رابطه جذب و تعرق در گیاهان
رابطه جذب و تعرق در گیاهان
جذب مداوم آب برای حیات گیاهان امری ضروری است و تمام گیاهان برای ادامه زندگی خود نیازمند تعرق و به دنبال آن جذب آب هستند. مقدار آبی که گیاه بهصورت روزانه و از طریق تعرق از دست میدهد، معمولاً بیشتر از میزان آب موجود در گیاه است و اگر آب ازدسترفته گیاه بهسرعت جایگزین نشود، گیاه از بین خواهد رفت. ریشه گیاهان معمولاً اندام جذب آب و اندامهای هوایی گیاه دفع آب یا تعرق را انجام میدهند.
جذب آب توسط ریشه فرآیند مستقلی نبوده و به میزان تعرق وابسته است.
حرکت آب در خاک و گیاه به پتانسیل آب، خاک و گیاه وابسته است. زمانی که تعرق صورت میگیرد، پتانسیل آب ریشه منفیتر از پتانسیل آب موجود در خاک است و پتانسیل برگ منفیتر از ریشه و پتانسیل جو منفیتر از برگ است. سیستم هدایت آب در گیاهانی که تعرق آنها کند است و گیاهانی که سریعالتعرق هستند متفاوت است. در گیاهانی که تعرق در آنها بهکندی صورت میگیرد، آب در آوندها تحتفشار مثبت است و اگر شکافی روی گیاه ایجاد شود، شیره گیاهی از آن خارج میگردد و این در صورتی است که در گیاهانی که تعرق در آنها سریع است، آب موجود در آوندها تحت کشش است. بهطورکلی آبی که در آوندهای گیاهان سریعالتعرق جریان دارد، تحتفشاری کمتر از یک اتمسفر است و آب موجود در آوند گیاهان با تعرق کند، تحتفشار مثبتی قرار دارند که به آن فشار ریشه گفته میشود.
۵ اهمیت اساسی تعرق:
- تأثیر مستقیم بر جذب آب و املاح توسط ریشه گیاه و انتقال مواد غذایی درون گیاه
- بر باز و بسته شدن و فعالیت روزنهها تأثیر گذاشته، دیاکسید کربن جذب کرده و در نتیجه بر تنفس و فتوسنتز نیز تأثیرگذار است
- دمای مناسب رشد گیاه از این طریق تنظیم میگردد
- با ایجاد نیروی مکشی، به صعود شیره خام در آوندها کمک میکند
- در پراکندگی انرژی اضافی دریافتی از خورشید مؤثر است
جذب فعال و غیرفعال:
جذب فعال عموماً در گیاهان کندتعرق رخ میدهد و کاهش پتانسیل به دلیل وجود نمکهای محلول در آوندها است. جذب غیرفعال در گیاهان سریعالتعرق اتفاق میافتد و در این نوع جذب، غلظت مواد و نمکهای محلول در آوندها کم بوده و کاهش پتانسیل ناشی از کاهش فشار یا ایجاد مکش است. بهطورکلی بیشتر و شاید تمام آبی که توسط گیاهان معرق یا سریعالتعرق جذب ریشهها میگردد، از طریق جذب غیرفعال انجام میپذیرد.
پتانسیل شیره آوندی، مجموع پتانسیلهای اسمزی و فشاری آوندها است. در جذب فعال، پتانسیل اسمزی معمولاً کم است و حدود ۱- تا ۲- بار هست و پتانسیل فشاری مثبت و معمولاً معادل ۱ بار است. اما در مقابل در جذب غیرفعال مقدار پتانسیل اسمزی بالا بوده و مقدار پتانسیل فشاری کم است. بر اساس نظرات محققان، میزان جذب آب از طریق بخش هوایی گیاه کنترل میشود نه ریشهها.
کارایی ریشهها بهعنوان بخش اصلی جذب آب در گیاهان، بیشتر به نفوذپذیری و انتشار ریشهها وابسته است. البته در گیاهان مختلف، عمق، پراکندگی و مقدار انشعابات ریشهها متفاوت است و بهطورکلی هرچه حجم خاکی که دستگاههای ریشهای اشغال میکنند، بیشتر باشد، حجم آب موجود برای گیاه نیز بیشتر بوده و گیاه قادر است مدت طولانیتری را بدون آبیاری یا بارندگی به زندگی خود ادامه دهد. در ادامه به عوامل تأثیرگذار بر جذب میپردازیم.
