Испарение воды – Жизнь виноградного растения

Испарение воды – Жизнь виноградного растения

Роль влаги в жизни виноградного растения.

Влажность воздуха и влажность почвы в сочетании с другими факторами окружающей среды оказывают большое влияние на рост и развитие винограда, количество и качество урожая.
Влага почвы растворяет минеральные питательные вещества, способствует перемещению их в растении, активному росту корней, побегов, листьев и ягод.

Недостаток влаги сдерживает рост побегов, листьев, соцветий, завязавшихся ягод, поглощающих корней. В засушливые годы масса урожая резко уменьшается, грозди формируются рыхлые с мелкими ягодами со слабым наливом. Потери урожая из-за недостатка влаги обычно составляют 30-50 % от ожидаемого урожая.
Избыток влаги так же нежелателен, он приводит к задержке распускания глазков, избыточному росту побегов, обилию пасынков, укрупнению листовой пластинки. Зелёные побеги при обильных поливах или осадках становятся хрупкими, легко ломаются. Объясняется это излишним поступлением воды в клетки тканей различных органов растения, оболочки клеток истончаются, устойчивость их к неблагоприятным условиям снижается. Поэтому во влажные годы с обилием осадков и высокой влажностью воздуха во время вегетации наблюдается сильное развитие грибковых болезней винограда: милдью, оидиума, белой и серой гнили.

Большая атмосферная и почвенная влажность июля – августа месяцев, затягивает сроки созревания гроздей, замедляет процесс сахаронакопления, снижает аромат, букет и другие составляющие вкуса, мякоть ягод становится более водянистой. Вина во влажные годы получаются малоэкстрактивные, с нехарактерным вкусом, со слабым букетом.
При пониженной влажности ягоды формируются более мелкими и менее сочными, но с повышенными сахаристостью и ароматом. Вина из такого винограда получаются экстрактивные, с хорошо выраженным букетом.

Виноград относится к растениям, довольно легко переносящим недостаток почвенной влаги. В районах с годовым количеством осадков 420-450 мм, критическим для многих культур, его можно возделывать без орошения. Организация и строительство оросительной сети, сама поливная вода в ряде южных районов на промышленных виноградниках, могут стать дороже дополнительного урожая.
Выбирая участок под виноградник, надо обращать внимание на уровень залегания грунтовых вод. Оптимальная глубина в пределах 2-6 метров. Корни, проникая на эту глубину, снабжают надземную часть кустов водой, компенсируя недостаток влаги в засушливые периоды.

При годовой сумме осадков ниже 400 мм, неблагоприятном их распределении в течение вегетации, глубоком залегании грунтовых вод, промышленное выращивание винограда без орошения может оказаться нерентабельным.

Потребность виноградного растения во влаге по фазам вегетации меняется в значительных пределах. Потребность винограда во влаге отмечается в начале роста побегов, данная потребность обычно удовлетворяется за счёт зимне – весеннего накопления влаги, к началу цветения она уменьшается, во время цветения она наименьшая, затем возрастает и достигает наибольшей величины в начале созревания урожая, обеспечивая налив ягод.

Во время сбора урожая, физиологической зрелости ягод и в период вызревания побегов потребность во влаге незначительная. Избыток её в эти фазы приводит ко второй волне роста побегов и пасынков, перераспределению питательных веществ к точкам роста, снижаются качество урожая и устойчивость растений к неблагоприятным природным факторам.
У французских виноделов существует мнение, что полив виноградника в период завершения созревания урожая, резко ухудшает качество будущего вина. Они считают, что поливать виноград в этот период, это всё равно, что разводить вино водой.
Кроме того, избыток влаги в период завершения созревания урожая, особенно если поливы до этого периода выполнялись крайне нерегулярно, может спровоцировать на отдельных сортах винограда растрескивание ягод, что сопряжено с потерями ощутимой части урожая.

Немаловажное значение для жизнедеятельности виноградного растения имеет влага атмосферного воздуха. Виноград хорошо растёт и плодоносит при влажности воздуха 60 – 65%. Значительное отклонение влажности от оптимального значения на длительный срок вызывает дискомфорт у растений. При низкой влажности происходит сильное испарение воды через листья, падает тургор, замедляется рост побегов и налив ягод, задерживается созревание урожая. В отдельные годы, когда отмечается быстрое нарастание температуры воздуха и падение влажности, корневая система не успевает поставлять достаточное количество влаги к листьям. Испарение влаги превышает её поступление. В таких случаях может наблюдаться даже отмирание, высыхание и опадение листьев и зелёных побегов. При восстановлении баланса влаги кусты восстанавливаются, образуя побеги из спящих и замещающих почек, однако часть урожая при этом безвозвратно теряется.

