Xương rồng vs Succulents
Vấn đề chính mà cây trồng trong môi trường khô và nóng phải đối mặt là mất quá nhiều nước do thoát hơi nước. Một sự thích nghi quan trọng được thể hiện bởi xương rồng và các loài xương rồng khác để khắc phục vấn đề này là chuyển hóa axit Crassulacean (CAM) của chúng. Thực vật CAM mở khí khổng của chúng vào ban đêm để thu nhận carbon dioxide và đóng chúng vào ban ngày khi trời khô nóng. Điều này làm giảm sự thoát hơi nước trong cây ở mức độ lớn hơn.
Xương rồng
Xương rồng thuộc họ Cactaceae. Hình thái của chúng khác với những cây bình thường khác. Đó là sự thích nghi để tiết kiệm nước trong môi trường khô và nóng. Ở xương rồng, lá được biến đổi để hình thành gai và thân được biến đổi để quang hợp. Có nhiều loại xương rồng khác nhau. Cây xương rồng cao nhất là Pachycereus pringlei. Nó cao khoảng 19 mét. Cây xương rồng nhỏ nhất là Blossfeldia liliputiana. Những bông hoa lớn của xương rồng phát sinh từ những cấu trúc đặc biệt được gọi là các hạt. Xương rồng là loại cây mọng nước. Trong hầu hết các lá xương rồng được biến đổi thành gai. Các gai có thể hút ẩm trong không khí ở một mức độ nào đó. Nó hầu như không làm mất nước hấp thụ. Các gai thực hiện một chức năng quan trọng khác. Chúng giữ ẩm và tạo ra một lớp ẩm gần bề mặt của thân cây xương rồng. Điều này giúp cây giảm thoát hơi nước và do đó tiết kiệm được một lượng nước. Gai cũng có thể bảo vệ cây khỏi động vật ăn cỏ. Các gai phát triển từ các nốt ruồi. Các nốt tương tự như các nốt trên cây. Chỉ có một số cây xương rồng có lá, và chúng cũng rất nhỏ và chúng sớm rụng để giảm sự thoát hơi nước. Một số loài xương rồng tổ tiên có lá lớn, và chúng không có thân mọng nước. Ngoài khả năng quang hợp thân xương rồng còn tích trữ nước. Thân cây thường to ra để chứa nước. Hầu hết thời gian xương rồng có một lớp sáp trên thân cây, và lớp sáp này có tác dụng giảm sự thoát hơi nước và bảo tồn nước. Vì cây chứa nhiều nước nên các bộ phận của cây bị tách ra khỏi cây có thể tồn tại lâu hơn. Sau đó chúng có thể mọc rễ khi mùa mưa đến. Khi xem xét hình dạng thân của cây xương rồng nó có hình trụ. Hình dạng này làm giảm diện tích bề mặt nhận được ánh sáng mặt trời. Rễ xương rồng không ăn sâu. Chúng nằm gần bề mặt và trải rộng để thu thập lượng nước tối đa có thể bao phủ một khu vực lớn hơn. Đây là cách thích nghi tốt với những trận mưa không thường xuyên ở những khu vực này.
Cây mọng nước
Cây mọng nước là loại cây thích nghi với môi trường khô nóng. Chúng có khả năng giữ nước bên trong cây. Các loại cây mọng nước có khả năng lưu trữ nước trong thân, lá và thậm chí cả rễ của chúng. Các cây sống sót trong điều kiện không thuận lợi nhờ thân rễ, thân rễ, củ và rễ củ có thể được phân loại theo các loài xương rồng. Sự xuất hiện nhiều thịt của xương rồng là do trữ nước. Đây được gọi là sự mọng nước. Ở hầu hết các loài xương rồng, lá không có hoặc tiêu giảm. Ngay cả khi phẫn uất chúng cũng là những chiếc lá rất nhỏ để giảm thoát hơi nước. Ngoài ra, chúng làm giảm sự thoát hơi nước bằng cách giảm số lượng khí khổng. Ở loài xương rồng, thân cây được biến đổi để thực hiện quá trình quang hợp. Các gai tạo ra một lớp ẩm xung quanh cây làm giảm độ dốc tiềm năng của nước và do đó làm giảm sự thoát hơi nước. Rễ không ăn sâu, ở gần mặt nước, tán rộng để thu nước ngay cả khi mưa rất nhỏ. Ngoài ra, loài xương rồng có lớp biểu bì rất dày, không thấm nước.
