Saturday, Nov 29th

Last update03:13:18 PM GMT

Thuviensinhhoc.com Sinh lý học thực vật Các con đường thoát hơi nước

Các con đường thoát hơi nước

Email In

Quan hệ giữa tốc độ thoát nước và áp suất hơi nước không khí Stefan đã xác định rằng, sự bốc hơi từ các bề mặt, sự khuếch tán hơi từ phần vòng ngoài của các lỗ bé nhanh hơn các phần ở chính giữa rất nhiều.

Sở dĩ thế vì trong trường hợp đầu các phân tử hơi khuếch tán vào không khí một cách tự do hơn, ít va chạm với nhau hơn. Bởi vậy khi bán kính các lỗ càng bé thì tỷ lệ chu vi trên bề mặt càng lớn và sự khuếch tán các phân tử hơi qua các lỗ nhỏ càng mạnh. Do đó tốc độ khuếch tán của hơi nước từ bề mặt chậu được phủ tấm màng có lỗ thủng bé cũng tương tự như chậu không che, vì đường bán kính tổng cộng của các lỗ và bán kính chậu  xấp  xỉ  nhau.  Cũng  chính  vì  thế,  mặc  dầu  diện  tích  khí  khổng  chỉ chiếm một phần nhỏ của bề mặt lá (1%) và độ thoát hơi nước tương đối của cây bằng 0,8-0,9 (cường độ thoát hơi nước bề mặt lá/độ bốc hơi nước tự do cùng diện tích trong cùng điều kiện).

1. Thoát hơi nước qua cutine.

Vỏ ngoài của tế bào biểu bì thường có một lớp cutine mà nước và hơi nước đều khó thấm qua, nhưng một phần nước có thể thoát qua được và thoát ra ngoài gọi là thoát hơi nước qua cutine. Sự thoát hơi nước theo phương thức này không lớn lắm và khác nhau tùy theo lớp cutine dày hay mỏng, tùy theo tuổi của lá và điều kiện bên ngoài. Khi lá trưởng thành, tầng cutine dày thì thoát hơi nước chỉ bằng 1/10 hay 1/20 của thoát hơi nước khí khổng. Lá non hay lá cây dưới bóng mát thường thoát hơi nước qua cutine tương đối lớn, có khi đạt 50% lượng nước mất đi.

2. Thoát hơi nước qua khí khổng.

Cơ sở vật lý của quá trình thoát hơi nước.

Thoát hơi nước về cơ bản giống với qúa trình bốc hơi từ các bề mặt thoáng diễn ra rất phổ biến trong tự nhiên.

Qúa trình bốc hơi nước tuân theo công thức Dalton:

CT-dalton

V : lượng bốc hơi nước từ 1 đơn vị bề mặt.

k : hệ số khuếch tán (tìm được từ thực nghiệm).

F : áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ của bề mặt bốc hơi.

f: áp suất hơi nước trong không gian chung quanh lúc thí nghiệm.

P : áp suất khí trời (tính theo mmHg). S : diện tích mặt bốc hơi.

Công  thức  trên  chỉ  rõ  độ  thiếu  bão  hòa  hơi  nước  của  không  khí (sức  hút  của không khì F-f) là trị  số  chủ  yếu quyết  định tốc  độ  bốc  hơi nước. Công thức này gần đúng với mặt thoáng tự do khi mặt nước hoàn toàn yên tĩnh. Còn sự bốc hơi nước từ lá phức tạp hơn nhiều. Thí nghiệm cho hay rằng hình dạng của bề mặt cũng có ảnh hưởng rõ rệt đến tốc độ bốc hơi. Khi cho đường kính giảm 7 lần (2,64 ->   0,35mm) thì diện tích giảm 100 lần (1,01mm2) nhưng hơi nước thoát ra chỉ giảm 2 lần  (0,655g ->  0,364g). Như vậy rõ ràng sự thoát nước qua lỗ nhỏ tỷ lệ với đường kính của lỗ mà không tỷ lệ với diện tích. Nguyên do là có hiện tượng  của hiệu quả mép (chu vi lỗ).

Vì  vậy  Stefan đưa  ra  công  thức  trong  trường hợp  thoát  hơi  nước qua lá như sau:

CT-Stefan

Ở đây r: đường bán kính của mặt bốc hơi.

 be-mat-thoat-hoi-nuoc

Sơ đồ bay hơi nước qua màng thủng lỗ bé và chậu để hở.

Trước khi thoát hơi nước ra ngoài thì chúng được dự trữ ở trong các khoang trống (gian bào). Tổng diện tích các gian bào giữa các tế bào thịt lá rất lớn. Tính toán của Turen thì tổng diện tích này gấp 6-9 lần diện tích lá. Đối với các cây chịu bóng thì diện tích này gấp 12-19 lần so với các cây trung sinh, gấp 17-30 lần so với các cây chịu hạn có lá dày và ưa sáng. Khi khí khổng mở thì hơi nước thoát ra ngoài.

Sự thoát hơi nước qua khí khổng có thể chia làm 3 giai đoạn:

-Bốc hơi nước từ bề mặt của tế bào nhu mô lá vào gian bào.

-Sự khuếch tán của hơi nước qua khe khí khổng.

-Sự chuyển động của hơi nước từ mặt lá ra xung quanh.

