تعرق (ویژه گیاه شناسی)

خروج آب از قسمتهای هوایی گیاه به صورت بخار آب تعرق نامیده می‌شود. اما تعرق انواع مختلف دارد. برگ اندام اصلی و عمده تعرق است و قسمت اعظم تعرق از میان روزنه‌های آن انجام می‌شود، لذا این نوع تعرق را تعرق روزنه‌ای می‌نامند. مقدار کمی بخار آب از برگها و ساقه‌ها بوسیله تبخیر مستقیم از طریق یاخته‌های اپیدرمی و از میان کوتیکول خیلی نازک آنها خارج می‌شود که این پدیده را تعرق کوتیکولی می‌گویند. مقدار آبی که از طریق روزنه خارج می‌شود، خیلی زیاد است. همچنین خروج بخار آب می‌تواند از طریق عدسکهای ساقه‌های چوبی یا عدسکهای میوه انجام شود که تعرق عدسکی نامیده می‌شود.


نقش تعرق در جذب آب از ریشه

تعرق باعث می‌شود که پتانسیل آب برگ به پتانسیل آب ریشه کاهش یابد. حوالی ظهر اختلاف پتانسیل آب ‌برگ نسبت به ریشه به بیشترین مقدار خود می‌رسد. در این هنگام سرعت و شدت جذب آب توسط ریشه نیز بیشترین مقدار را دارا است. اگر منحنی تعرق و منحنی جذب آب در ساعات مختلف شبانه روز را با هم مقایسه کنیم خواهیم دید که تغییرات هماهنگی را نشان می‌دهد. یعنی هر چقدر تعرق بالاتر باشد به همان اندازه هم شدت جذب آب نیز بالاتر است. زمانی که تعرق صورت می‌گیرد، پتانسیل آب ریشه منفی تر از خاک است و پتانسیل برگ منفی‌ تر از ریشه و پتانسیل جو منفی تر از برگ است.

در نتیجه جریان آبی از خاک به طرف اتمسفر ، از طریق گیاه برقرار می‌شود که باعث
انتقال مواد محلول مورد نیاز گیاه همراه با صعود آب می‌شود. هر گاه پتانسیل آب جو
افزایش یابد و جو از آب اشباع شود، جذب آب توسط سیستم ریشه‌ای و انتقال شیره خام در آوندهای چوبی به حداقل رسیده و یا متوقف می‌شود. در موقع شب نیز که روزنه‌ها بسته‌اند، تعرق به حداقل می‌رسد و انتقال شیره خام نیز تقریبا متوقف می‌شود. تعرق در واقع باعث ایجاد یک فشار منفی می‌شود که می‌تواند صعود شیره خام را حتی تا ارتفاع بیش از 100 متر در درخت غول موجب شود.

مکانیسم تعرق در برگها

واکوئلهای تمام یاخته‌های زنده برگ پر از آب هستند. همچنین پروتوپلاسم و دیواره
یاخته نیز از آب اشباع است. آب از راه آوندهای چوبی رگبرگها به برگ می‌رسد. آب
دیواره‌های مرطوب یاخته‌های بخار شده به جو درونی فضاهای بین یاخته‌ای وارد می‌شود.
این حالت ممکن است از هر سطحی که مرطوب باشد، به جو پیرامون رخ دهد. فضاهای بین یاخته‌ای شبکه ، ارتباطی درونی با ساختار بعدی برگ ایجاد می‌کند که بوسیله بخار آب اشباع می‌شوند و یاخته آخری بخار آب را در هوایی که کمتر اشباع شده ، پخش می‌کند. تعرق روزنه‌ای از طریق تبخیر سطحی دیواره‌های یاخته‌ای که در محدوده فضاهای بین یاخته‌ای قرار دارند و همچنین از بخار آبی که از فضاهای بین یاخته‌ای از طریق روزنه وارد می‌شود، انجام می‌گردد.

اهمیت تعرق

نیروی مکشی ایجاب شده در صعود شیره خام کمک می‌نماید. با تاثیر بر روی فشار انتشار ، بطور غیر مستقیم پدیده انتشار در یاخته‌ها را کمک می‌کند.

در جذب آب و مواد کانی توسط ریشه‌ها موثر است.
در تبخیر آب اضافی کمک می‌کند.
نقش مهمی در انتقال مواد غذایی از قسمتی به قسمت دیگر گیاه دارد.
دمای مناسب جهت برگها را حفظ می‌کند.
با تاثیر بر باز و بسته شدن روزنه‌ها ، بطور غیر مستقیم در فتوسنتز و تنفس اثر می‌کند.
در پراکندگی انرژی اضافی دریافت شده از خورشید توسط گیاهان موثر است.


عوامل موثر بر تعرق

رطوبت نسبی

هر قدر رطوبت نسبی جو بیشتر با‌شد، میزان تعرق کمتر خواهد بود. زیرا پتانسیل آب جو در این حالت افزایش می‌یابد. اگر رطوبت نسبی جو به حالت اشباع برسد، تعرق متوقف می‌شود. رطوبت نسبی جو به شدت از دمای محیط متاثر است.

