Quá trình thoát hơi nước qua lá là một hoạt động sống vô cùng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp tới sự sống của cây trồng. Cùng maynenkhi-kobelco.vn tìm hiểu sâu hơn thoát hơi nước là gì? Cơ chế, vai trò của quá trình thoát hơi nước trong bài viết sau đây nhé!
Thoát hơi nước là gì?
Thoát hơi nước là một quá trình tương tự như bay hơi. Đây là một phần của chu trình nước khi ở trong cơ thể thực vật và nó là sự mất hơi nước từ các bộ phận của cây (tương tự như sự đổ mồ hôi ở cơ thể người), đặc biệt quá trình này thường xảy ra trong lá nhưng cũng xảy ra ở thân cây, hoa, rễ.
Thoát hơi nước là sự mất nước từ bề mặt lá chủ yếu thông qua hệ thống khí khổng và một phần từ thân, cành.
Vai trò của quá trình thoát hơi nước
Ta biết rằng nước là thành phần vô cùng quan trọng đối với mọi loài sinh vật và cây cũng không ngoại lệ. Có thể hình dung nhu cầu nước ở thực vật như sau:
Vai trò của quá trình thoát hơi nước được thể hiện như sau:
- Nhờ có quá trình thoát hơi nước ở lá, mà nước được cung cấp đi tới từng tế bào của cây.
- Thoát hơi nước qua lá là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ có vai trò giúp vận chuyển nước và các ion khoáng đi từ rễ lên lá và đến các bộ phận khác của cây ở trên mặt đất; tạo môi trường liên kết các bộ phận của cây; tạo độ cứng cho các thực vật thân thảo.
- Thoát hơi nước còn có tác dụng hạ nhiệt độ của lá vào những ngày nắng nóng đảm bảo cho các quá trình sinh lý được diễn ra bình thường.
- Thoát hơi nước giúp khí CO2 có thể khuếch tán vào bên trong lá , cung cấp nguyên liệu cần cho quang hợp.
=> Mối liên quan giữa quá trình thoát hơi nước và quá trình quang hợp ở thực vật: Lá thoát hơi nước qua khí khổng tạo lực hút nước và tạo điều kiện để CO2 khuếch tán vào nước. Nước và CO2 được lấy vào lá trở thành nguyên liệu cần thiết để cây quang hợp.
Xem thêm: Quang hợp là gì? Ý nghĩa của quang hợp đối với sự sống?
Thoát hơi nước qua lá
Lá là cơ quan thoát hơi nước
Lá có cấu tạo thích nghi tốt với chức năng thoát hơi nước. Lá có cấu tạo bao gồm:
- Khí khổng:
- Hai tế bào hình hạt đậu nằm sát cạnh nhau tạo thành lỗ khí, trong các tế bào này có chứa hạt lục lạp, nhân và ti thể.
- Thành bên trong của tế bào khí khổng sẽ dày hơn thành bên ngoài của tế bào.
- Số lượng khí khổng ở mặt dưới của lá thường nhiều hơn so với mặt trên của lá.
- Lớp Cutin (không đáng kể)
- Lớp Cutin có nguồn gốc từ lớp tế bào biểu bì của lá tiết ra, bao phủ toàn bộ bề mặt lá trừ khí khổng.
- Độ dày của lớp Cutin sẽ phụ thuộc vào từng loại cây và độ tuổi sinh lý của lá cây (lá non sẽ có lớp Cutin mỏng hơn lá già).
Xem thêm: Địa Y là gì? Đặc điểm, cấu tạo và các loại địa y thường gặp
Hai con đường thoát hơi nước qua lá: qua khí khổng và qua lớp cutin
Lá thoát hơi nước qua khí khổng (chủ yếu)
– Đặc điểm:
- Vận tốc lớn
- Có thể điều chỉnh bằng khả năng đóng mở khí khổng
– Cơ chế điều chỉnh quá trình thoát hơi nước: Nước thoát ra khỏi lá chủ yếu qua khí khổng, vì vậy cơ chế điều chỉnh quá trình thoát hơi nước cũng chính là cơ chế điều chỉnh sự đóng- mở khí khổng:
- Khi tế bào khí khổng no nước, thành mỏng bên ngoài của tế bào sẽ căng ra làm cho thành dày bên trong cong theo → khí khổng mở. (Hình a)
- Khi tế bào khí khổng mất nước, thành mỏng bên ngoài hết căng và thành dày bên trong duỗi thẳng → khí khổng đóng lại. Tuy nhiên khí khổng không bao giờ đóng hoàn toàn, ta vẫn thấy khe hở giữa 2 tế bào. (Hình b)
Lá thoát hơi nước qua lớp cutin
– Đặc điểm:
- Vận tốc nhỏ
- Không thể điều chỉnh được
– Cơ chế thoát hơi nước qua cutin:
- Hơi nước được khuếch tán từ khoảng gian bào của thịt lá qua lớp cutin để ra ngoài.