Dieukhienkhikhongdongmo

Cấu tạo khí khổng và cơ chế đóng mở khí khổng

Sự bốc hơi nước thực sự diễn ra trong giai đoạn đầu. Giai đoạn thứ 2 phụ thuộc vào số lượng và độ mở khí khổng. Khả năng đóng mở khí khổng có ý nghĩa quan trọng đối vơi quá trình đồng hóa carbon và trao đổi nước. Ta biết rằng, một đặc điểm quan trọng của tế bào mép hình hạt đậu tiếp giáp khe vi khẩu là có bề dày của vách không đồng đều nhau: ở phần trong (sát vi khẩu) vách thường dày hơn ở phần ngoài (áp sát tế bào biểu bì lân cận). Do đó khi tế bào mép trương nước vách phía ngoài dãn nở nhiêu hơn vách phía trong làm độ cong của tế bào tăng và khe mở rộng ra. Ngược lại lúc tế bào bị mất nước, thể tích giảm, vách trong duỗi thẳng ra và làm cho khe đóng lại.

Khikhong2

 Khikhong

Hình ảnh khí khổng

Việc đóng mở khí khổng chủ yếu là do áp lực thẩm thấu gây ra. Sự biến đổi no nước của tế bào hình hạt đậu và tác động của điều kiện chiếu sáng là 2 nhân tố chủ yếu điều tiết kích thước vi khẩu.

Theo nghiên cứu của một số tác giả (Satan, Illin, Rikhter) quá trình biến đổi thuận nghịch tinh bột thành đường tan ở các tế bào này là cơ sở của sự đóng mở khí khổng. Sự phân giải tinh bột thành đường làm áp suất thẩm thấu tế bào tăng lên và do đó khiến tế bào có khả năng hút thêm nước và rút cuộc là vi khẩu mở rộng. Ngược lại sự biến đổi đường thành tinh bột là chất không có hoạt tính thẩm thấu kéo theo sự giảm sức hút của tế bào vi khẩu, sự giảm thể tích của chúng và đóng khí khổng.

Anh sáng là một tác nhân điều tiết chủ yếu quá trình chuyển hóa tinh bột thành đường ở tế bào khí khổng. Ngoài sáng quá trình phân giải tinh bột được kích thích. Lúc không có ánh sáng ngược lại, sự tổng hợp tinh bột được xúc tiến. Bản chất tác dụng ánh sáng đối với khí khổng cho tới  nay  chưa  được  hiểu  biết  một  cách  rõ  ràng.  Người  ta  giải  thích  rằng, ngoài sáng khí CO2  thoát ra trong quá trình hô hấp được tế bào nhu mô lá sử dụng trong quang hợp, do đó làm tăng độ pH ở gần trung hòa, enzyme phosphorilase   xúc   tác   phản   ứng   phân   giải   tinh   bột   thành   đường glucoso1phosphate; còn độ pH: 5, enzyme này lại xúc tác chiều ngược lại:

phan-ung-tinh-bot-axit

Do đó, giảm độ acid của tế bào là điều kiện thuận lợi cho quá trình phân giải tinh bột làm tăng áp suất thẩm thấu trong tế bào hình hạt đậu.

Ngoài  ra  ánh  sáng  còn  có  tác  dụng  làm  tăng  tính  thẩm  thấu  của chất nguyên sinh đối với nước. Tia sáng có bước sóng ngắn (xanh tím) có hiệu quả mạnh mẽ hơn tia sóng dài.

Ngoài ánh sáng ra, trạng thái khí khổng còn phụ thuộc với độ ẩm đất,  áp  suất  thẩm  thấu  dịch  bào,  nhiệt  độ  không  khí  và  nhiều  điều  kiện khác nữa (nhiệt độ tăng, độ mở không khí tăng).

Người ta phân biệt ra 2 hình thức đóng mở khí khổng: chủ động và bị động. Sự đóng mở chủ động lệ thuộc vào các biến đổi ở trong bản thân các tế bào hạt đậu, còn sự đóng mở bị động lệ thuộc với các biến đổi trong các tế bào khác của biểu bì và các tế bào nhu mô lân cận.

Theo  nhà  bác  học  Thụy  Điển  Satalfelt  (1927),  sự  đóng  mở  khí khổng có 3 loại phản ứng cơ sở quy định. Lúc sáng sớm sau khi mặt trời mọc hoặc lúc chuyển cây từ tối ra sáng, thường thấy khí khổng mở ra. Đó là phản ứng mở quang chủ động. Ban trưa lúc thoát hơi nước mạnh gây ra sự  mất  nước  của tế  bào  sát  vi  khẩu (quá 15%) phản  ứng mở  quang  chủ động bị phản ứng thủy chủ động lấn át, mặc dầu cường độ chiếu sáng tăng nhưng khí khổng không mở được. Về chiều lúc cường độ thoát hơi nước giảm yếu, sự mở quang chủ động lại chiếm ưu thế. Ban đêm nói chung khí khổng khép lại. Chỉ một số ít cây, khí khổng mở suốt đêm như dưa chuột.

Khi  mưa  các  tế  bào  biểu  bì  lân  cận  no  nước,  ép  lên  tế  bào  khí khổng và khe khí khổng bị ép lại một cách bị động, gọi là đóng thủy bị động. Khi thôi ép thì tế bào khí khổng lại mở ra.

Sự mở khí khổng còn do tác động của acid abcisis. Acid absosic làm mất K+  của tế bào khsi khổng làm tế bào mất sức trương và khí khổng đóng lại.

Hương Thảo


Hướng dẫn download:
Click vào link → Chờ 5 giây → Click vào SKIP AD >> (Pass nếu có: www.thuviensinhhoc.com)

Hãy click nút Like và G+1 để ủng hộ Thư Viện Sinh Học!


Tin mới hơn:
Tin cũ hơn: