea sunt de argila. Astfel, pentru a pastra umiditatea la nivelul solului si a radacinilor plasati ghiveciul respectiv in altul de dimensiuni mai mari (cu cca. 5cm) pe care il umpleti cu turba ce trebuie mentinuta umeda permanent.

Pentru ca majoritatea plantelor de camera provin din regiuni calde si umede, ele vor avea nevoie de o umiditate a aerului mai mare de 60-70% ceea ce nu se intampla in apartamentele noastre moderne. In camerele incalzite, umiditatea relativa este de numai 30-40%.

Umiditatea aerului depinde foarte mult de caldura. Cu cat camerele sunt mai incalzite si se aerisesc cat mai putin cu atat umiditatea este mai scazuta. Asa se explica de ce plantele care arata foarte bine in sera, odata aduse in camera, mor destul de repede desi gasesc caldura necesara, dar le lipseste umiditatea aerului cu care s-au obisnuit.

Aerul uscat si cald stimuleaza daunatori periculosi precum paianjeni si paduchii lanosi si testosi, dupa cum cel cald si umed sau rece favorizeaza agenti patogeni, ciupercile in special. Aerul uscat favorizeaza brunificarea frunzelor si caderea prematura a frunzelor si florilor.

Ce este umiditatea relativa?

Indica canditatea de umezeala continuta in aer-raportata la cantitatea maxima care poate fi continuta in teorie. Temperatura aerului joaca un rol important: cu cat e mai cald aerul, cu atat mai multa apa poate absorbi.

Incalzind aerul, umiditatea relativa a fost injumatatita. Acelasi efect poate fi observat iarna cand deschidem ferestrele.

Pamantul

Mai toate plantele pot creste normal intr-un pamant fertilizat, aerisit, bine afanat, care da voie apei sa-l penetreze. Acest tip de pamant de flori se gaseste in magazinele specializate dar si in supermarket, contine turba si pamant de frunze si se numeste pamant de sera. Florile delicate au insa nevoie de un pamant de turba fibroasa, in amestec cu nisip si pamant de frunze. Violeta, gloxiniile se incadreaza in aceasta categorie. O data pe an ar trebui sa schimbi pamantul din ghivece si sa il inlocuiesti cu unul proaspat.

Ghiveciul

Pentru ca plantele tale sa se simta bine, au nevoie de ghivece potrivite cu masura lor. In cazul in care planta a crescut prea mult si ghiveciul i-a "ramas mic", mut-o intr-un ghiveci mai incapator si profita de prilej ca sa ii schimbi si pamantul.

Cele mai bune ghivece sunt cele din lut. Porii vasului de lut ii permit plantei sa respire, lucru care nu se intampla in cazul givecelor de plastic. Verifica daca ghiveciul are gauri de drenaj la baza: aceste gauri fac ca surplusul de apa sa nu ramana in ghiveci si radacinile plantei nu vor putrezi. In cazul in care ghiveciul nu are orificii de drenaj schimbai destinatia si folosestel la altceva.

Intretinerea

Ca sa poti ingriji o planta anume trebuie sa sti macar cateva lucruri despre ea: de unde provine, ce tip de sol ii prieste, cat de des trebuie udata, cat de des trebuie sa fie hranita si de cata lumina solara are nevoie. Unele plante au tendinta sa se intoarc dupa razele soarelui sau sa creasca numai inspre lumina. Rasuceste periodic cu catva centimetri ghiveciul, ca sa ajuti planta sa creasca uniform.

Exista si plante carora nu le place sa fie mutate, cum sunt craciunita sau trandafirul chinezesc. Aceste plante "se supara" cand sunt "deranjate" si dupa mutare isi pierd florile si frunzele le ingalbenesc, de aceea trebuie sa eviti sa le muti prea des.

Din punctul de vedere al umiditatii plantele se impart in:

1. Hidrofilele cuprind plantele care traiesc in apa, mai precis cele acvatice. Cateva exemple de plante hidrofile ar fii: nuferii, pestisoara, cocosul baltilor etc.

Plantele hidrofile au un sistem radicular slab dezvoltat, radacina lipsand complet, tulpina fiindu-le verde, asimilatoare cu tesuturi specializate in sustinere si cu vase conducatoare libero-lemnoase slab dezvoltate. Apa si substantele nutritive sunt absorbite pe toata suprafata plantei, epiderma plantelor hidrofile lipseste sau este foarte subtire. Plantele hidrofile au 2 tipuri de frunze, natante, care plutesc pe suprafata apei si submerse adica acvatice. Plantele hidrofile au mai multe celule cu clorofila deci realizeaza fotosinteza cu un numar mai mare de celule. Diversitatea plantelor hidrofile nu este asa mare ca la cele terestre, mediul acvatic fiind unul uniform.

2. Higrofilele sunt plantele care traiesc in mlastini, pe marginea apelor si pe pajistile umede fiind plantele care fac tranzactia de la plantele acvatice la cele terestre. Higrofilele au caractere intermediare intre plantele hidrofile si cele mezofile.

3. Mezofitele cuprinde plantele cu pretentii moderate fata de umiditate. Sistemul radicular al plantelor mezofite are o buna dezvoltare. Frunzele difera foarte mult de la specie la specie, in functie de locul in care traiesc. Frunzele pot fi, la plantele mezofite intregi sau incizate, glabre ori paroase, sesile sau petiolate, si cu forme variate. Au epiderma bine dezoltata in comparatie cu cea a plantelor hidrofile, cu rol in aparare. Frunzele mezofitelor au celule stomatice si tesut palisadic si lacunos. Celulele tesutului palisadic sunt dispuse perpendicular pe epiderma superioara permitand cloroplastelor sa se grupeze in functie de intensitatea luminii. Tesutul lacunos prezinta multe spatii lacunare aflate in stransa legatura cu stomatele si camera substomatica. Acest tesut permite circulatia cu usurinta a gazelor. Mezofitele sunt cele mai numeroase plante de pe pamant dupa numarul speciilor.

4. Xerofitele sunt plantele adaptate la uscaciune la mediu sezonier de apa sau cu deficit continu de apa. Aceste plante sunt caracteristice deserturilor si stepelor. In tara noastra se gasesc la campie. Sistemul radicular este puternic dezvoltat la aceste plante care sa absoarba apa de la adancimi mari. Tesutul conducator si cel mecanic precum si epiderma acestor plante este foarte bine dezvoltata, aceasta din urma fiind foarte ingrosata pentru a nu permite plantelor sa transpire, sau poate sa fie acoperita cu un strat de ceara sau cu perisori. O alta adaptare a plantelor xerofite este de a acumula apa in tesuturi numite acvifere in deosebi la cactusi.

5. Eurihidrofitele sunt plantele care pot creste la variatii foarte largi ale umiditatii. Aceste plante pot creste atat pe terenuri cu exces cat si pe cele cu deficit de apa.

ROLUL APEI IN VIATA PLANTELOR

Regimul de apa al plantelor se refera la ansamblul proceselor de absorbtie a apei, din substrat si din atmosfera, la circulatia ei pe traiectul corpului plantelor si la eliminarea curentului de apa in mediul extern prin procesele de transpiratie si gutatie.

In viata plantelor, apa indeplineste un rol multiplu si complex. Prin faptul ca apa participa la formarea celulelor si a tesuturilor, ea are un rol structural insemnat.

Apa asigura transportul unor substante la nivelul compartimentelor plantei; Transporta seva bruta de la radacini spre frunze si seva elaborata de la frunza spre organele de depozitare.

Stabilind legatura indispensabila dintre organism si mediul inconjurator, apa faciliteaza absorbtia substantelor anorganice si organice din sol in organismul vegetal.

Apa creeaza in organism mediul necesar reactiilor biochimice de hidroliza, hidratare, oxireducere etc. Participa direct la realizarea unor reactii de sinteza si degradare din plante.

Avand o mare putere de solubilizare, apa determina in organism formarea solutiilor moleculare si a celor coloidale.

Prin constanta dielectrica mare, apa favorizeaza disocierea ionica(electrolitica) a diferitelor substante. De asemena, ea indeplineste un rol important in procesele de termoreglare, in procesele de transpiratie si de eliminare a substantelor de excretie.

Apa este un element de baza in fenomenul de osmoza si concura la realizarea starii de turgescenta a celulelor.

In procesul fotosintezic, apa ramane un element de baza, fiind donatorul de hidrogen necesar reducerii carbonului.Dintre fenomenele fiziologice cresterea este procesul cel mai sensibil la lipsa apei. Alaturi de lumina si temperatura, apa joaca un rol ecologic insemnat, intrucat determina repartizarea vegetatiei pe globul terestru. Astfel , in regiunile cu exces de apa cresc plantele hidrofile, in cele cu umiditate potrivita , plantele mezofile iar in regiunile cu umiditate scazuta, cresc plantele xerofile.

Importanta mare a apei pentru organismele vegetale se datoreaza unor fizico proprietati -chimice caracteristice, care ii confera unele particularitati de un deosebit interes biochimic. Astfel, apa este o substanta cu caracter polar, datorita aranjarii atomilor de hidrogen de aceeasi parte a moleculei.

O alta particularitate se leaga de faptul ca apa are o caldura specifica mare(caldura necesara pentru a ridica temperatura unui gram cu 1⁰ C); datorita ei temperatura plantelor nu suporta variatiuni bruste, cand temperatura mediului extern variaza intr-un timp scurt. Ea constitue un mijloc eficace de aparare contra frigului.

Apa are, de asemenea caldura de vaporizare mare; ea reprezinta numarul de calorii necesare pentru evaporarea unui gram de apa la 100⁰ C. Din aceasta cauza, cand se evapora apa la suprafata plantelor este nevoie de multa caldura, ceea ce produce racirea organismului.Aceasta proprietate a apei constitue un mijloc eficace de aparare impotriva caldurii.

Apa se gaseste repartizata in organismele vegetale atat extracelular cat si intracelular sub doua stari: lichida si gazoasa. In timpul iernii apa se gaseste uneori in stare solida, materializata prin prezenta cristalelor de gheata

In constitutia corpului plantei, apa lichida se gaseste sub doua forme: apa libera si apa legata. Daca apa libera isi pastreaza proprietatile obisnuite, apa legata are proprietati diferite si nu ingheata nici la -60⁰ C.

Apa din sol provine din precipitatii si mai putin, din vaporii de apa din atmosfera. Exista mai multe forme de apa in sol: apa de constitutie, apa higroscopica, capilara, peliculara si gravitationala.

Cantitatea de apa din organismul vegetal variaza cu varsta, cu starea fiziologica, regiunea geografica, cu intensitatea metabolismului etc. In general, tesuturile tinere contin o cantitate de apa mai mare decat cele batrane.

Procesele fizice implicate in accesul apei in plante.

Nu exista un paralelism intre absorbtia apei si a elementelor minerale, fiecare avand legi specifice de patrundere in plante.Apa patrunde prin procese fizice, respectiv prin osmoza si imbibitie, sub forma moleculara.

Osmoza este fenomenul fizic de intrepatrundere a doua solutii sau gaze miscibile, cu concentratie diferita separate printr-o membrana poroasa, semipermeabila care permite trecerea solventului, dar se opune traversarii substantelor dizolvate.

