Диффузия, внешнее сопротивление для листьев

В этом разделе мы рассмотрим вначале анатомические и физические свойства внутренних проводящих путей, по которым движется пар, особенно в связи с движениями устьиц и истинным местонахождением испаряющих поверхностей во внутренней части листа. Затем мы попытаемся оценить относительную величину внутреннего сопротивления диффузии в пределах проводящего пути при изменениях ширины устьичной щели и колебаниях внешнего сопротивления. В заключение будут описаны методы измерения интенсивности транспирации. Дополнительные сведения читатель может найти в работах [313, 490, 491, 693]. [c.264]

Определенные пары или даже наборы факторов могут рассматриваться как единичный фактор, если иметь в виду только производимый ими эффект. Очевидно, что скорость снабжения хлоропластов двуокисью углерода зависит не только от внешней концентрации, но и от всех сопротивлений, уменьшающих диффузию, а также от химических сопротивлений, которые в свою очередь сильно зависят от света и температуры. У листьев наземных растений суммарная эффективная длина диффузионного пути к хлоропласту Ь в уравнении 11.6) меняется при изменении скорости ветра и степени открытости устьиц, а, следовательно, оба эти фактора входят в выражение для диффузионного сопротивления. Знание внешней концентрации СО2 дает нам возможность определить значение разности концентраций лишь в том случае, если мы знаем или предполагаем известной величину внутренней концентрации в некоторой точке, например на поверхности хлоропласта, а эта последняя зависит от интенсивности света, от эффективности его использования и от температуры. [c.143]

Совершенно очевидно, что содержание воды в листьях зависит прежде всего от такого внешнего фактора, как обеспеченность растения водой. Однако слишком часто забывают, что в равной степени оно зависит от потери воды растением и, следовательно, от влажности воздуха, от наружного сопротивления диффузии и от сопротивления, создаваемого устьицами. Поэтому в любых условиях — за исключением только того случая, когда атмосфера насыщена водяными парами, — водный дефицит, испытываемый растением, должен изменяться с каждым движением устьиц. Этот дефицит в свою очередь влияет на устьичные движения. Сильное завядание приводит в конце концов к закрыванию устьиц, но очень быстрое снижение содержания воды (в результате чего внутри листа возникают местные различия в тургоре) может вызвать временное их открывание и, наоборот, при быстром повышении содержания воды устьица могут на какое-то время закрыться [143]. [c.187]

Сопротивление диффузии СО2 во внещней среде, вплоть до поверхности растения, мы будем называть внешним сопротивлением (Рехг) Перемещивание среды приводит как бы к снижению этого внещнего сопротивления, хотя, разумеется, в действительности такое уменьшение сопротивления обусловлено укорочением диффузионного пути (иными словами, уменьшением расстояния до той точки, в которой концентрация СО2 практически совпадает с концентрацией в основной массе среды). Внутренние пути диффузии СО2, от поверхности растения до хлоропластов, проходят либо частично через воздух и частично через воду (листья наземных растений), либо целиком в воде (листья водных растений). В обоих случаях принято считать, что среда неподвижна однако не исключено, что в фотосинтезирующей клетке вблизи хлоропласта, т. е. на конечном участке пути в воде, диффузия СО2 ускоряется благодаря движению цитоплазмы. [c.56]

Теоретически [181] ветер, обдувающий плоскую поверхность (например, лист), обтекает ее лишь в так называемом пограничном слое, в котором сохраняется ламинарный режим течения. Условия диффузии в этом слое можно характеризовать обычным коэффициентом диффузии К. Считают, что толщина пограничного слоя составляет приблизительно 1 мм при скорости ветра (ы) около 2 м-с" , или 7,2 км-ч , на некотором расстоянии от листа. За пределами этого слоя движение оказывается турбулентным, и быстрое перемешивание усиливает скорость переноса СОг. Коэффициент турбулентной диффузии увеличивается при увеличении высоты, скорости ветра и шероховатости поверхности. На расстоянии нескольких сантиметров от посева пшеницы и при ы=2 m- i значение коэффициента турбулентной диффузии оценивают в 10 [254] (ср. с величиной 0,16). Таким образом, по сравнению с пограничным слоем турбулентный слой существенно не влияет на внешнее сопротивление. По этой причине можно считать, что концентрация СОг среды сохраняется постоянной на внешней поверхности пограничного слоя, причем толщина последнего равна Lett (во всяком случае, для тех частей листа, которые удалены от краев). [c.63]