- Trợ lực khuếch tán qua lớp Cutin rất lớn và phụ thuộc chủ yếu vào độ dày và độ chặt của lớp Cutin.
- Độ dày của lớp Cutin sẽ tỉ lệ nghịch với sự khuếch tán hơi nước. Lớp cutin càng dày thì sự khuếch tán hơi nước qua lớp cutin càng nhỏ và ngược lại.
Xem thêm: Quá trình trao đổi chất là gì? Trao đổi chất giữa cơ thể và môi trường
Các tác nhân ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước
Các tác nhân từ môi trường sẽ ảnh hưởng đến khả năng đóng mở khí khổng và sẽ ảnh hưởng đến quá trình thoát hơi nước. Các tác nhân đó là: Nước, ánh sáng, nhiệt độ, tốc độ gió và nồng độ các ion…
- Nước: điều kiện cung cấp nước và độ ẩm không khí ảnh hưởng rất lớn đến sự thoát hơi nước thông qua việc điều tiết đóng mở của khí khổng.
- Điều kiện cung cấp nước càng lớn thì sự hấp thụ nước càng mạnh, quá trình thoát hơi nước càng thuận lợi.
- Độ ẩm không khí càng thấp dẫn tới quá trình thoát hơi nước càng mạnh và ngược lại.
- Ánh sáng: khí khổng sẽ mở khi cây được chiếu sáng.
- Ánh sáng làm tăng nhiệt độ của lá → khí khổng mở nhiều (điều chỉnh nhiệt độ) → tăng tốc độ quá trình thoát hơi nước ở lá.
- Độ mở của khí khổng tăng dần từ sáng đến trưa và nhỏ nhất lúc chiều tối, ban đêm khí khổng đóng nhưng không đóng hoàn toàn.
- Nhiệt độ: ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động hô hấp của rễ, làm rễ tăng hoạt động→ rễ hấp thụ nhiều nước → tăng thoát hơi nước.
- Nồng độ ion khoáng: Các ion khoáng ảnh hưởng đến hàm lượng nước trong tế bào khí khổng, nhờ sự chênh lệch áp lực thẩm thấu dẫn đến điều tiết độ mở của khí khổng (Ví dụ: ion K+ làm tăng lượng nước có trong tế bào khí khổng, áp suất thẩm thấu tăng, làm tăng hút nước vào tế bào, tăng độ mở của khí khổng dẫn đến thoát hơi nước.)
Cân bằng nước và tưới tiêu hợp lí cho cây trồng
Cân bằng nước chính là sự tương quan giữa lượng nước do rễ hút vào và lượng nước thoát ra ngoài qua lá → được tính toán bằng sự so sánh lượng nước do rễ hút vào (A) và lượng nước thoát ra qua lá (B)
- Khi A = B: mô của cây đủ nước và cây phát triển hoàn toàn bình thường.
- Khi A > B: mô của cây thừa nước và cây vẫn phát triển bình thường.
- Khi A < B: mất cân bằng nước, lá héo dần, lâu ngày cây sẽ bị hư hại và cây chết.
Hiện tượng héo của cây, lá cây: Khi tế bào cây bị mất nước sẽ làm giảm sức căng bề mặt, kéo theo việc thụt giảm nguyên sinh chất và vách tế bào co lại làm lá rũ xuống gây ra hiện tượng héo. Có 2 mức độ héo: héo lâu dài và héo tạm thời:
- Héo tạm thời thường xảy ra trong những ngày nắng gắt, vào buổi trưa khi cây hấp thụ nước không kịp so với thoát hơi nước làm cây bị héo, nhưng đến chiều mát cây hút nước no đủ thì cây sẽ được phục hồi lại.
- Héo lâu dài xảy ra vào những ngày nắng hạn, ngập úng hoặc đất bị nhiễm mặn, cây thiếu nước trầm trọng và dễ làm cho cây bị chết, không thể phục hồi.
Chú ý: Hạn sinh lý là hiện tượng xảy ra với cây sống trong môi trường ngập úng, bị ngập mặn, có thừa nước nhưng cây không hút được nước.
Cần cân bằng nước và tưới tiêu hợp lý cho cây:
– Cơ sở khoa học:
- Tưới tiêu dựa vào đặc điểm di truyền pha sinh trưởng, phát triển của mỗi giống, loại cây khác nhau.
- Dựa vào đặc điểm của đất ở mỗi địa phương và điều kiện thời tiết.
– Nhu cầu nước của cây được đưa ra dựa trên một số tiêu chí sinh lý thực vật: áp suất thẩm thấu, sức hút nước của lá cây, hàm lượng nước.
Trên đây là những nội dung khái quát liên quan đến thoát hơi nước là gì? Cơ chế, vai trò của quá trình thoát hơi nước. Hy vọng những thông tin bổ ích trên của thapgiainhietliangchi.com có thể giúp ích trong học tập và cuộc sống của bạn đọc.