Osmoza are loc intotdeauna de la partea sistemului un potential chimic mai mare(solutia mai diluata) spre aceea cu un potential chimic mai redus(solutia mai concentrata). Endosmoza va avea loc atunci cand apa din solutia externa are un potential chimic mai ridicat(o disponibilitate de activitate a moleculelor apei mai ridicate, in cazul solutiilor mai diluate sau a apei pure).Exosmoza va avea loc cand apa din solutia interna va avea un potential chimic mai ridicat( solutia interna va fi mai diluata decat solutia externa).

Pentru a absorbii apa celula trebuie sa se afle intr-un mediu hipotonic ( mai diluat) iar sucul sau vacuolar sa fie hipertonic( mai concentrat). Rezultatul acestei situatii se materializeaza printr-un curent endosmotic, adica un curent de patrundere al apei in celula respectiva. Daca celula se afla intr-un mediu hipertonic, adica un mediu a carei concetratie este mai mare decat concentratia sucului ei vacuolar, vom asista la un curent exosmotic, adica de iesire a apei din celula respectiva.

Curentul endosmotic implica cresterea volumului celulelor, ceea ce inseamna ca apa a patruns in vacuolele acestora pe cale osmotica. In aceasta situatie, membrana pectocelulozica a celulelor este supusa intinderii (cu 10-100%), iar celula se gaseste in stare de turgescenta. La punctul de turgescenta maxim, endosmoza inceteaza, chiar daca sucul vacuolar este inca hipertonic fata de solutia externa. Exista insa si cazuri cand endosmoza contiunua peste acest moment, iar celula se sparge si moare, fenomen numit citoliza; situatia se intalneste dupa ploi excesive la fructe (cirese, visine, tomate, struguri), la graunciorii de polen si la unele radacini (morcovi)

Curentul exosmotic implica micsorarea volumului celulei si ulterior, genereaza deprinderea plasmalemei de membrana proctocelulozica a acesteia, fenomen numit plasmoliza.

Deplasmoliza este supapa de siguranta care intervine in momentul plasmolizei convexe, in sensul ca, daca celula plasmolizata se introduce, la scurt timp in apa, ea poate sa revina la starea de turgescenta, intrucat celula va absorbi apa, pe cale osmotica, in mediul extern.

Alaturi de osmoza, ca proces raspunzator in patrunderea apei in celulele vegetale, se afla si fenomenul de imhibitie, care este un fenomen fizic prin care apa patrunde in gelurile coloidale ale celulei.

Absorbtia apei in corpul plantelor.

Viata este legata de apa, aceasta reprezentand mediul in care se desfasoara toate procesele biochimice.

Exista plante care sunt capabile sa supraviesuiasca inactive intr-o atmosfera uscata, fara a fi vatamate. Reprezentantii unei astfel de adaptari sunt bacteriile, algele verzi inferioare, ciupercile si lichenii. Aceste organisme poseda celule mici, fara vacuola centrala, care in cazul uscarii se strang regulat neproducand deteriorari in structura finala a protoplasmei.

La plantele vasculare, situatia este diferita; protoplasma celulelor lor se poate oarecum detasa de conditiile externe, nivelul apei ramanand in celule destul de stabil, gratie prezentei vacuolei.

Absorbtia radiculara a apei.

Radacina este unul dintre cele trei organe vegetative ale cormofitelor (gr. cormos = trunchi, tulpina), alaturi de tulpina si frunze, care indeplineste doua funttii principale: de fixare a plantei in sol si de absorbtie a apei si a sarurilor minerale. Insa radacina poate indeplinii si alte functii: de depozitare a materialului de rezerva, regenerare, inmultire etc.

Dupa originea si functiile lor, radacinile pot fi grupate in trei categorii:

-radacini normale, care se dezvolta din radicula embrionului si indeplinesc cele doua functii specifice;

-radacini adventive, care se formeaza pe tulpini, ramuri sau frunze;

-radacini metamorfozate, care s-au adaptat la alte functii decat cele specifice, modificandu-si forma si structura, corespunzator noilor functii.

Examinand cu atentie radacina unei plantule tinere, distingem patru zone sau regiuni morfologice: varful vegetativ, zona neteda, zona pilifera si zona aspra.

Varful vegetativ sau conul vegetativ al radacinii este zona in care celulele se inmultesc prin diviziune mitotica, din care cauza are un caracter tipic meristematic. Examinand mai atent varful vegetativ al radacinii observam o formatiune care acopera si protejeaza varful delicat al radacinii, numita piloriza, caliptra sau scufie. La plantele acvifere piloriza este substituita de o formatiune mult mai lunga, in forma unui deget de manusa, numita rizomitra, de alta origine decat piloriza. Ea este mai mare la radacinile aeriene si lipseste la plantele parazite si unele plante autotrofe.

Zona neteda, urmeaza imediat dupa varful vegetativ. Este foarte scurta (5-10 mm) si corespunde zonei de crestere in lungime a radacinii. Celulele sale nu se mai divid, dar cresc prin intindere, marindu-si mult dimensiunile initiale si sporind astfel forta datorita careia radacina patrunde in sol.

Zona pilifera (zona perisorilor absorbanti), variaza ca lungime de la cativa mm la cativa cm, in functie de specie. Se numeste astfel deoarece intreaga zona este acoperita de perisori absorbanti, subtiri si lungi, care inconjoara radacina asemeni unui manson pufos, vizibil si cu ochiul liber.

