Испарение воды листьями. Листопад

1. Общие сведения

Пи­та­тель­ные и ми­не­раль­ные ве­ще­ства пе­ре­ме­ща­ют­ся по ор­га­нам рас­те­ний ис­клю­чи­тель­но в виде вод­ных рас­тво­ров. Вода – необ­хо­ди­мый ком­по­нент для фо­то­син­те­за. Но боль­шин­ство воды рас­те­ние те­ря­ет путем ис­па­ре­ния через ли­стья.

2. Испарение воды листьями

Транс­пи­ра­ция – про­цесс ис­па­ре­ния воды ли­стья­ми.

Опыт: взять гор­шок с рас­те­ни­ем. Одну из его веток, не от­ре­зая, по­ме­стить в стек­лян­ную колбу. За­крыть гор­лыш­ко колбы ватой. Через неко­то­рое время стен­ки колбы будут по­кры­ты мель­чай­ши­ми ка­пель­ка­ми воды.

Ис­па­ре­ние воды можно оце­нить ко­ли­че­ствен­но.

Опыт: сре­зать ветку рас­те­ния с круп­ны­ми ли­стья­ми и по­ста­вить ее в бу­тыл­ку с водой. На по­верх­ность воды на­лить рас­ти­тель­но­го масла, что не даст ей ис­па­рять­ся через гор­лыш­ко. По­ста­вить бу­тыл­ку на чашу весов. Урав­но­ве­сить чаши ги­ря­ми (см. Рис. 1). Уже через сутки воды ста­нет мень­ше, и чаша весов с бу­тыл­кой под­ни­мет­ся вверх. Снова урав­но­ве­сив чаши весов, можно вы­яс­нить, сколь­ко воды ис­па­ри­ла ветка рас­те­ния.

Рис. 1. Урав­но­ве­шен­ные чаши весов

Внут­ри листа вода по меж­клет­ни­кам про­хо­дит к устьи­цам, и глав­ным об­ра­зом, ис­па­ря­ет­ся через них (см. Рис. 2). Осталь­ная по­верх­ность листа за­щи­ще­на от ис­па­ре­ния во­ско­по­доб­ным слоем ку­ти­ку­лы. Осо­бен­но много воды ис­па­ря­ют мо­ло­дые ли­стья.

Рис. 2. Срез листа; стрел­ка­ми ука­за­но ис­па­ре­ние воды

В за­ви­си­мо­сти от тем­пе­ра­ту­ры и влаж­но­сти воз­ду­ха, рас­те­ния могут от­кры­вать или за­кры­вать устьи­ца. При небла­го­при­ят­ных усло­ви­ях устьи­ца за­кры­ты, а при бла­го­при­ят­ных от­кры­ва­ют­ся снова.

Ча­стич­ное ис­па­ре­ние воды может про­ис­хо­дить через ку­ти­ку­лу лист­ков и че­че­вич­ку коры, но оно про­ис­хо­дит в 10-20 раз мед­лен­нее, чем через устьи­ца.

3. Испарение воды растениями разных видов

Рас­те­ния раз­ных видов ис­па­ря­ют раз­ное ко­ли­че­ство воды, ко­то­рое за­ви­сит от их стро­е­ния и раз­ме­ров. Так, за сутки рас­те­ние ку­ку­ру­зы ис­па­ря­ет до 0,8 л воды, рас­те­ние ка­пу­сты – до литра, бе­ре­зы – до 60 л.

В пас­мур­ную по­го­ду ис­па­ре­ние менее ин­тен­сив­но, чем в жар­кий сол­неч­ный день.

Наи­боль­шее ко­ли­че­ство воды ис­па­ря­ет­ся при силь­ном сухом ветре.

4. Значение транспирации в жизни растений

Ис­па­ре­ние воды ли­стья­ми спо­соб­ству­ет пе­ре­дви­же­нию воды в теле рас­те­ния (см. Рис. 3).

Рис. 3. Пе­ре­дви­же­ние воды в теле рас­те­ния

Вме­сте с кор­не­вым дав­ле­ни­ем, ис­па­ре­ние воды со­зда­ет ту силу, ко­то­рая под­ни­ма­ет воду из кор­ней рас­те­ния в ли­стья. Вме­сте с водой под­ни­ма­ют­ся ми­не­раль­ные ве­ще­ства.

Ис­па­ре­ние воды охла­жда­ет ли­стья рас­те­ний, рас­по­ла­га­ю­щи­е­ся на ярком сол­неч­ном свету.

Чем круп­нее ли­стья рас­те­ний (чем боль­шую пло­щадь по­верх­но­сти они имеют), тем боль­ше влаги они ис­па­ря­ют. По­это­му рас­те­ния влаж­ных мест оби­та­ния имеют круп­ные ли­стья (япон­ский банан (см. Рис. 4)). А у рас­те­ний сухих мест оби­та­ний ли­стья мень­ше (та­ма­рикс).

Рис. 4. Япон­ский банан

Также ис­па­ре­ние воды ре­гу­ли­ру­ет­ся от­кры­ва­ни­ем и за­кры­ва­ни­ем устьиц.

5. Листопад

Зимой рас­те­ния уме­рен­ных широт не могут кор­ня­ми впи­ты­вать хо­лод­ную или за­мерз­шую воду. По­это­му, если бы они со­хра­ня­ли ли­стья, то это при­ве­ло бы к вы­сы­ха­нию. Таким об­ра­зом, осе­нью ли­стья рас­те­ний уме­рен­ных широт обыч­но опа­да­ют. Это яв­ле­ние на­зы­ва­ют ли­сто­пад.