Sự khác biệt giữa Cacti và Succulents là gì? • Tất cả các loài xương rồng đều là loài xương rồng, nhưng không phải tất cả các loài xương rồng đều là xương rồng. |
Thoát hơi nước là một quá trình tương tự bay hơi. Nó là một phần của chu trình nước trong cơ thể thực vật, và là sự mất hơi nước từ các bộ phận của cây (tương tự như đổ mồ hôi), đặc biệt xảy ra trong lá nhưng cũng có trong thân cây, hoa và rễ. Bề mặt lá có các khí khổng (lỗ khí), và ở hầu hết các loài, nó có nhiều hơn ở mặt dưới của lá. Lỗ khí được bao bọc bởi các tế bào bảo vệ mở và đóng các lỗ.[1] Thoát hơi nước qua lá xảy ra qua các lỗ khí, và có thể coi là một "phí tổn" cần thiết liên quan đến việc mở các lỗ khí cho phép sự khuếch tán của khí cacbon dioxide từ không khí để quang hợp. Quá trình này cũng làm mát cây, làm áp suất thẩm thấu thay đổi, và cho phép lưu thông các chất dinh dưỡng, chất khoáng và nước từ rễ đến chồi.[1]
Dòng chất của nước lỏng từ rễ đến lá được thúc đẩy một phần bởi hoạt động mao dẫn. Tuy nhiên, trong các cây cao, lực hấp dẫn chỉ có thể bị vượt qua bằng cách giảm áp lực thủy tĩnh (nước) trong các bộ phận phía trên của cây do sự khuếch tán của nước ra khỏi các lỗ khí vào khí quyển. Nước được hấp thụ tại rễ bằng thẩm thấu dẫn các chất dinh dưỡng khoáng chất hòa tan cùng theo, qua xylem (chất gỗ).
Thực vật điều chỉnh tốc độ thoát hơi nước thông qua mức độ mở lỗ khí. Tốc độ thoát hơi nước cũng bị ảnh hưởng bởi nhu cầu bay hơi của không khí xung quanh lá như độ ẩm, gió, nhiệt độ và ánh sáng mặt trời. Sự cung cấp nước của đất và nhiệt độ đất có thể ảnh hưởng đến sự mở lỗ khí, và bằng cách ấy là tốc độ thoát hơi nước. Lượng nước bị mất của cây cũng phụ thuộc vào kích thước của nó và số lượng nước hấp thụ vào rễ. Thoát hơi nước qua khí khổng chiếm phần lớn sự mất nước của cây, nhưng một số sự bốc hơi trực tiếp cũng diễn ra, thông qua lớp biểu bì của lá và cành non. Thoát hơi nước làm mát cây do hơi nước thoát ra mang theo nhiệt năng.[2]
Bảng sau đây tóm tắt các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thoát hơi nước của thực vật.
