Kasvatajatena üks olulisemaid asju mida mõista on taimede transpireerumine (nagu higistamine) ja üks käepärasemaid oskuseid sisekeskkonnas kasvatamisel on õppida mängima õige õhu kuivamisjõu piires. Transpiratsiooni põhjustavat nähtust ehk aururõhu defitsiiti ja kuidas seda mõõta, seletame postituses “Mis on aururõhu defitsiit ja kuidas seda arvutada?“.
Järgnevalt tutvustame transpiratsiooniga seotud looduslikke protsesse ja miks need on taime täieliku potentsiaali saavutamiseks üliolulised.
Kuna taimed peavad maast kuni lehtedeni toitainete ja vee toimetamisel võitlema gravitatsiooni vastu, kuid neil pole südant vedelike pumpamiseks, loodavad nad transpiratsioonile.
Hingamine nagu higistamine on vee eraldumine, kuid sellel on üks väga suur erinevus. Higistamine on aktiivne mehhanism samal ajal kui transpiratsioon on passiivne ning tugineb vee liikumise juhtimiseks kogu taimes pidevalt esinevatele osmoosi, vee raskusjõu ja pindpinevuse koosjõududele. Neid jõude koos nimetatakse vee potentsiaaliks.
Taimede transpiratsiooni mõistmiseks on kõige lihtsam ette kujutada, kuidas vesi liigub läbi taime.
Toitainerikka vee kogumine algab kõige väiksematest juurekarvadest (risoidid),
kuna mineraliseerunud vesi puutub kokku juurega ja liigub läbi rakukihtide (osmoosi tõttu) ning jõuab ksüleemi (keskveeni) ja tõuseb seejärel leheni.
Kuna toitaineid leidub taimedele sageli nii ligipääsetavates kui ka ligipääsmatutes vormides, siis kui taim ei pääse kättesaadavatele toitainetele ligi või ei oska töödelda neid, annab taim märku konkreetsetele mikroobidele, bakteritele ja mükoriisaseentele, mis on taime abistamiseks arenenud. Kui abilisi leidub ja neid on piisavalt (et saavutada kvoorum), reageerivad taime üleskutsele, loovad taimega sümbiootilised seosed ja aitavad taimel saada muidu ligipääsmatuid toitaineid.
Ehkki vesi on peaaegu kogu elu toitekandjaks, kasutavad erinevad organismid vett erinevalt.
Üks peamisi erinevusi loomade ja taimede vahel on see, et loomad jahtuvad perspireerudes (ähkides või higistades) ja taimed transpireerudes (kontrollitud higistamine). See tähendab, et nad jahtuvad, vabastades niiskuse oma lehtedele ning kasutavad taime aururõhu ja keskkonna aururõhu erinevust, et aidata neil vett ja toitaineid taime kaudu üles juhtida.
Taimede transpiratsiooni mehhanismid
Taimede jahtumisel liigub kõige õhemate juurekarvade imendunud toitainete tihe vesi ksüleemi kaudu varre ja lehtedeni.
Ksüleem on ümarate transpordikudede ühesuunaline ahel.
Toitainete liikumisel läbi ksüleemi eraldatakse need veest ning seejärel saadakse veest lahti varre ja lehtede kaudu. Taimes on kolm eristatavat transpiratsiooni piirkonda: vars (lõvi), lehe ülemine külg (kutilaarne) ja lehe alumine külg (stomataalne).
Lõve transpiratsioon
Lõve transpiratsioon tähistab varre pinna kaudu eralduvat vett ja seda haldavaid rakke nimetatakse lõvedeks (ains. lõvi). Vasakul näete kasepuu lõve.
Poorsed lõved võimaldavad õhul jõuda taime sisemistesse rakkudesse ja vesi aurustub. Kuna varres ei toimu fotosünteesi, pole lõvedesse siseneval süsinikdioksiidil (CO2) tähtsust. Allpool on näha lõve ristlõiget lähedalt.
Kutikulaarne transpiratsioon
Lehe pinnal või ülaservas toimuvat transpiratsiooni nimetatakse kutikulaarseks transpiratsiooniks. Lehed on kaetud muutuva vahase kutiikulite kihiga, mis aitab vähendada toimuvat transpiratsiooni ja võimaldab taimel paremini kontrollida veekaotust. Kutikulaarne kiht on lehe sile vahajas osa, millel pole nähtavaid avasid.
Õhulõhede transpiratsioon
Lehe alumisel pinnal on poorid, mida nimetatakse õhulõhedeks (ingl.k. stoma).
Õhulõhed on lehe alumisel küljel väikesed suu sarnased avad, mis võimaldavad gaaside ja aurude liikumist taimest ja taimesse.
Õhulõhede avanemist ja sulgemist reguleerivad sulgrakud (ava huuled), mis võtavad selle funktsiooni täitmiseks raku sisse kaaliumi (K+) ja kloriidi (Cl−) ioone ning suhkruid.
Nende suuremate ioonide liig põhjustab osmootse vee voolamise läbi poolläbilaskva kaitseraku, mille tagajärjel need paisuvad ja õhulõhede poorid avanevad. Kuna taime sisemus on äärmiselt niiske, muutub õhk mesofaasrakkude (poolvedel / pooltahke) vahel küllastunuks (100% niiske).
Kui sulgrakud avanevad, hakkab väline (küllastumata) keskkond küllastunud õhu tõmbama õhulõhele kõige lähemal olevatest rakkudest. Need rakud hakkavad omakorda auru tõmbama järgmistest lähimatest ja nii edasi ksülemist juurekarvadeni. Seda tõmbejõudu kasutavad taimed mullast toitainete ja vee imamiseks.
Õhulõhed võimaldavad veeaurul väljuda ja süsinikdioksiidil (CO2) siseneda, et tekiks fotosüntees.
Taimele transpiratsiooni kiiruse edasiseks kontrollimiseks on taime välimise kihi pinna ümber muutuv õhuke piirkiht paigalseisvat õhku. Taim muudab piirkihi paksust erinevatel struktuurilistel viisidel, kas kasvatades karvaseid lehti, tõmmates õhulõhe sisse või lihtsalt kasvades (kuna lehe kasvades muutub ka piirkiht, vähendades seega transpiratsiooni kiirust).
Kui veekaotus on suurem kui tarbitav kogus, võivad ksüleemisse tekkida mullid, põhjustades taimele tarbetut stressi.
Kogu taime imenduvast veest kaob kuni 95% transpiratsiooniks ja taime kasvatamiseks kasutatakse ainult umbes 5%.
Samuti on oluline meeles pidada, et transpiratsioonikiirus sõltub veepotentsiaali gradiendist (pinnasest atmosfääri) ja vee liikumise takistustest läbi taime.
Kokkuvõttes
Vesi siseneb juurde ja liigub läbi rakkude kihtide, et jõuda ksüleemi, seejärel tõuseb leheni.
Taimele kaotatud vesi asendatakse veega samaaegselt mullast imenduva veega. See tähendab pideva vee ja toitainete kolonni peaveeni kaudu, mida nimetatakse ksüleemiks.
Kuivamine (transpiratsiooni teel) annab taimele õhu ja lehe vahel pideva rõhuerinevuse. Taimed kasutavad seda rõhu erinevust enda kasuks jahutus- ja toitainete eraldussüsteemina, mis võimaldab gaasilist vahetust ja aitab hoida taime struktuuri jäigana.
Taimed peavad kasvama õiges temperatuuri ja niiskuse vahekorras, nagu on keskkonnas, kust nad on pärit. Kui tahta midagigi täispotentsiaali lähedal kasvatada peab leidma ja hoidma õiget tasakaalu kasvukeskkonna temperatuuri ja niiskuse vahel, kuna:
Mida kuivem ja kuumem on atmosfäär, seda suurem jõud tõmbab vett lehe alumisest küljest, suurendades toitainete omastamist, transpiratsiooni ja jahutamist. Kui imendumiskiirus muutub intensiivseks (liiga kuivaks ja / ja liiga kuumaks), võivad taimed tõmmata liiga palju toitaineid (ja tekitada toitainete toksilisust), mis võib kahjustada taimede kasvu ja tervist.
Kui lehtedelt aurub rohkem vett kui juurest taime tõmmatakse, võib taim kogeda ksüleemis moodustuvate mullide tekitatud veestressi. Kui temperatuur on liiga kõrge, võivad taimed üle kuumeneda, närbuda ja lõpuks surra.
Mida niiskem ja jahedam on atmosfäär, seda väiksem on lehe alumisest küljest vett tõmbav jõud, vähendades taimede toitainete omastamist ja imendumist. Kui keskkond muutub liiga niiskeks või külmaks, võib taimedel hallitus tekkida või külmuda ja surra.
Nüüd, kui teate, kuidas taim oma toitained saab, soovitame teil oma kasvukeskkond järgmisele tasemele viia ning ja lugeda meie postitust aururõhu defitsiidi ja selle välja selgitamise kohta.
Jõudsat kasvu!