Что такое транспирация винограда?

В виноградном растении протекают многочисленные химические и физические процессы, обеспечивающие питание, синтез необходимых веществ, рост, развитие цветков и плодов. В данной статье рассматриваются лишь процессы, которые наиболее важны для понимания физиологических функций виноградного растения.
Транспирация (от лат. trans и лат. spiro — дышу, выдыхаю) — это испарение воды растением.
Очень много воды теряют зеленые части растения, особенно листья. Количество воды, необходимое для нормального роста и плодоношения взрослого виноградного растения, колеблется от 375 до 1250 мм в год, в зависимости от климата. Обычно считают, что вода расходуется только путем испарения. Это не совсем верно, потому что потеря воды — это не чисто физический процесс. Расходование воды частично регулируется самим растением.
Из внешних факторов, влияющих на скорость, с которой происходит потеря воды, наиболее важными являются интенсивность света, температура и влажность воздуха, ветер. Свет играет двойную роль, хотя в основном она сводится к открыванию и закрыванию устьиц.
Микроскопические образования — устьица — располагаются в огромном количестве на нижней поверхности листа. Они открываются на свету и закрываются в темноте. Свет влияет на температуру листа. На солнце температура листьев, как правило, выше, чем температура окружающего воздуха. По этой причине давление паров внутри листа бывает выше, чем давление окружающего воздуха.
Повышение температуры воздуха при прочих равных условиях неизменно вызывает усиленное испарение воды. Потеря воды продолжает возрастать вследствие разницы между давлением водяных паров в окружающем воздухе и внутри листа.
При любой температуре увеличение влажности окружающего воздуха уменьшает давление водяных паров внутри листа и замедляет испарение воды через устьица. Усиление ветра обычно ускоряет потерю воды. Ветер уносит влажный воздух, окружающий лист, и температура листа приближается к температуре воздуха. Крупные листья при ветре сгибаются.
Потеря воды листьями непосредственно связана с восходящим транспирационным потоком в ксилеме. Установлено, что на виноградниках Центральной Европы в жаркие летние дни скорость потока достигает 9,15 м в час. В пустынных районах с высокой температурой и очень низкой относительной влажностью воздуха скорость транспирационного потока оказывается еще выше.
Не все растения теряют воду с одинаковой скоростью при одинаковых внешних условиях. Это объясняется, по-видимому, различиями в деятельности устьиц, в размерах листовой поверхности, величине межклеточников, концентрации сока и т. д. Виноградные листья более или менее одинаковы по своему строению. Растения разных видов и сортов винограда теряют воду примерно с одинаковой скоростью. Опушение на листьях некоторых сортов мало влияет на скорость испарения воды.
Два виноградных растения одинакового размера не всегда теряют воду с одинаковой скоростью. Растение с большей поверхностью листьев теряет больше воды, но количество потерянной воды, приходящееся на единицу листового покрова, у него будет меньше, чем у растения с меньшей поверхностью листьев.
При одинаковой корневой системе листья растения с меньшей листовой поверхностью получат больше воды, чем листья растения с большей листовой поверхностью. У первого растения поверхность клеточных стенок в мезофильных тканях листьев будет насыщена влагой. Те же клетки в листьях растения с большей поверхностью листьев могут высыхать, потому что воды испаряется больше, чем способны дать корни. Высыхание клеток мезофилла увеличивает давление паров в листьях и сокращает потерю воды.
Аналогичное положение возможно в том случае, если два виноградных растения имеют одинаковую поверхность листьев, но на одном из них развивается нормальный урожай, а на другом — больше обычного. Растение с нормальным урожаем будет иметь достаточно углеводов для роста вегетативной массы и для формирования урожая, поэтому будут активно расти корни, которые, в свою очередь, будут брать из почвы достаточное количество воды, чтобы компенсировать все потери.
У другого виноградного растения развитие излишка плодов потребует дополнительного количества углеводов в ущерб росту корней, что вызовет недостаток воды. Виноградные растения с очень высоким урожаем особенно чувствительны к быстрому повышению температуры, их плоды более подвержены солнечному ожогу.
Ранним летом, в течение длительного прохладного периода, когда вода испаряется медленно, а в почве много влаги, у виноградного растения возможен быстрый рост побегов в ущерб развитию корней. Жара, неожиданно следующая за таким периодом, может привести к ожогам, особенно ягод. В крайних случаях засыхают верхушки побегов.