| Số lượng lá | Có nhiều lá (hoặc gai, hoặc cơ quan quang hợp khác) hơn sẽ có nhiều lỗ khí hơn trên bề mặt của nó để trao đổi khí. Điều này sẽ dẫn đến một lượng lớn sự mất nước và tăng diện tích bề mặt cho bốc hơi. |
| Số lượng khí khổng | Nhiều lỗ khí hơn sẽ gây thoát hơi nước nhiều hơn. |
| Sự hiện diện của lớp biểu bì | Một lớp biểu bì sáp hoặc có tính phản xạ sẽ ngăn chặn sự nóng lên của các lá. Điều này làm giảm nhiệt độ và tốc độ bay hơi từ lá. Đây là điều cần thiết cho các cây có nhu cầu giảm thiểu sự mất nước, và được tìm thấy trên nhiều cây ưa khô hạn. |
| Ánh sáng cung cấp | Khí khổng trực tiếp liên quan đến tốc độ thoát hơi nước, đặc biệt mở ra khi quang hợp. Trong khi có những trường hợp ngoại lệ cho điều này (chẳng hạn như khí khổng mở ra ban đêm hay các cây "quang hợp kiểu CAM"), nói chung một nguồn cung cấp ánh sáng sẽ khuyến khích các khí khổng mở. |
| Nhiệt độ | Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ trong ba cách:
1) Tăng tốc độ bốc hơi do nhiệt độ tăng sẽ đẩy nhanh sự mất nước. |
| Độ ẩm | Môi trường xung quanh khô hơn sẽ làm cho gradien thế nước dốc hơn, và làm tăng tốc độ thoát hơi nước. |
| Gió | Nước bị mất từ thoát hơi nước thường sót lại trong một lớp dưới lá. Nếu còn lại một mình, điều này có thể làm giảm lượng mất nước do gradien thế nước từ bên trong ra ngoài lá là hơi thấp hơn, do sự tích tụ hơi nước tại đó. Nếu có gió, nước bị thổi đi và gradien vẫn sẽ cao hơn. |
| Cấp nước | Ít nước có sẵn hay thiếu nguồn cung cấp cũng có thể kích thích các thay đổi khác làm giảm tốc độ thoát hơi nước. |
Một cây phát triển đầy đủ có thể mất vài trăm lít nước thông qua lá của nó vào một ngày nóng, khô. Khoảng 90% lượng nước hút vào rễ của cây được sử dụng cho quá trình này. Độ thoát hơi nước là tỷ lệ giữa khối lượng nước thoát hơi ra với khối lượng chất khô được sản xuất, độ thoát hơi nước của các loại cây trồng có xu hướng nằm trong khoảng từ 200 đến 1.000 (ví dụ, cây trồng thoát 200 đến 1.000 kg nước cho mỗi kg chất khô nó sản xuất ra).[3] Tốc độ thoát hơi nước của thực vật có thể được đo lường bằng một số kỹ thuật, bao gồm cả potometers, thẩm kế, porometers,...
Cây trên sa mạc và các loài cây lá kim có các cấu trúc thích nghi đặc biệt, chẳng hạn như các lớp biểu bì dày, diện tích lá giảm xuống, khí khổng chìm và những sợi lông để giảm thoát hơi nước và bảo tồn nước. Nhiều loài xương rồng tiến hành quang hợp trong thân cây mọng nước, chứ không phải là lá, nên diện tích bề mặt của chồi rất thấp. Nhiều cây sa mạc có một loại quang hợp đặc biệt, gọi là trao đổi chất axít crassulacean hay quang hợp CAM, trong đó các lỗ khí đóng trong thời gian ban ngày và mở vào thời gian ban đêm khi sự thoát hơi nước là thấp hơn.
- Thủy văn học (nông nghiệp)
- Thông lượng ẩn nhiệt
- Chất chống thoát hơi nước - một chất ngăn chặn quá trình thoát hơi nước
- ^ a b Benjamin Cummins (2007), Biological Science (ấn bản 3), Freeman, Scott, tr. 215
- ^ Debbie Swarthout and C.Michael Hogan. 2010. Stomata. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment, Washington, DC
- ^ Martin, J.; Leonard, W.; Stamp, D. (1976), Principles of Field Crop Production (Third Edition), New York: Macmillan Publishing Co., Inc., ISBN 0-02-376720-0
- Transpiration by Trees
- USGS The Water Cycle: Evapotranspiration Lưu trữ 2013-12-07 tại Wayback Machine
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Thoát_hơi_nước&oldid=67007296”