Perisorii absorbanti cresc perpendicular pe axa radacinii, prin alungirea celulelor rizodermice. De regula, sunt unicelulari si foarte rari bicelulari sau pluricelulari.

La nivelul perisorilor absorbanti apa patrunde din substrat in planta printr-o absortie pasiva sau activa.

Absorbtia pasiva a apei este rezultatul transpiratiei frunzei, nivel la care se pierd cantitati importante de apa. Deficitul de apa din comportamentul foliar actioneaza asemeni unui stimul care va fi receptionat de intreg corpul plantei. In final, acest stimul ajunge la nivelul comportamentului radicular, generand o reactie din partea perisorilor absorbanti, care vor "aspira" apa din solutia solului. In aceasta situatie apa este absorbita in mod pasiv de perisorii absorbanti.

Absorbtia activa a apei presupune consum de energie si se realizeaza cu ajutorul energiei metabolice proprii celulelor radiculare prin mecanisme neosmotice. In acest caz, apa patrunde incet, impotriva gradientului de concentratie, tocmai datorita energiei metabolice specifice celulelor radiculare.

La unele plante, cele acvatice, radacinile sunt lipsite de perisori absorbanti intrucat fiind scufundate in apa, absorbtia apei si sarurilor minerale se realizeaza pe toata suprafata lor. La alte plante, in locul perisorilor se fixeaza hifele unor ciuperci simbiotice care indeplinesc aceeasi functie de absorbtie. Aceste ciuperci traiesc in simbioza cu radacinile plantelor, dupa un tip de relatii trofice directe, numit micoriza.

Zona aspra, este ultima zona a radacinii care se intinde de la zona pilifera pana la colet. Numele ei se leaga de prezenta cicatricelor lasate de perisorii absorbanti care au cazut. Culoarea ei bruna se datoreaza suberificarii celulelor din primele straturi ale scoartei(cutis).

Factori care influenteaza absorbtia raticulara a apei.

Absorbtia radiculara a apei sta sub amprenta influentei pe care o exercita o serie de factori legati de sol: temperatura, presiunea osmotica a solutiei solului, aeratia si cantitatea de apa disponibila din sol.

Temperatura solului. Acest factor influenteaza absorbtia apei de catre radacinile plantelor, in sensul ca aceasta decurge mai bine in solurile calde decat in cele reci. Temperatura minina pentru absorbtia apei este in jurul valorii de 0 C. Concomitent cu cresterea temperaturii se intensifica si absorbtia apei, intervalul de temperatura optima fiind intre 20-32⁰ C.

Concentratia solutiei solului. Absorbtia apei in planta se realizeaza cand concentratia sucului vacuolar al celulelor absorbante este mai mare decat presiunea osmotica a solutiei solului. Se cunosc plante (halofitele) care prezinta o mare toleranta fata de concentratiile saline mari ale solutiei solului, motiv pentru care si valoare presiunii osmotice a celulelor acestor plante este mai mare, comparativ cu a altor plante. In general, concentratia solutiei solului este de 0,5-1,5g saruri/litru.

Aeratia solului. Ca o regula generala, o aeratie deficitara a solului limiteaza posibilitatea unei absorbtii active a apei din substrat. Cand concentratia oxigenului din sol scade sub 5% respiratia radacinilor va lua un sens anarob caracterizat printr-un slab randament energetic.

Disponibilitatea apei in sol. Sistemul radicular al plantelor este intr-o contiuna miscare spre locurile cu apa din sol. Pe masura ce solul devine mai sarac in apa, radacinile plantelor patrund mai adanc, dar cu timpul se usuca si pier.

Transportul apei in corpul plantelor.

Apa absorbita de perisorii absorbanti ai radacinii strabate o cale relativ lunga pana la nivelul frunzelor, nivel la care ea se pierde prin procesul de transpiratie. Circulatia apei de la organul de absorbtie spre cel la al carui nivel se pierde, determina o legatura functionala stransa intre aceste organe distantate spatial.

Pe traseul parcurs, coloana de apa intalneste atat elemente vii(celulele din parenchimul radacinii si frunzei) cat si elemente lipsite de continut viu(trahee si traheide), acestea din urma constituindu-se ]n sistemul lemno si conducator al plantei. In celulele radacinii in sens transversal apa circula prin difuzie si partial, datorita unor efecte osmotice.

Scoarta radacinii serveste ca un rezervor de apa, compensand fluctuatiile diurne relativ scurte in aprovizionarea cu apa din sol. Cand ajunge in endoderm, transportul apei este blocat de elementele hidrofobe sau de cele lemnoase din peretii celular. Apa este atunci vehiculata catre partile din endoderm permeabile pentru apa. In cilindrul central apa trece in vasele conducatoare, de unde este urcata spre etajele superiaore ale plantei.

Potentialul apei din tesuturile tulpinei este mai scazut decat cel din radacini, iar potentialul apei din frunze este mai scazut decat cel din tulpina. Apa circula de la un potential mai mare catre un potential mai scazut.

Sistemul conducator al plantei pentru apa

Corpul plantelor este traversat de un dublu curent de lichide, care constitue seva bruta si seva elaborata.

Seva bruta este o solutie de saruri minerale, absorbita din sol de catre radacini la nivelul regiunii ei pirifere si circula de jos in sus, ascendent pana la tesuturile asimilatoare, prin intermediul tesutului conducator lemnos.

Seva elaborata este o solutie de substante organice, indeosebi glucide, formata in urma procesului de fotosinteza; ea circula in general, de sus in jos, descendent, prin intermediul tesutului conducator liberian.

Pentru indeplinirea functiei de transport, corpul plantei este strabatut de tesuturi speciale, numite conducatoare. In procesul evolutiv, s-a diferentiat cate un tesut special de conducere pentru fiecare categorie de seva: tesutul lemnos pentru seva bruta si tesutul liberian pentru seva elaborata.