Постепенный переход от холодной весны к жаркому лету, наоборот, обусловливает постепенный рост транспирации, причем возможность ожогов значительно уменьшается. Рост корней и побегов в условиях плавного перехода происходит в соответствии с потребностями в воде, которая усиливается по мере повышения температуры.
На неорошаемых виноградниках в прибрежных долинах Калифорнии, за исключением районов с почвами, имеющими мелкий гумусный горизонт, растения развиваются в течение всего сезона более или менее нормально.
Рост побегов приостанавливается рано, а корневая система продолжает развиваться, и растения берут из почвы достаточное количество влаги для нормального созревания урожая. Во второй половине вегетационного периода появляется мало новых листьев, и кусты получают достаточное количество влаги от корней для более или менее нормального существования в конце сезона.
Основные органы транспирации — листья. Различают устьичную и кутикулярную транспирацию. Устьичная транспирация происходит через микроскопические отверстия в кожице (эпидермисе) листа — устьица; регулируется движением устьиц — изменением щели между замыкающими клетками.
Кутикулярная транспирация происходит через покрывающий эпидермис защитный восковой слой (кутикулу). Кутикулярная транспирация значительно меньше устьичной. Биологическое значение транспирации — защита тела растения от перегрева в жаркие часы дня благодаря непрерывному току воды от корневой системы к листьям. транспирация поддерживает ткани в состоянии, недостаточно насыщенном водой, и тем самым способствует развитию определенного уровня сосущей силы.
Виноградному растению присуща высокая транспирация. Так, величина транспирации у сорта Рислинг достигает 19—20 мг на 100 см2 листовой поверхности за одну минуту. Куст сорта Рислинг, имеющий 150—200 листьев, при температуре 24°С испаряет в течение суток от 1 до 1,5 л воды, а виноградник с площадью листьев 30000 м2 испаряет за сутки 30 тонн воды. Воздействием факторов среды определяется суточный ход транспирации. Слабая транспирация в ранние утренние часы возрастает к полудню и быстро снижается к заходу солнца. Количество воды, расходуемое растением на построение единицы сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом. У винограда транспирационный коэффициент колеблется в пределах 120—400 л на 1 кг сухой массы.
На построение органов, тканей, клеток растение использует в среднем около 0,2% пропускаемой через него воды, остальные 99,8% расходуются в процессе транспирации. Величиной, обратной транспирационному коэффициенту, является продуктивность транспирации, которая показывает количество граммов сухих веществ, образуемых растением при расходовании 1 л воды.
Интенсивность транспирации — количество воды, испаряющееся с единицы поверхности за единицу времени. Находится в прямой зависимости от температуры воздуха, дефицита атмосферной влажности и др. метеорологических факторов. Например, у более освещенных листьев верхнего яруса, при прочих равных условиях, интенсивность транспирация выше, чем у листьев нижнего яруса.
Величины интенсивности транспирации сильно колеблются как в зависимости от хода и напряжения метеорологических факторов, так и от сортовых особенностей. Кривые дневного хода интенсивности транспирации у винограда имеют одновершинный характер с максимумом в полуденные часы. Интенсивность транспирации в значительной степени регулируется при помощи устьичного аппарата. В основе всех регуляторных сдвигов расходования и поступления воды лежат свойства протоплазмы клетки, которая является основным внутренним фактором, осуществляющим изменения как в интенсивности транспирации, так и в состоянии устьичного аппарата.
Значительно выше интенсивность транспирации у орошаемого винограда в сравнении с возделываемым на богаре. Трата воды на транспирацию у орошаемого виноградника в 7—8 раз выше в сравнении с неорошаемым, а по сравнению с растениями, культивируемыми на землях с близким уровнем грунтовых вод, — еще больше. У растений одного сорта в сходных условиях количество испарившейся воды тем выше, чем больше листовая поверхность.
При определении абсолютной величины транспирации рассчитывают площадь листовой поверхности. Отношение количества воды, испаряемой с единицы поверхности листа к количеству воды, испаряющейся за то же время и в тех же условиях с единицы свободной поверхности воды, называется относительной Т. В оптимальных условиях водоснабжения она равна 0,7—0,85.
Литература: Тимирязев К. А. Земледелие и физиология растений. — Москва,
1957; Кондо И. Н. и др. Водный режим. — В кн.: Физиология
винограда и основы его возделывания / Под ред. К. Стоева. София,
1981, т. 1.
Добавить комментарий