В ранних исследованиях по транспирации отдельных листьев и целых растений не учитывалось должным образом влияние движения воздуха, т. е. величины г . Отчасти по этой причине получались данные, указывавшие на заметные изменения транспирации при, казалось бы, постоянной ширине устьичной щели, что и породило представление о начинающемся подсыхании [388, 436, 437]. Представление это опиралось также на работу Брауна и Эскомба [110], которые, исследуя перфорированные поверхности, пришли к выводу, что сопротивление устьичной щели вряд ли может влиять на диффузию водяного пара до тех пор, пока устьица не будут почти полностью -закрыты. К сожалению, Браун и Эскомб считали, что в их системе действует только сопротивление устьичных щелей, и, интерпретируя свои данные, пренебрегали внешним сопротивлением Гд. [c.282]

Для того чтобы мог происходить фотосинтез, в хлоропласты должна поступать двуокись углерода. Небольшое количество СО2 образуется в результате дыхания в митохондриях, нахо-ДЯШ.ИХСЯ по соседству с хлоропластами (сами хлоропласты, по-видимому, не дышат), но, разумеется, количество углерода в растении от этого не увеличивается. Главным поставщиком углерода служит внешняя среда, т. е. либо вода, в которую погружены листья водных растений и в которой растворен углекислый газ, либо воздух, окружающий листья наземных растений. Фотосинтезирующие растения поглощают СО2 из окружающей среды, вследствие чего концентрация СО2 вблизи растения снижается, т. е. возникает градиент концентрации. Благодаря этому градиенту происходит диффузия (обусловленная беспорядочным тепловым движением молекул) из области с более высокой концентрацией СО2 в область с более низкой концентрацией. В полностью неподвижной воде или в неподвижном воздухе этот градиент теоретически должен был бы простираться до бесконечности, т. е. стационарное состояние не могло бы установиться. На самом же деле в достаточно большом, но конечном объеме, содержащем СО2 и растение, стационарное состояние устанавливается довольно быстро. Кроме того, в присутствии транспирнрующего растения воздух не может быть полностью неподвижным (стр. 62), и даже в воде, по-видимому. всегда существуют хотя бы небольшие конвекционные токи, обусловленные местными разностями температуры. Однако, несмотря на эти неизбежные слабые движения в практически неподвижном воздухе или в воде, СО2 поступает в растение гораздо медленнее, чем в активно перемешиваемой среде. Следовательно, молекулы среды (воздуха или воды) препятствуют движению молекул СО2 иными словами, диффузионный ток, направленный к растению, встречает на своем пути определенное сопротивление. [c.52]

Поскольку большая часть водяного пара, выделяемого при транспирации, проходит через устьица, можно ожидать, что и обратный процесс — поглощение водяного пара — также будет определяться величиной сопротивления диффузии в том случае, когда устьица открыты, а градиент давления пара направлен в сторону листа. Известно, однако, что относительное давление пара на открытых поверхностях клеток мезофилла внутри листа у большинства нетранспири-рующих растений даже в состоянии завядания >0,95 и редко опускается ниже 0,80 [744, 832) следовательно, упомянутый градиент должен быть очень мал. Более того, поскольку он, вероятно, направлен в сторону растения только ночью, когда устьица обычно закрыты и нет значительного движения воздуха, внешнее и внутреннее сопротивления диффузии водяного пара должны быть велики. [c.246]

В прошлом много внимания уделялось первому явлению, так как во время засухи часто наблюдается тесный параллелизм между транспирацией и фотосинтезом (см., например, [399П, и это заставляло считать, что закрывание устьиц должно влиять на оба процесса более или менее одинаково. Типичные данные такого рода приведены на фиг. 86. Однако, хотя при фотосинтезе поступающая в листья СО2 встречает на своем пути те же внешние и внутренние сопротивления диффузии, которые встречает водяной пар на траиспирацион-ном пути (необходимо только внести поправку на разность между коэффициентами диффузии в воздухе для СО2 и водяного пара), в этом случае приходится учитывать еще и дополнительные сопротивления, связанные с движением СО2 в жидкой фазе от клеточных стенок мезофилла до хлоропластов, где происходит фотосинтез [60, 234, 543]. [c.309]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология