Ποια είναι η κινητήριος δύναμη των φυτών

Η διαπνοή είναι η λέξη για την περιγραφή της διαδικασίας εξάτμισης του νερού από τις επιφάνειες των φύλλων των φυτών. Αυτή η διαδικασία παρέχει την κινητήρια δύναμη για την απορρόφηση ιόντων νερού και στοιχείων στις ρίζες των φυτών και έπειτα στα αγγεία του ξυλώματος για κατανομή προς τα πάνω και σε ολόκληρο το φυτό.

Πώς ακριβώς λειτουργεί η διαπνοή;

Ο ρυθμός και η έκταση της εξάτμισης του νερού από τις επιφάνειες των φύλλων των φυτών προσδιορίζονται από τέσσερις εξωτερικούς παράγοντες:

1. Την ανεπαρκή πίεση των ατμών, η οποία είναι στην ουσία η διαφορά στο περιεχόμενο των υδρατμών μεταξύ αυτής της επιφάνειας των φύλλων και αυτής της ατμόσφαιρας που περιβάλλει το φύλλο.

2. Τη θερμοκρασία του αέρα

3. Την κίνηση του αέρα πάνω στη φυλλική επιφάνεια

4. Το ηλιακό φως

Η διαπνοή μπορεί ουσιαστικά να σταματήσει όταν τα φύλλα των φυτών περιβάλλονται από μια σε νερό κορεσμένη ατμόσφαιρα (υψηλή σχετική υγρασία).

Όσον αφορά το φυτό, ο ρυθμός απώλειας νερού από τις επιφάνειες των φύλλων του συσχετίζεται με:

► Το περιεχόμενο των φύλλων σε νερό καθώς και ολόκληρου του φυτού

► Τα φυσικά χαρακτηριστικά της φυλλικής επιφάνειας (είδος επιδερμίδας)

► Τον αριθμό των στομάτων και εάν αυτά είναι ανοιχτά ή κλειστά. Όταν είναι κλειστά προφανώς και μειώνεται η απώλεια του νερού, ενώ όταν είναι ανοιχτά, αυξάνεται.

Ο ρυθμός και η έκταση της απορρόφησης νερού από τις ρίζες των φυτών εξαρτάται από αυτές τις πέντε φυσικές συνθήκες:

► Την επιφάνεια της ρίζας που έρχεται σε επαφή με το μέσο ριζοβολίας

► Την ποσότητα του νερού γύρω από τις ρίζες

► Τα επίπεδα οξυγόνου γύρω από τις ρίζες

► Την περιεκτικότητα σε άλατα (επίπεδα EC) του νερού που περιβάλλει τις ρίζες

► Τις φυσικοχημικές ιδιότητες του μέσου ριζοβολίας ( π.χ. οργανική ουσία, ικανότητα ανταλλαγής ιόντων, υφή και δομή κ.α.)

Επίσης, ο ρυθμός και ο βαθμός απορρόφησης του νερού προσδιορίζονται από το πόσο έλκεται το νερό από το ξύλωμα, παραγόμενο από το ρυθμό της διαπνοής. Η ισχύς αυτής της δύναμης μπορεί να μετρηθεί με την παρατήρηση αλλαγών στη διάμετρο των στελεχών των φυτών και των κορμών των δέντρων με μεταβαλλόμενες ατμοσφαιρικές συνθήκες και διαθεσιμότητα νερού γύρω από τις ρίζες των φυτών.

Γνωρίζοντας πως μόνο οι ζωντανές και ενεργές ρίζες είναι σε θέση να απορροφούν νερό, αυτό αυτομάτως σημαίνει πως οι ρίζες θα πρέπει να βρίσκονται σε ένα κατάλληλο, αερόβιο περιβάλλον (περιβάλλον που περιέχει την κατάλληλη ποσότητα οξυγόνου). Στην περίπτωση που το οξυγόνο δεν είναι επαρκές, τότε τα φυτά θα μαραθούν. Τα φυτά όμως, επίσης θα μαραθούν στην περίπτωση που η θερμοκρασία του περιβάλλοντος της ρίζας είναι χαμηλότερη από αυτή της ατμόσφαιρας, ειδικά εάν οι απαιτήσεις της ατμόσφαιρας είναι υψηλές.

Το ιδανικό εύρος θερμοκρασιών για βέλτιστη λειτουργία ριζών είναι μεταξύ 20-30 οC.

Το νερό μετακινείται μέσα στο φυτό ανοδικά, στα αγγεία του ξυλώματος, και ο βαθμός και ο ρυθμός της κίνησης του νερού εξαρτώνται από την ποσότητα του νερού που ρέει στις ρίζες καθώς και από το ρυθμό διαπνοής στην επιφάνεια των φύλλων.

Στην περίπτωση που η ατμοσφαιρική ζήτηση σε νερό είναι υψηλή, τότε το φυτό θα μαραθεί εάν δεν υπάρχει αρκετό και επαρκές νερό να απορροφηθεί από τις ρίζες.