Tesutul conducator lemnos (lemn sau xilem), implicat in transportul sevei brute are urmatoarele elemente histologice:

-vasele

-celulele de parenchim lemnos

-fibrele lemnoase

Dupa forma si dimensiunile lor, dupa structura si modul de ingrosare al peretilor, vasele lemnoase sunt de doua feluri: traheide si trahee.

Traheidele, numite si vase inchise sau imperfecte, sunt elemente conducatoare unicelulare, suprapuse unele in continuare celorlalte (formand siruri longitudinale), cu peretii transversali persistenti si adesea oblici, a caror capete sunt ascutite sau rotunjite.

Traheele, numite si vase deschise sau perfecte sunt tuburi continue, mai largi decat traheidele si intre peretii transversali au disparut complet sau in cea mai mare parte.

Eliminarea apei de catre planta

Concomitent cu absorbtia si transportul apei in planta are loc si eliminarea ei in atmosfera, proces realizat la nivelul tuturor organelor aeriene prin doua procese distincte: transpiratia si gutatia. Daca prin transpiratie apa este eliminata sub forma de vapori, prin gutatie apa este eliminata sub forma lichida, de picaturi.

Doua faze importante se petrec in timpul transpiratiei: prima, la evaporarea apei din celulele mezofilului foliar in spatiile intercelulare si a doua,la difuziunea vaporilor de apa din spatiile respective in aerul exterior.

Stomatele si rolul lor in transpiratie.

O stomata este alcatuita din doua celule epidermice specializate numinte celule stomatice, care lasa intre ele o deschidere numita osteola.

In componenta acestor structuri intra si camera substomatica, compartiment la nivelul caruia se acumuleaza vapori de apa inainte de a fi evacuati, in exterior, prin procesul transpiratiei.

Celulele stomatice sunt inconjurate de celulele anexe, cu rol accesoriu, materializat prin contributia lor la diminuarea eventualelor presiuni exercitate asupra celulelor stomatice.

Distributia stomatelor pe organele plantelor. Ele se formeaza de obicei, pe toate organele supraterestre ale plantelor, dar mai ales pe frunze. Pe elementele florei, petale sau seminte, stomatele sunt nefunctionale(incomplet dezvoltate).

Numarul de stomate. Acesta creste sau scade la aceeasi specie sau la diferite specii de plante,fiind in functie de faza ontogenetica a plantei si de conditiile ecologice in care acestea se dezvolta. Din acest motiv, se intalnesc adesea la aceeasi specie, un numar diferit de stomate, de regula, pe suprafata unei frunze pot fi intre 1000 si 60 000 de stomate pe 1 cm² ceea ce reprezinta o suprafata mica, de 1-2 % din limbul foliar.

Pozitia stomatelor pe suprafata limbului. In privinta nivelului la care sunt dispuse stomatele fata de celulele epidermice, se intalnesc mai multe situatii:

-stomate la acelasi nivel cu celulele epidermice; aceasta dispozitie se intalneste mai ales la mezofite

-stomate sub nivelul celulelor epidermice; aceasta dispozitie este caracteristica speciilor xerofite

-stomate deasupra nivelului celulelor epidermice; o asemenea dispozitie creeaza premisa derularii transpiratiei intenre si este caracteristica plantelor hidrofile si mezofile.

Deschiderea osteolei. Inchiderea si deschiderea osteolei se datoreaza ingrosarii inegale a peretilor celulelor stomatice.

Factori care influenteaza transpiratia plantelor.

Derularea transpiratiei este influentata de o serie de factori interni, prioritari fiind cei legati de distributia, numarul, pozitia si reactia de inchidere, respectiv deschidere a stomatelor. In plus, acest proces fiziologic se afla si sub semnul influentei altor factori interni, ca : structura frunzei, suprafata foliara si relatia dintre sistemul radicular si cel extraradicular.

Structura frunzei. Modificarile structurale ale frunzelor le confera plantelor xerofite o rezistenta mare in privinta pierderii apei si fata de ofilire. Plantele care cresc in zone cu climat umed, au cuticula frunzei mai subtire si transpira mai mult.

Suprafata foliara. Cu toate ca nu exista o relatie de proportionalitate intre suprafata foliara si transpiratie, este evident faptul ca, cu cat suprafata foliara este mai mare, cu atat si cantitatea de apa pierduta prin transpiratie va fi mai accentuata.

Relatia dintre sistemul radicular si sistemul extraradicular. Ceea ce regleaza intensitatea transpiratiei tine de marimea suprafetei absorbante a radacinilor si suprafata de evaporare a sistemului foliar.

Intensitatea transpiratiei este influentata de diferiti factori externi care actioneaza asupra evaporarii apei si care modifica si potentialul apei dintre suprafata plantei si aerul atmosferic. Dintre acestea cei mai inportanti sunt: lumina, umiditatea atmosferica, temperatura, curentii de aer si apa disponibila din sol.

Lumina. Acest factor modifica intensitatea transpiratiei prin intermediul deschiderii stomatelor; la lumina osteolele stomatelor se deschid iar la intuneric se inchid, ceea ce intensifica sau blocheaza transpiratia. Frunzele au capacitatea de a absorbi energia luminoasa si de a o transforma (peste 70%) in energie calorica.

Umiditatea atmosferica. Este cunoscut faptul ca atmosfera externa se afla intr-o continua stare de nesaturatie, comparativ cu atmosfera interna a frunzei care se considera ca este permanent saturata sau partial saturata cu vapori de apa.