Ли­сто­пад­ные рас­те­ния – рас­те­ния, ко­то­рые хотя бы недол­го пре­бы­ва­ют в со­сто­я­нии без ли­стьев.

Веч­но­зе­ле­ные рас­те­ния – рас­те­ния, ли­стья ко­то­рых со­хра­ня­ют­ся всю зиму (ель, сосна, ве­реск обык­но­вен­ный (см. Рис. 5), клюк­ва, брус­ни­ка).

Рис. 5. Ве­реск обык­но­вен­ный

Их ли­стья малы и ис­па­ря­ют мало влаги. Ли­стья веч­но­зе­ле­ных ку­стар­нич­ков за­щи­ще­ны от ис­па­ре­ния слоем снега. Под сне­гом зи­му­ют веч­но­зе­ле­ные травы (гра­ви­лат, зем­ля­ни­ка, чи­сто­тел).  Каж­дый лист таких рас­те­ний живет несколь­ко лет, затем опа­да­ет.

Ли­сто­пад свя­зан со ста­ре­ни­ем ли­стьев, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го по­сте­пен­но умень­ша­ет­ся ин­тен­сив­ность фо­то­син­те­за и ды­ха­ния. К осени в ли­стьях рас­те­ний на­кап­ли­ва­ют­ся ненуж­ные и вред­ные ве­ще­ства. И вме­сте с опав­ши­ми ли­стья­ми эти вред­ные ве­ще­ства уда­ля­ют­ся из тела рас­те­ния.

В про­цес­се ста­ре­ния лист­ка у дву­доль­но­го рас­те­ния около его ос­но­ва­ния фор­ми­ру­ет­ся слой от­де­ле­ния. При этом про­во­дя­щие эле­мен­ты за­ку­по­ри­ва­ют­ся, и ра­не­вая по­верх­ность пре­вра­ща­ет­ся в ли­сто­вой рубец. У од­но­доль­ных и тра­вя­ни­стых дву­доль­ных рас­те­ний шар от­де­ле­ния не об­ра­зу­ет­ся, а ли­стья от­ми­ра­ют и раз­ру­ша­ют­ся по­сте­пен­но, вме­сте со стеб­лем.

Ла­бо­ра­тор­ная ра­бо­та

При­го­товь­те спир­то­вые вы­тяж­ки из зе­ле­ных и жел­тых ли­стьев рас­те­ния. На­лей­те их в чашки Петри. В каж­дую чашку опу­сти­те кон­чик длин­ной по­лос­ки филь­тро­валь­ной бу­ма­ги. Через неко­то­рое время на бу­ма­ге по­явят­ся по­ло­сы, со­от­вет­ству­ю­щие рас­ти­тель­ным пиг­мен­там. По­смот­ри­те на ко­ли­че­ство полос и их окрас­ку. На­зо­ви­те пиг­мен­ты зе­ле­ных и жел­тых ли­стьев.

Про­ки­пя­ти­те крас­ные ли­стья рас­те­ний (свек­лы, клена, крас­но­ко­чан­ной ка­пу­сты). По­лу­чен­ные рас­тво­ры раз­лей­те по раз­ным бан­кам. В одну из банок по кап­лям при­бав­ляй­те сла­бый рас­твор ук­сус­ной кис­ло­ты. Сле­ди­те за из­ме­не­ни­ем окрас­ки рас­тво­ра. В дру­гую банку по кап­лям до­бав­ляй­те рас­твор сла­бой ще­ло­чи (пи­тье­вая сода). На­блю­дай­те за из­ме­не­ни­ем окрас­ки рас­тво­ра. Из­ме­не­ние окрас­ки про­ис­хо­дит по при­чине со­дер­жа­ния в крас­ных ли­стьях пиг­мен­та ан­то­ци­а­на.

Осе­нью ли­стья жел­те­ют по при­чине раз­ру­ше­ния хло­ро­фил­ла, что де­ла­ет за­мет­ны­ми жел­тые и оран­же­вые пиг­мен­ты.

Ла­бо­ра­тор­ная ра­бо­та

По­ста­вить в воду, окра­шен­ную крас­ны­ми чер­ни­ла­ми, мо­ло­дой побег ка­ко­го-ли­бо де­ре­ва. Через несколь­ко суток вынь­те побег из воды и смой­те с него чер­ни­ла. От­режь­те ку­со­чек ниж­ней части по­бе­га. Рас­смот­ри­те его по­пе­реч­ный и про­доль­ный срезы. Объ­яс­ни­те при­чи­ну по­яв­ле­ния по­ло­сок крас­но­го цвета.

Зна­е­те ли вы, что…

Леса, со­сто­я­щие из де­ре­вьев раз­лич­ных видов, ис­па­ря­ют раз­лич­ное ко­ли­че­ство воды. За одно лето гек­тар ело­во­го леса ис­па­ря­ет 2240 тонн воды, бу­ко­во­го – 2070 тонн, сос­но­во­го – 470 тонн.

Бе­ре­за вы­со­той около 15 м каж­дый год сбра­сы­ва­ет около 250 000 ли­стьев, общей мас­сой около 35 кг.

Ли­стья веч­но­зе­ле­ных рас­те­ний живут от 2 до 7 лет.

Вопросы к конспектам