يعتبر النتح في النباتات أهم عملية في فسيولوجيا عالم النبات.
النتح في النباتات هو عملية طبيعية لتبادل المياه بين عالم النبات والهواء الجوي. أظهرت الأبحاث التي أجراها العلماء أن الكمية اليومية للرطوبة المتبخرة تتجاوز بشكل كبير كمية الماء الموجودة في النبات. هذه الظاهرة لها أهمية قصوى في حياة أي كائن نباتي ينمو في ظروف الدفيئة أو في الأرض المفتوحة. من هذا المنشور ، سوف تتعلم ما هو النتح في النباتات ، والتعرف على أنواع وطرق تنظيم هذه العملية.
آلية النتح
النتح هو عملية نقل السائل عبر كائن نباتي وتبخيره من الجزء الأرضي من النبات. تشارك الأوراق والسيقان والأزهار والفواكه ونظام جذر الكائن النباتي في النتح.
لماذا يحتاج النبات لتبخر الرطوبة؟ يسمح النتح للنبات بتلقي العناصر الغذائية والعناصر النزرة الذائبة في الماء من التربة.
آلية العمل على النحو التالي:
- بعد التحرر من الرطوبة الزائدة ، يتم إنشاء ضغط سلبي في الأنسجة النباتية الحاملة للماء.
- يقوم الفراغ بسحب الرطوبة من الخلايا المجاورة للخشب ، وبالتالي ، على طول سلسلة ، مباشرة إلى خلايا الشفط في نظام الجذر.
من خلال عملية التبخر ، تنظم النباتات درجة حرارتها بشكل طبيعي ، وتحمي نفسها من الحرارة الزائدة. لقد ثبت أن درجة حرارة ورقة النتح أقل من درجة الرطوبة غير المتبخرة. يصل الفرق إلى 7 درجات مئوية.
النباتات لها نوعان من تبادل الرطوبة:
- من خلال الثغور
- من خلال البشرة.
لفهم مبدأ عمل هذه الظاهرة ، من الضروري تذكر بنية الورقة من الدورة المدرسية في علم الأحياء.
تتكون ورقة النبات من:
- خلايا البشرة التي تشكل الطبقة الواقية الرئيسية.
- البشرة عبارة عن طبقة واقية شمعية (خارجية).
- Mesophyll أو "اللب" هو النسيج الرئيسي الموجود بين الطبقات الخارجية للبشرة.
- الأوردة هي "شرايين النقل" للورقة ، والتي تتحرك على طولها الرطوبة المشبعة بالعناصر الغذائية.
- الأفواه عبارة عن فتحات في البشرة تتحكم في تبادل الغازات في النبات.
مع نتح الثغور ، تحدث عملية التبخر على مرحلتين:
- انتقال الرطوبة من المرحلة السائلة إلى مرحلة البخار. تم العثور على الماء السائل في أغشية الخلايا. يتكون البخار في الفضاء بين الخلايا.
- إطلاق الرطوبة الغازية في الغلاف الجوي من خلال فم البشرة.
مع تبادل رطوبة الثغور ، يمكن للنبات أن ينظم مستوى التبخر. بعد ذلك ، سننظر في آلية هذه العملية.
النتح الجلدي ينظم تبخر الرطوبة من سطح الورقة عند إغلاق الفم. يعتمد معدل تبخر السائل على سماكة الطبقة الخارجية وعمر النبات.
من المهم أن تعرف أن مستوى النتح الفموي يتراوح من 80 إلى 90٪ من حجم تبخر الورقة بأكملها. هذا هو السبب في أن هذه الآلية هي المنظم الرئيسي لمعدل التبخر في النباتات.
ورقة كعضو النتح
لقد قمنا بتحليل ما هو النتح. الآن من الضروري فهم الدور الذي تلعبه الورقة في هذه الآلية.
بسبب مساحة التبخر الكبيرة ، فإن الأوراق هي مناطق الانتشار الرئيسية للنبات. تبدأ عملية تبخر الرطوبة من قاع الورقة عبر الأفواه المفتوحة ، والتي يتم من خلالها تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون بين النبات والهواء المحيط.