Для сохранения влаги в почве обычно используют такие агроприёмы, как уничтожение сорняков (они являются конкурентами за влагу с виноградом), рыхление почвы (при органическом земледелии не рекомендуется), мульчирование почвы под кустами. Органическая мульча из соломы или травы наиболее эффективна, она препятствует испарению влаги, не даёт перегреваться почве, способствует лучшему росту корней, благоприятствует размножению дождевых червей и полезных микроорганизмов.

Необходимо учитывать, что помимо расхода на транспирацию, часть воды на винограднике испаряется непосредственно с поверхности почвы, а это потери нерациональные и их обязательно необходимо стремиться минимизировать.
Существенно сэкономить расход поливной воды на любительском винограднике позволяет правильная организация полива виноградных кустов. От поверхностного полива почвы под кустами большинство виноградарей – любителей давно отказались, т.к. при таком поливе воды расходуется чрезвычайно много, а промочить корнеобитаемый слой на необходимую глубину не представляется возможным. Наибольшей популярностью в настоящее время пользуется подземный полив через специальные дренажно – питательные колодцы, выполненные возле виноградных кустов. Они просты в устройстве и обеспечивают подачу воды или питательного раствора непосредственно к корням растения, нерациональная потеря влаги исключена.

Расширяется на виноградниках применение систем капельного полива, однако если такие системы проложены непосредственно на земле, то избежать нерациональной потери влаги за счёт её испарения с поверхности почвы всё же не удаётся, хотя данные потери на несколько порядков меньше, чем при обычном поверхностном поливе виноградников. Если же системы капельного полива проложены под слоем мульчи, то потери влаги за счёт испарения почти полностью исключены, но возникают определённые проблемы при контроле за работой капельниц.

Интересно, что в США так же очень большое внимание уделяется вопросам микроорошения виноградников и других сельскохозяйственных культур. Научные исследования связанные с сохранением водных ресурсов в США признаны приоритетными на национальном уровне. «Безопасное, надёжное водоснабжение неразрывно связаны с продовольственной безопасностью», – сказал Рамасвами Сонни, директор Национального института МСХ продовольствия и сельского хозяйства США.
Разработчики национальной программы микроорошения для оптимального водопользования, которая была представлена в 2014 году (проект ж-2128), стали лауреатами главной премии Министерства сельского хозяйства США.
Пит Джакоби, руководитель проекта, сообщил, что по результатам внедрения проекта большинство из 50000 акров винограда в штате Вашингтон выращивают с использованием микроорошения.
Проводятся исследования более прогрессивного способа микроорошения – «подповерхностного». По сравнению с обычным капельным орошением он требует на 50% меньшего расхода воды.

Испарение воды растениями

Каждый представитель царства флоры испаряет внушительные объемы влаги. Вода необходима растениям для осуществления процессов жизнедеятельности и поглощается ими через корневую систему. По стеблям она перекачивается в листья, откуда, следовательно, и испаряется. Как показывают научные исследования, растения усваивают только 3% поступающей к ним воды, а остальное – испаряют.

Процесс испарения воды с поверхности растений называется транспирацией. Фактически, это избавление живого организма от излишков воды, а также аналог потоотделения у представителей царства животных. Основная часть растений испаряет воду обратной стороной листьев, где находятся особые зеленые клетки (устьица), образующие между собой небольшие щели.

Роль испарения воды в жизни растений

• Когда растение всасывает воду, оно поглощает различные минеральные компоненты из жидкости. В самой воде их не очень много, поэтому через стебли прогоняется большой объем жидкости за сутки. Постепенно из-за корневого давления уровень воды в растении поднимается, и она поступает в листья, откуда и испаряется.
• Благодаря испарению жидкости растение может охлаждать себя. Это связано с эффектом максимальной теплоемкости воды. Если представитель флоры долгое время находится на солнце, начинается автоматическая транспирация, и водяной пар уносит лишнее тепло с собой.
• Испарение влаги является также необходимостью для растений, поскольку вода должна подниматься вверх для осуществления разных биохимических процессов, например, фотосинтеза.

Для окружающей среды, и в частности, для человека, испарение воды растениями тоже весьма значимо. Интенсивность этого явления, например, снижает питательность и вкусовые качества сельскохозяйственных культур. Чем чаще испаряется влага, тем скуднее становится почва, постоянно отдающая воду, обогащенную минеральными компонентами. Отсюда возникает необходимость регулярного облагораживания земель и их удобрения.

Процесс испарения воды растением

Как уже было обозначено, испарение воды возможно за счет наличия устьиц на листьях. Их количество у каждого организма неодинаковое и определяется ареалом обитания и характеристиками того или иного представителя флоры (уровнем воды в клетках, возрастом, осмотическим давлением клеточного сока). Интенсивность испарения влаги также зависит от наличия тени, воздушных масс и уровня воды в грунте.

Когда растение накапливает излишки воды, устьица расширяются, и их клетки образуют отверстия, откуда выходит водяной пар. В межклетниках жидкость всегда пребывает в состоянии пара, но выйти за пределы листа она может только при открытии устьиц. Обычно процесс транспирации происходит днем, когда устьица автоматически открыты. Но если растение страдает от засухи, оно меняет свой режим и минимизирует испарение воды.

Растения, которые произрастают в теплом климате, например, в тропиках, всегда имеют большие листья, чтобы с их поверхности испарялся максимальный объем воды в короткие сроки. В холодном или засушливом климате, соответственно, наоборот. Также, если растение не заинтересовано в регулярном избавлении от избытков воды, его листья в процессе эволюции покрываются восковым налетом или мелкими ворсинками. Нередки случаи, когда листья скручиваются при солнечном освещении, чтобы испарение уменьшилось.

Покрытосеменные растения испаряют воду не только с обратной, но и лицевой стороны листовых пластин. Это связано с тем, что устьица размещены по обеим сторонам, однако изнанка листа практически всегда находится в воде и испарение невозможно.

Испарение воды листьями

Растения постоянно испаряют воду. Делают они это в основном листьями. Вода в листья поступает по стеблям из корней, которые всасывают ее из почвы.

Испарение воды листьями имеет следующее значение:

Благодаря испарению вода из корней поднимается вверх. Можно сказать, листья действуют как насос. Кроме испарения, воду толкает вверх и корневое давление. Вода в листьях не только испаряется, она нужна для многих биохимических процессов в клетках, в том числе для фотосинтеза.

При испарении вместе с водой в стебель и листья поднимаются растворенные минеральные вещества. Эти вещества были поглощены корнями вместе с водой. Далее с током воды они перемещаются вверх и используются в клетках в различных химических реакциях, обеспечивающих жизнедеятельность растения.

В результате испарения происходит охлаждение листьев. Дело в том, что вода обладает большой теплоемкостью (можно сказать, забирает тепло). Когда капельки воды испаряются с поверхности листа, то уносят с собой излишки тепла и, следовательно, предохраняют растение от перегрева. Это особенно важно днем, когда в листьях происходит фотосинтез под палящими лучами Солнца, отчего листья могут сильно нагреваться.

Испарение воды листьями можно увидеть, поставив разные опыты. Например, если одеть на ветку растения стеклянную емкость, то через некоторое время на ее стенках можно увидеть капельки воды. Если же ветку растения поставить в воду, а на воду сверху налить масла (чтобы она не испарялась), то объем воды будет уменьшаться. Это свидетельствует о том, что вода поглощается корнями и далее испаряется листьями.

В листьях водяной пар выходит из клеток в межклетники. Из них через устьица пар испаряется с поверхности листа. Открываясь и закрываясь, устьица регулируют испарение воды листьями. Как известно, у большинства растений устьица находятся на нижней поверхности листа. Следовательно, у большинства растений вода в основном испаряется на нижней поверхности листовой пластинки.

Количество воды, которое испаряют растения, зависит от многих факторов. В любом случае это почти всегда достаточно большое количество в пересчета на массу тела растения. Так, например, капуста испаряет за сутки около одного литра воды. На интенсивность испарения влияют возраст растения (молодые испаряют больше), в тени оно растет или нет (в тени испарение меньше), дует ветер или нет (в ветреную погоду испарение больше), достаточно воды в почве или нет.

При достаточном количестве воды у растения устьица в листьях могут быть открыты и днем, и ночью. У ряда растений устьица открываются только днем. Если же воды в почве недостаточно, то растения закрывают устьица даже днем. Листья некоторых растений могут скручиваться при ярком освещении, в результате испарение также уменьшается.

У растений, произрастающих в теплых влажных местообитаниях (например, тропиках), обычно крупные листовые пластинки. Поэтому такие растения испаряют большие объемы воды. Но поскольку воды в окружающей среде достаточно, это не является проблемой. Другое дело — растения засушливых мест обитания (например, полупустынь и пустынь). У них листья либо мелкие, либо видоизменены в колючки (кактус) или мясистые образования, накапливающие воду про запас (алоэ). В любом случае такие листья испаряют мало воды.

Источники:

http://www.vinogradvsem.ru/rol_vlagi.html
http://xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai/%D0%B8%D1%81%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%8B%20%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F%D0%BC%D0%B8.html
http://biology.su/botany/evaporation