Испарение воды листьями

Определения и обозначения

Испарение — это переход воды с поверхности листа в водяной пар. Вода при этом не исчезает, а меняет своё состояние и смешивается с воздухом. Так можно объяснить, почему лист теряет воду, даже если на нём нет заметных капель.

Испарением воды листьями называют выход воды из листа в виде водяного пара. Внутри листа вода испаряется с влажных клеток, а наружу пар проходит главным образом через устьица. Этот процесс помогает понять, как вода уходит из растения после того, как поступила к листьям.

Устьице — небольшое отверстие в кожице листа, через которое происходит газообмен и выходит водяной пар. Газообмен — это поступление одних газов и выход других между растением и воздухом. Устьица нужны листу для обмена газами, но через них растение также может терять воду.

Испарение помогает движению воды и растворённых в ней веществ от корней к листьям. Растворённые вещества перемещаются вместе с водой, поэтому её движение важно для разных частей растения. Значение испарения связано не с созданием воды, а с поддержанием её движения внутри растения.

Как это устроено

Вода сначала поступает в растение из почвы через корни. Затем она движется по стеблю и попадает в жилки листа — проводящие части, по которым перемещаются вода и растворённые вещества. Поэтому клетки листа получают воду не напрямую из воздуха, а из корней через другие части растения.

Внутри листа вода находится в клетках и на их влажной поверхности. Часть её переходит в водяной пар и перемещается к устьицам, а затем выходит в окружающий воздух. Вода испаряется с внутренних поверхностей, поэтому представление, будто весь пар образуется только на наружной стороне листа, неверно.

На скорость испарения влияют условия вокруг листа. При ярком свете устьица обычно открыты для газообмена, а тепло ускоряет переход воды в пар. Сухой воздух может принять больше водяного пара, чем влажный, а движение воздуха уносит пар от листа и поддерживает дальнейшее испарение.

Если почва долго остаётся сухой, корни получают меньше воды, и растение может терять её быстрее, чем восполняет. Тогда устьица закрываются или сужаются, и через них выходит меньше пара. Это защитная реакция: она уменьшает потерю воды, но одновременно ограничивает газообмен, поэтому закрывание устьиц не бывает полезным во всех отношениях.

Когда вода испаряется из листьев, её количество в тканях листа уменьшается. Вода из жилок перемещается к этим участкам, а вслед за ней по проводящим тканям движется новая вода от стебля и корней. Поэтому испарение способствует общему движению воды вверх по растению, хотя сам процесс происходит в листьях.

Условия, влияющие на испарение воды листьями

Сравнивайте условия по одному: например, при одинаковой влажности воздуха смотрите, где выше температура. Слова «обычно» и «может» важны: скорость зависит сразу от нескольких условий и от состояния растения. Если устьица закрыты, усиление тепла или движения воздуха не обязательно приведёт к такому же испарению, как у открытого листа.

Разбор задач

Задача 1. На лист комнатного растения надели прозрачный пакет. Через некоторое время на его стенках появились капли. Объясним, откуда взялась вода.

1. Вода поступает к листу от корней и находится во влажных клетках.
2. Часть воды переходит внутри листа в водяной пар и выходит через устьица.
3. Пар оказывается в замкнутом пространстве пакета и соприкасается с его стенками.
4. На стенках пар охлаждается и превращается в жидкую воду, которую видно как капли.

Ответ: капли образовались из водяного пара, вышедшего из листа и сконденсировавшегося на пакете. Это не означает, что вода прошла сквозь лист в виде капель.

Задача 2. Два одинаковых растения полили поровну. Одно поставили на солнце, другое — в прохладное место. У какого растения испарение, вероятно, будет быстрее?

1. Сначала отмечаем, что растения одинаковы и получили одинаковое количество воды.
2. Затем сравниваем условия: на солнце лист освещён и обычно сильнее нагрет.
3. Свет способствует открыванию устьиц для газообмена, а более высокая температура ускоряет переход воды в пар.
4. Значит, если другие условия сходны и растение не испытывает нехватки воды, на солнце испарение, вероятно, будет быстрее.

Ответ: скорее всего, быстрее воду будет испарять растение на солнце. Вывод вероятностный: сильная жара или недостаток воды могут изменить состояние устьиц.

Задача 3. У растения долго не поливали почву. Объясним, почему оно может уменьшить испарение и к чему это приведёт.

1. Без полива в почве становится меньше доступной воды, поэтому корни могут поглощать её недостаточно быстро.
2. Чтобы потерять меньше воды, растение может закрыть устьица, через которые выходит большая часть водяного пара.
3. При закрытых устьицах испарение уменьшается, но вместе с этим затрудняется и газообмен листа.
4. Поэтому такая реакция помогает сберечь воду, но ограничивает обмен газами с окружающим воздухом.

Ответ: растение может закрыть устьица, чтобы уменьшить потерю воды. Испарение станет слабее, однако газообмен тоже ухудшится.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что вода испаряется только с наружной поверхности листа. Так можно подумать, потому что именно эту поверхность легко увидеть, а внутреннее строение листа скрыто. На деле значительная часть пара выходит через устьица после испарения воды с влажных клеток внутри листа; проверь себя вопросом: где находятся отверстия для выхода пара?

Ошибка — путать испарение с поглощением воды корнями. Оба процесса связаны с водой, поэтому их иногда воспринимают как одно и то же. Но корни получают воду из почвы, а листья теряют её в виде пара; чтобы проверить себя, назови отдельно место поступления воды и место её выхода.

Ошибка — думать, что испарение всегда идёт с одинаковой скоростью. Такое впечатление может возникнуть, если наблюдать растение только в одном месте и не сравнивать условия. Свет, температура, влажность, движение воздуха и состояние устьиц меняют скорость процесса; проверь себя, подумав, будет ли одинаково испарять лист в сухом тёплом и во влажном прохладном воздухе.

Ошибка — считать закрывание устьиц только полезным. Оно действительно уменьшает потерю воды, но устьица нужны также для газообмена. Чтобы оценить последствие правильно, проверь обе стороны: растение сберегает воду, однако обмен газами становится затруднённым.

Связь с другими темами

Для понимания испарения нужно знать, что корни поглощают воду, а стебель проводит её к листьям. Также пригодится знание строения листа: кожица покрывает его снаружи, а в ней расположены устьица. Эти сведения помогают проследить путь воды от почвы до выхода пара.

Тема связана с питанием растений и движением веществ внутри них: вода переносит растворённые вещества к разным частям растения. Она также помогает понять, как растения приспосабливаются к условиям среды. Например, закрывание устьиц при недостатке воды позволяет уменьшить её потерю, но ограничивает газообмен.

Что запомнить

• Вода поступает к листьям от корней.
• В листе часть воды превращается в водяной пар.
• Водяной пар выходит из листа главным образом через устьица.
• Испарение усиливается в тёплом, сухом и движущемся воздухе.
• При закрывании устьиц растение теряет меньше воды.
• Испарение помогает движению воды от корней к листьям.