آلية فتح الثغور هي كما يلي:
- توجد خلايا الحراسة حول الفتحة.
- مع زيادة الحجم ، فإنها تمد الثقوب الموجودة في البشرة ، مما يزيد من فتح الثغور.
تحدث العملية المعاكسة مع انخفاض في حجم الخلايا الحامية ، حيث تتوقف جدرانها عن التأثير على فجوات الفم.
شدة النتح
معدل النتح هو مقدار الرطوبة المتبخرة مع dm2 نباتات لكل وحدة زمنية. يتم تنظيم هذه المعلمة من خلال حجم فتحة الثغور ، والتي بدورها تعتمد على كمية الضوء التي تسقط على النبات. بعد ذلك ، سننظر في كيفية تأثير الضوء على شدة النتح.
يحدث تشوه خلايا البشرة تحت تأثير عملية التمثيل الضوئي ، والتي يتم خلالها تحويل النشا إلى سكر.
- تبدأ النباتات عملية التمثيل الضوئي في الضوء. يزداد الضغط في الخلايا الحامية ، مما يجعل من الممكن سحب الماء من الخلايا المجاورة للبشرة. يزداد حجم الخلية ، وتفتح الثغور.
- في المساء والليل ، يتم تحويل السكريات إلى نشا ، حيث تقوم خلايا البشرة "بضخ" الرطوبة من الخلايا الحامية للنبات. ينخفض حجمها ، وتغلق الثغور.
بالإضافة إلى الضوء ، تتأثر شدة النتح بالرياح والخصائص الفيزيائية للهواء:
- كلما انخفض مستوى رطوبة الهواء الجوي ، زادت سرعة تبخر الماء ، وبالتالي معدل تبادل الرطوبة.
- مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد مرونة بخار الماء ، مما يؤدي إلى انخفاض خصائص الرطوبة في البيئة وزيادة حجم الماء المتبخر.
- تحت تأثير الرياح ، يزداد معدل تبخر الرطوبة بشكل كبير ، مما يؤدي إلى تسريع انتقال الهواء الرطب من سطح الورقة ، مما يؤدي إلى زيادة تبادل الماء.
لتحديد هذه المعلمة ، لا ينبغي لأحد أن ينسى مستوى رطوبة التربة. إذا لم يكن ذلك كافيًا ، فهناك نقص في النبات. يؤدي تقليل كمية الرطوبة في الكائن النباتي إلى تغيير معدل التبخر تلقائيًا.
الاختلاف النهاري للنتح
خلال النهار ، يتغير مستوى تبخر الرطوبة في النباتات:
- في الليل ، تتوقف عمليا عملية تبادل المياه بين النبات والهواء المحيط. ويرجع ذلك إلى غياب الشمس ، وإغلاق ثقوب البشرة ، وانخفاض درجة حرارة الهواء الجوي وزيادة مستوى الرطوبة فيه.
- عند الفجر ، تنفتح الأفواه. تزداد درجة الكشف عنهم مع التغيرات في الإضاءة والمؤشرات المناخية والفيزيائية للكتل الهوائية.
- لوحظ الحد الأقصى لشدة النتح في النباتات عند الظهر ، من 12 إلى 13 ساعة. تتأثر هذه العملية بشدة ضوء الشمس.
- مع عدم كفاية الرطوبة في النهار ، قد تنخفض كثافة تبادل الماء. تسمح هذه الآلية للمصنع بتقليل فقد الرطوبة بشكل كبير من خلال حماية نفسه من الذبول.
- مع انخفاض التشمس الشمسي في ساعات المساء ، تزداد شدة النتح مرة أخرى.
تعتمد العملية اليومية لتبادل الرطوبة أيضًا على نوع وعمر النباتات ، ومنطقة النمو ، وتخطيط الأوراق.
لديك صبار، يحدث ارتفاع في مستوى النتح حصريًا في الليل ، عندما تكون الأفواه مفتوحة تمامًا. في النباتات ، التي تتحول أوراقها جانبًا إلى الأفق ، تبدأ هذه العملية فورًا بأول أشعة الشمس.