مهمترین عوامل تأثیرگذار برجذب آب:
بهطورکلی عوامل تأثیرگذار بر جذب آب توسط ریشه را میتوان به دو گروه تقسیمبندی کرد:
۱-عواملی که برنیروی محرک یا شیب پتانسیل آب از خاک به ریشهها و از ریشه به درون بافتها تأثیر میگذارند. منظور از نیروی محرک، اختلاف پتانسیل آب بین توده خاک و سطح ریشه و همچنین سطح ریشه تا شیره درون آوندها است.
۲-عواملی که بر مقاومت خاک و ریشهها در مقابل حرکت آب مؤثرند که تهویه خاک، دما، میزان چوبی بودن ریشهها، هدایت هیدرولیکی و بافت خاک از مهمترین این عوامل هستند.
همانطور که گفته شد تعرق و میزان جذب از ریشهها رابطه مستقیم دارند. عوامل محیطی تأثیرگذار بر تعرق عبارتاند از شدت نور، فشار بخار اتمسفر، درجه حرارت، باد، رطوبت نسبی و مهیا بودن آب برای جذب توسط ریشهها.
روشهای اندازهگیری تعرق:
روش لزیمتری:
در این روش که برای محاسبه تعرق در یک پوشش گیاهی به کار میرود، گیاه مورد نظر در ظرفهایی که لزیمتر نامیده میشود و درون زمین قرار میگیرند، کاشته میشود. با دستگاه پیزوالکتریک وزن لیزیمترها تعیین میگردد و با این روش مجموع آب خارج شده از لیزیمتر که همان تبخیر تعرق خاک و گیاه است به دست میآید.
روش فیوتیمتر:
در این روش سطح خاک برای جلوگیری از تبخیر پوشانده میشود و تدابیری در نظر گرفته میشود تا آب خارج شده از خاک جایگزین گردد. این روشها، بیشتر برای محاسبه تعرق گیاهان گلدانی با وزنهای مختلف استفاده میشود. دقت اندازهگیری در روش فیوتیمتر به حداقل تغییرات وزن قابل اندازهگیری بستگی دارد. به دلیل محدودیتهای این روش، برای گلدانهایی با وزن سنگین، اندازهگیری تعرق در فواصل زمانی کوتاه مشکل است و در مورد گیاهان سریع الرشد لازم است که تغییرات وزن گیاه در محاسبات تصحیح گردد.
روش پوتومتر:
این روش بهوسیله دستگاهی به نام پوتومتر و برای اندازهگیری تعرق بهکاربرده میشود. در این دستگاه، آب موردنیاز گیاه برای تعرق از طریق یک لوله افقی مدرج تأمین میشود. در ابتدای آزمایش و پیش از اتصال لوله به منبع آب، یک حباب هوا وارد لوله میشود و به این صورت و با شروع عمل تعرق، حباب هوا حرکت کرده و از روی حرکت حباب هوا و با داشتن قطر لوله، میتوان حجم آبی که به مصرف تعرق رسیده را محاسبه کرد.
روش تلفات بخار آب:
در این روش بخشی از گیاه یا تمام آن درون محفظهای که معمولاً از جنس پلاستیک است، قرار میگیرد و تغییرات آبوهوای درون محفظه اندازهگیری میشود. این دستگاهها بهصورت باز یا بسته بوده که در دستگاههای باز اختلاف محتوی آبوهوای ورودی و خروجی اندازهگیری میشود و در دستگاههای بسته افزایش غلظت بخارآب و یا رطوبت نسبی اندازهگیری میشود. بزرگترین مزیت این روش این است که میتوان نوسانات کوتاهمدت تعرق را در آن اندازهگیری نمود.
روش کاغذ کبالت:
در این روش یک کاغذ جاذب در محلول کلرور کبالت رقیق با غلظت ۳ تا ۵ درصد فروبرده میشود و سپس در آون خشک میشود تا رنگ آن به آبی روشن درآید. این کاغذ در صورت قرارگیری در معرض رطوبت به رنگ صورتی تغییر رنگ میدهد. حال اگر کاغذی آغشته به کلرورکبالت را به سرعت روی سطح برگ قرار دهیم و آن را از رطوبت دور نگهداریم، از تغییر رنگ آن میتوان سرعت تعرق را تخمین زد.