Temperatura. Stomatele se inchid in jurul valorii de C si au o deschidere maxima la temperatura de 3 C.

Curentii de aer. Intensitatea transpiratiei se micsoreaza cand aerul care se afla la suprafata frunzei se incarca cu vapori de apa emisi prin acest proces fiziologic. Prezenta curentilor de aer, in aceasta situatie, poate fi benefica pentru intensificarea procesului transpirator.

Apa din sol. Acest factor impreuna cu activitatea absorbanta a radacinilor au o influenta profunda asupra intensitatii transpiratiei.

Gutatia

Este procesul fiziologic caracteristic plantelor prin care apa lichida, in exces, se elimina sub forma de picuri prin structuri specializate numite hidatode. Ele se afla in varful frunzelor (graminee), al dintisorilor de pe marginea frunzelor (cretusca) sau pe intreaga suprafata a frunzelor (fasole).

Gutatia are loc cand conditiile externe nu permit transpiratia cand atmosfera este saturata de vapori de apa, primavara si vara, cand dupa zile cu arsita urmeaza nopti racoroase. In aceste conditii se produce un dezechilibru intre absorbtia radiculara care ramane la un plafon ridicat, datorita solului mai cald si transpiratiei care este mult redusa, drept urmare a inchiderii stomatelor, a temperaturii scazute din atmosfera si a umiditatii relative ridicate. Prin perturbarea raportului dintre absorbtie si transpiratiei in tesuturile frunzei se acumuleaza un exces de apa care se elimina in exterior direct, sub forma de picaturi de gutatie.

In atmosfera umeda a padurilor ecuatoriale gutatia poate avea loc in decursul intregii zile. O frunza, intr-o singura noapte, poate elimina prin gutatie, circa 100 ml apa. In general, fenomenul de gutatie este mai intens in timpul noptii si mai scazut sau absent in timpul zilei.

Gutatia reduce presiunea hidrostatica in vasele de lemn, favorizeaza absorbtia si conducerea sarurilor minerale in corpul plantei si contribuie la eliminarea excesului de apa si de saruri minerale. Gutatia intervine asemeni unei supape de siguranta prin care se evita asfixierea celulelor, in contextul spatiilor intercelulare inundate cu apa si intoxicarea celulelor, ca urmare a excesului de saruri.

SENZORI SPECIFICI

Elemente sensibile

Elementul sensibil (ES) constituie o parte esentiala, specifica, a oricarui echipament de masura si control, avand rolul de a converti marimea de masurat in semnal electric sau in parametru de circuit electric. In literatura, elementele sensibile se mai intalnesc si sub alte denumiri: traductor, detector, senzor.

Dintre criteriile de clasificare ale ES, cele mai importante sunt: a)principiul de conversie a marimii fizice aplicate la intrare:

- ES parametrice,

- ES generatoare;

b) natura marimii fizice de masurat (semnalului de intrare):

- ES pentru marimi mecanice,

- ES pentru marimi termice,

- ES pentru marimi radiante,

- ES pentru marimi magnetice,

- ES pentru marimi chimice;

c) numele marimii fizice de masurat :

- ES pentru deplasari,

- ES pentru viteze,

- ES pentru acceleratii,

- ES pentru forte,

- ES pentru temperatura etc;

d) modul in care are loc transformarea semnalului :

- ES directe: marimea neelectrica este transformata direct in semnal electric (sau parametru de circuit

electric),

- ES complexe: conversia este realizata in mai multe etape intermediare,

- matrice de ES (grupari de ES);

e) pozitia fata de obiectul asupra caruia se face masurarea :

- ES de contact cu obiectul;

- ES fara contact cu obiectul

Elemente sensibile de tip parametric.

ES parametrice sau modulatoare se utilizeaza in cazul in care marimea de masurat este o marime pasiva, adica nu are asociata o putere suficienta, sau atunci cind fenomenul fizic pe care se bazeaza conversia nu permite obtinerea directa a unui semnal electric. Punerea in evidentaa variatiilor parametrilor se face cu ajutorul unei surse de energie auxiliara.Aceasta sursa genereaza, de regula, o tensiune sau un curent electric constant a carui valoare este modulata de variatia parametrului respectiv, obtinandu-se astfel un semnal electric ale carui variatii reproduc pe cele ale marimii de masurat.

Posibilitatile de conversie ale marimilor de natura neelectrica -din cele mai variate domenii (mecanica, radiatii, caldura, procese chimice etc.) - in marimi electrice se datoreaza legilor fizice care exprima dependenta parametrilor mentionati, la anumite materiale conductoare, semiconductoare sau dielectrice, de aceste marimi.

Dupa numele parametrului, se deosebesc:

- ES rezistive;

- ES capacitive;

- ES inductive.

Unele marimi pot influenta direct acesti parametri (de exemplu,deplasarea). Altele includ conversii si dispozitive intermediare care transforma marimea de masurat in deplasare si aceasta este transformata, la randul ei, in variatii de sarcina electrica (de exemplu: mase, elemente elastice, amortizoare- pentru masurarea fortelor,

acceleratiilor, vibratiilor).

Traductorul ( ES ) de tip rezistiv poate masura marimi neelectrice care influenteaza rezistenta electrica a sa, R. Tinand seama de expresia :

R=ρ

se observa ca R se poate modifica, fie prin intermediul rezistivitatii , fie prin intermediul lungimii l, fie prin intermediul sectiunii S. De mentionat ca, de multe ori, variatiile celor trei marimi nu sunt independente (de exemplu, marcile tensometrice).

In tabelul urmator se dau principalele fenomene fizice pe care se bazeaza conversia,iin cazul traductoarelor resistive, si marimile care pot fi masurate.