Με την απορρόφηση του νερού μέσω των ριζών, τα στοιχεία του διαλύματος  μεταφέρονται επίσης στη ρίζα. Προκειμένου να λάβει χώρα η στοιχειακή απορρόφηση, τα στοιχεία πρέπει να είναι σε ιονική μορφή. Η διασύνδεση των ριζών εμποδίζεται από το φυσικό φράγμα των κυτταρικών μεμβρανών το οποίο και θα πρέπει να προσπεράσουν τα ιόντα των θρεπτικών στοιχείων προκειμένου να απορροφηθούν από τις ρίζες και να αποτεθούν στα αγγεία του ξυλώματος.

Το πώς ακριβώς διαπερνούν τα ιόντα των στοιχείων το εμπόδιο των κυτταρικών τοιχωμάτων δεν είναι πλήρως γνωστό, γι’αυτό και έχουν διατυπωθεί  δυο θεωρίες:

Θεωρία 1

Αναφέρεται στην ύπαρξη ενός συστήματος μεταφοράς  το οποίο κατά κάποιο τρόπο δημιουργεί ένα σύμπλοκο με τα ιόντα των στοιχείων  το οποίο και τελικά διαπερνά το φραγμό των κυτταριξών τοιχώμάτων.

Θεωρία 2

Αναφέρεται στην ύπαρξη ενός βιοφυσικού-μηχανικού συστήματος, γνωστού ως αντλίες ιόντων, που παρέχει τα μέσα μεταφοράς.

Και οι δύο προτεινόμενες μέθοδοι μεταφοράς ιόντων απαιτούν ενέργεια που προέρχεται από την αναπνοή της ρίζας.

Επομένως, οι ρίζες θα πρέπει να είναι ζωντανές και να λειτουργούν σε αερόβια ατμόσφαιρα προκειμένου να προκύψει η στοιχειακή απορρόφηση ιόντων. Υπάρχουν επίσης συνεργιστικές και ανταγωνιστικές διεργασίες που θα καθορίσουν την έκταση της απορρόφησης των ιόντων με βάση το ηλεκτρικό φορτίο (ανιόντα έναντι κατιόντων) και το επίπεδο του φορτίου του κάθε ιόντος.

Τα περισσότερα μόρια δεν είναι σε θέση να διαπεράσουν τις κυτταρικές μεμβράνες, παρόλο που ορισμένοι έχουν προτείνει ότι μικρά μόρια μπορεί να εισέλθουν στη ρίζα, πιθανώς στον λεγόμενο ελεύθερο χώρο που υπάρχει στα ριζικά κύτταρα των φυτών.

Η μετακίνηση νερού και θρεπτικών συστατικών στο εσωτερικό του φυτού σχετίζεται επίσης με διαταραχές που εμφανίζονται σε καρπούς και φυτά. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η σήψη της κορυφής της τομάτας η οποία και προκαλείται από το στρες του νερού μέσα στο φυτό της τομάτας, ιδιαίτερα όταν ποσότητες νερού που μεταφέρουν το ασβέστιο στους αναπτυσσόμενους καρπούς τομάτας, είναι ανεπαρκείς.

Υδατικό στρες

Η έλλειψη Μαγνησίου είναι ακόμη μια διαταραχή που προκαλείται λόγω υδατικού στρες. Αυτή η ανεπάρκεια εμφανίζεται όταν η στάθμη του νερού γύρω από τη ρίζα του φυτού είναι χαμηλή σε παρατεταμένες περιόδους και όταν αυτό συνδυάζεται με ανταγωνισμό κατιόντων που ευνοεί την απορρόφηση του καλίου και του ασβεστίου.

Συνοπτικά, η απορρόφηση νερού και στοιχειακού ιόντος στις ρίζες των φυτών και στη συνέχεια η κίνηση τους εντός του φυτού οδηγείται από τη διαπνοή, η οποία δημιουργεί τάση ατμών στα αγγεία του ξυλώματος.

Όταν λοιπόν το φυτό έρθει αντιμέτωπο με μια πιθανή ανεπάρκεια θρεπτικού στοιχείου ο λόγος μπορεί να είναι οι περίοδοι υδατικού στρες.

Η διατήρηση επαρκών ποσοτήτων νερού στο περιβάλλον του μέσου ριζοβολίας, καθώς και η διατήρηση των κατάλληλων αερόβιων συνθηκών, θα εξασφαλίσουν την επάρκεια των θρεπτικών συστατικών στα φυτά.

Όλα τα παραπάνω έχουν ως αποτέλεσμα τη βιώσιμη βέλτιστη ανάπτυξη των φυτών.

Για τον καλλιεργητή θερμοκηπίου, ο έλεγχος της σχετικής υγρασίας στην ατμόσφαιρα του θερμοκηπίου είναι απαραίτητος για την εξασφάλιση της επάρκειας των απαραίτητων θρεπτικών συστατικών.

Καθώς οι περίοδοι υψηλής σχετικής υγρασίας θα επιβραδύνουν τη διαπνοή, γεγονός που μειώνει την απορρόφηση των βασικών θρεπτικών συστατικών του φυτού, μπορεί να οδηγήσει σε ανεπάρκειες θρεπτικών συστατικών, με αποτέλεσμα την κακή ανάπτυξη των φυτών και την κακή απόδοση της καλλιέργειας.

Πηγή:blog.farmacon.gr