ES de tip capacitiv poate masura marimile neelectrice care influenteaza capacitatea unui condensator din componenta sa. De exemplu, un condensator plan, cu armaturi paralele, are capacitatea data de relatia:

C=

unde este permitivitatea dielectricului, S este suprafata comuna a armaturilor, iar d este distanta dintre armaturi.

In tabelul urmator se dau principalele fenomene fizice pe care se bazeaza conversia la traductoarele capacitive si marimile care pot fi masurate.

ES de tip inductiv poate masura marimi neelectrice care influenteaza inductanta proprie a unei infasurari sau care influenteaza cuplajul intre doua infasurari (acesta din urma se mai numeste si traductor de tip transformator). In tabelul urmator se dau principalele fenomene fizice pe care se bazeaza conversia la traductoarele inductive si marimile care pot fi masurate.

Elemente sensibile de tip generator

Elementele sensibile de tip generator sau energetice sunt utilizate in cazul marimilor active, adica a acelor marimi care au asociata o energie ce poate fi utilizata pentru conversie, fara a afecta valoarea marimii masurate. In aceste cazuri, nu mai sunt necesare surse de energie auxiliare, ES fiind de asa natura incat, sub actiunea marimii de masurat, furnizeaza la iesire un curent, o tensiune sau o sarcina electrica, avand variatii dependente de intrare.

Exista o mare varietate de fenomene fizice pe care se bazeaza realizarea de ES de tip generator, ca de exemplu: inductia electromagnetica, termoelectricitatea, piezoelectricitatea, magnetostrictiunea etc. In tabelul urmator sunt indicate cateva dintre

tipurile cele mai reprezentative de astfel de ES, cu specificarea aplicatiilor tipice.

ES de tip generator prezinta avantajul unei cuplari mai usoare sial unei structuri mai simple a adaptorului, deoarece nu necesitaconversia parametrului de circuit (semnal electric). Insa, unele ES de acest tip au impedanta interna foarte mare, ceea ce atrage dupa sine dificultati privind impedanta etajului de intrare in adaptor si modul de realizare a conexiunilor electrice (ecranari, rezistenta la izolatie foarte buna).

Elemente sensibile pentru marimi radiante.

Prin radiatie se intelege o emisie de particule sau de unde (electromagnetice) care se propaga radial. Exista o mare varietate de radiatii, dintre care, radiatiile luminoase si cele nucleare isi gasesc aplicatiile cele mai frecvente in constructia de traductoare. Principiile

functionale ale traductoarelor de radiatii se bazeaza pe anumite fenomene determinate de interactiunea radiatiei cu substanta si susceptibile de a fi utilizate in aplicatii de masurare.

ES pentru marimi radiante sunt folosite larg in structuri de traductoare complexe, pentru alte marimi decat cele radiante. In acest scop, intre sursa de radiatii si ES pentru radiatii se interpune un element modulator

Terminologia senzorilor

Senzorul-sistem destinat determinarii unei sau unor proprietati, cuprizand atat traductorul, care transforma marimea de intrare in semnal electric util, cat si circuite pentru adaptarea si conversia semnalelor, sieventual pentru prelucrarea si evaluarea informatiilor. Exista foarte multe clasicari ale senzorilor si traductoarelor, cu sau fara contact, absoluti sau incrementali(in functie de marimea de intrare), analogici sau digitali (in functie de marimea de iesire) etc.

Senzorii, ca si alte arii ale tehnologiei, au o terminologie specifica care trebuie intai

inteleasa inainte ca ele sa fie aplicate in aplicatii.

Sensibilitatea

Sensibilitatea unui senzor este definita ca panta curbei caracteristicii de iesire (ΔY/ΔX din figura 2-1) sau, mai general, intrarea minima a parametrilor fizici care va creea o variatie a iesirii. La cativa senzori, sensibilitate este definita ca parametrul de intrare cerut pentru a produce o standardizare a schimbarii iesirii. La altele, ea este definita ca tensiunea de iesire data pentru schimbarea parametrului de intrare. De exemplu, un traducator de tensiune arteriala tipica poate avea o rata a sensibilitatii de 10μV/V/mmHg; aici va fi 10μV tensiune de iesire pe fiecare volt al excitatiei si pe fiecare mm Hg aplicat presiunii.

Eroarea de sensibilitate

Eroarea de sensibilitate (aratata in figura 2-1) este punctul de plecare pentru panta ideala a caracteristicii curbei. De exemplu, traducatorul de presiune arteriala discutata mai sus poate avea o sensibilitate de 7.8 μV/V/mmHg in loc de 10 μV/V/mmHg.

Domeniul

Domeniul de acoperire al senzorului este maximul si minimul valorilor aplicate parametrilor care pot fi masurate. De exemplu, un senzor de presiune dat poate avea domeniul de variatie intre -400 si +400 mm Hg. Alternativ, extrema pozitiva si negativa sunt de obicei inegale. De exemplu, un traductor medical al presiunii arteriale este specificat sa aiba limita minima (in vid) de -50mm Hg (Y_min din figura 2-1) si o limita maxima de +450 mm Hg (Y_max din figura 2-2).

Aceste specificari sunt adesea intalnite si reprezinta motivul pentru care doctorii si asistentele distrug senzorii de detectare a presiunii arteriale, in incercarile de a extrage sange dintr-o vena fara a fi atenti la pozitia fluidului din organism. O mica seringa poate produce un vid intr-un sistem inchis.

Figura 2-2. Caracteristica curbei pH a electrodului la sesibilitatea temperaturii

Offset-ul

Eroarea de offset al unui traductor este definita ca valoarea iesirii care exista atunci cand ar trebui sa fie zero, sau diferenta dintre valoarea reala de la iesirea traductorului si valoarea de la iesire specificata de o serie de conditii particulare. Un prim exemplu in ceea ce priveste figura 6-1 ar exista daca caracteristica curbei ar avea aceeasi panta a sensibilitatii ca si cea ideala, dar daca ar intersecta axa Y in punctul b in loc de punctul zero. Un alt exemplu este forma offset-lui caracteristicii curbei pH a electrodului aratat in figura 2-2.

Curba ideala va exista doar daca la o anumita temperatura (de obicei 25C), in timp ce curba reala va fi intre minimul temperaturii si maximul temperaturii, limita depinzand de temperatura de pe electrod.

Liniaritatea

Liniaritatea unui traductor este expresia cu care curba masurata a senzorului se diferentiaza de curba ideala. In figura 2-3 se arata o relatie exagerata intre curba ideala si cea masurata care se mai numeste si linie de calibrare. Liniaritatea este specificata in procente, si este definita asfel:

Neliniaritate(%)=x100    (2-1)

unde:

- Neliniaritatea(%) reprezinta procentul de neliniaritate.

- D_in(max) reprezinta deviatia maxima la intrare.

- IN_fs reprezinta semnalul maxim

Neliniaritatea statica definita de ecuatia 2-1 este uneori subiectul unor factori de mediu, inclusiv temperatura, vibratiile, nivelul acustic de zgomot si umiditatea. Este important de stiut in ce conditii aceasta caracteristica este valida si se indeparteaza de acele conditii care nu furnizeaza modificari ale liniaritatii.

Histerezis-ul

Un traductor trebuie sa fie capabil sa urmareasca schimbarile parametrilor de intrare indiferent din ce directie este facuta schimbarea, histerezis-ul fiind masura a acestei proprietati.

Figura 2-4 arata o curba de histerezis tipica. Se observa ca conteaza din ce directie este facuta schimbarea. Apropiindu-se de o valoare fixa de intrare (punctul B din figura 2-4) dinspre o valoare mai mare (punctul P) se va obtine o valoare diferita decat daca ne apropiem de aceasi valoare dinspre o valoare mai mica (punctul Q sau zero).

Se observa ca valoarea de intrare B poate fi exprimata prin F(X)₁, F(X)₂, F(X)₃ in functie de valoarea precedenta - in mod clar o eroare datorata histerezis-ului.

Figura 2-3. Curba ideala si eroarea liniaritatii

Figura 2-4. Curba histerezis

Timpul de raspuns

Senzorii nu-si schimba starea de iesire imediat cand apare o schimbare a parametrului de intrare. De obicei, va trece in starea noua abia dupa o anumita perioada de timp, numita si timp de raspuns (T_r din figura 2-5). Timpul de raspuns poate fi definit ca fiind timpul necesar iesirii valorilor unui senzor de a trece din starea precedenta spre o valoare stabilita in limitele unui domeniu de toleranta a noii valori corecte. Acest concept este intr-un fel diferit de termenul de timp constant (T) a sistemului. Acest termen poate fi definit intr-o maniera similara cu cea a unui condesator care se incarca printr-un rezistor si este de obicei mai mic decat timpul de raspuns.

Figura 2-5 a. Timpul de crestere

Figura 2-5 b. Timpul de cadere

Curbele din figura 2-5 ne arata doua tipuri de timp de raspuns. In figura 2-5 a curbele reprezinta timpul de raspuns ce urmeaza unei schimbari a parametrului de intrare de catre o functie treapta abrupta si pozitiva. In figura 2-5 b este aratat timpul de cadere (T_d care se distinge de T_r pentru ca nu este intotdeauna acelasi), ca raspuns la o schimbare a parametrului de intrare de catre o functie treapta negativa.

Liniaritate dinamica

Liniaritatea dinamica a unui senzor este o masura a abilitatii sale de a urmarii schimbariile rapide ale parametrilor de intrare. Caracteristicile distorsiunii amplitudinii, caracteristicile distorsiunii fazei, si timpul de raspuns sunt importante pentru a determina liniaritatea dinamica. Pentru un sistem cu histerezis scazut (de obicei preferat), raspunsul amplitudinii este reprezentat de:

F(x)=aX+bX+cX+dX++k    (2-2)

In ecuatia 2-2, termenul F(X) reprezinta semnalul de iesire, in timp ce X reprezinta parametrul de intrare si armonicile sale, iar K este constanta de offset (daca exista). Armonicile devin importante atunci cand eroarea generata de senzor cad in aceleasi domenii de frecventa ca si armonicile naturale produse de actiunea dinamica a parametrului de intrare. Toate undele sunt reprezentate print-o functie Fourier sau o unda sinusoidala fundamentala si armonicele ei.

Caracteristica de neliniaritate a curbei de calibrare (figura 2-6) ne spune despre armonicile prezentate.

Figura 2-6 a. Curba semnalului de intrare eroare patratica

In figura 2-6 a, curba de calibrare (cea cu linie punctata) este asimetrica, deci exista termeni impari ai armonicii. Presupunand o forma pentru curba ideala alui F(X)=mx+k, ecuatia 2-2 devine pentru cazul simetric:

F(x)=aX+bX+cX++k    (2-3)

In alte tipuri de curbe de calibrare (figura 2-6 b), valorile indicate sunt simetrice in functie de curba ideala mx+k. In acest caz, F(X)=-F(-X), iar forma ecuatiei 2-2 este:

F(x)=aX+bX+cX++k    (2-4)

Figura 2-6 b. Curba semnalului de intrare eroare cubica