دما

دما علاوه بر اثری که روی رطوبت نسبی دارد در شرایط طبیعی افزایش دما تا 25-30 درجه سانتیگراد باعث افزایش شدت تعرق شده و از این درجه به بعد باعث کاهش تعرق می‌شود.
علت این پدیده آن است که افزایش دما تا 30 درجه سانتیگراد در بعضی از گونه‌ها مانند پنبه ، توتون و قهوه باعث باز شدن روزنه‌ها و پس از آن باعث بسته شدن روزنه‌ها می‌شود. در شمعدانی حتی در 35 درجه سانتیگراد نیز روزنه باز باقی مانده ، در نتیجه تعرق ادامه می‌یابد.

باد و جریان هوا

باد باعث تجدید هوا در مجاورت بافتها شده و شدت تعرق را افزایش می‌دهد. ولی شدید
بودن آن باعث بسته شدن روزنه‌ها و کاهش تعرق می‌شود. از طرف دیگر باد با به حرکت
در آوردن برگها ، خروج بخار آب از برگها را آسان می‌کند.

روشنایی

در بسیاری از گیاهان شدت تعرق در تاریکی تقریبا صفر است و روشنایی باعث افزایش شدت تعرق می شود. علت آن باز شدن روزنه‌ها در روشنایی است. زیرا نزدیک به 99% تعرق از طریق روزنه‌ها صورت می‌گیرد. در بعضی از گیاهان مانند گیاهان گوشتی (تیره کاکتوس) روزنه‌ها در روز بسته و در شب بازند. به همین دلیل میزان تعرق این گیاهان در شب بیشتر از روز است.

عوامل ساختاری

سطح اندام هوایی :

سطح اندام ، بویژه برگها در تعرق اهمیت فوق العاده دارد. ریزش برگها هنگام پاییز و زمستان در درختان خزان شونده مناطق معتدل و به هنگام تابستان در گیاهان مناطق نیمه خشک ، بطور قابل ملاحظه‌ای از شدت تعرق می‌کاهد. همچنین وجود خار یا برگهای بسیار کاهش یافته در گیاهان مناطق خشک موجب کاهش شدت تعرق می‌شود.

آرایش بافتهای برگ :

آرایش بافتهای برگ در تعرق موثرند. بافت نرده‌ای برگ در گیاهان مناطق خشک همیشه
فشرده تر از بافت نرده‌ای گیاهان مناطق مرطوب است و کوتیکول آنها ضخیم می‌باشد.
حتی گاهی بافتهای بیرونی آنها چوب پنبه‌ای و یا چوبی می‌شود که این امر به مقدار
زیاد از میزان تعرق می‌کاهد.

تعداد و وضع روزنه‌ها :

تعداد و وضع روزنه‌ها از عوامل اصلی تعرق به شمار می‌آید. همیشه نوعی رابطه مثبت
بین تعداد روزنه‌ها و شدت تعرق وجود دارد. در بعضی گیاهان ساختار تشریحی خاص روزنه‌ها باعث کاهش شدت تعرق می‌شود. مانند کریپت روزنه‌ای در گیاه خرزهره که فرورفتگی‌های پر از کرک در سطح زیرین برگ هستند و روزنه‌ها در ته آنها قرار درند.

مواد شیمیایی باز دارنده تعرق

موادی مانند مومهای پلی وینیل و الکلهای سنگین که بتوانند از راه تاثیر بر یاخته‌های
روزنه‌ای موجب بسته شدن روزنه‌ها شوند و یا مستقیما روزنه‌ها را مسدود کنند، مواد
باز دارنده تعرق نام دارند. مشاهده شده است که هنگام کاهش تعرق ، فتوسنتز نیز
همزمان با آن کاهش می‌یابد. زیرا به هر نحو که مانع خروج بخار آب از روزنه‌ها
شویم، ورود CO2 به داخل برگ و در نتیجه فتوسنتز کاهش می‌یابد.


روشهای اندازه گیری تعرق

روش وزن کردن

در این روش از دست دادن ، یا با توزین تمام گیاه و یا شاخه‌ای از آن اندازه گیری
می‌شود.

جمع کردن و توزین بخار آب حاصل از تعرق

با این روش می‌توان میزان تعرق به مقدار کم را در گیاهان که در هوای بسته و هوای
آزاد رشد می‌کنند، اندازه گرفت. در روش هوای بسته گیاهی را با گلدان در زیر سرپوش
می‌گذارند که در آن ظرف کوچکی حاوی مقدار کلرید کلسیم (CaCL2) با وزن مشخصی قرار دارد. افزایش وزن کلرید کلسیم ، مقدار آب خارج شده از گیاه را معلوم می‌کند. در روش هوای آزاد ، گیاه در محفظه‌ای قرار دارد که هوای مرطوب از آن عبور می‌کند.

هوای مرطوب پس از ورود به محفظه از یک طرف از داخل ظرفی حاوی کلرید کلسیم بی آب عبور می‌کند. رطوبت آن بوسیله کلرید کلسیم جذب می‌گردد و از طرف دیگر از بخش واجد گیاه نیز عبور می‌کند و سپس وارد ظرف دیگری می‌شود که محتوی کلرید کلسیم است. با توجه به اینکه وزن کلرید کلسیم قبل از شروع آزمایش تعیین شده است، می‌توان مقداری از آب خارج شده از گیاه را که بوسیله کلرید کلسیم جذب گردیده ، تعیین کرد. ضمنا با عبور دادن هوای آزاد و مرطوب ، شرایط طبیعی گیاه نیز رعایت شده است.

روش لیزیمتری

این روش برای اندازه گیری مقدار تعرق یک پوشش گیاهی بکار می‌رود. برای این منظور
پوشش گیاهی را در ظرفهایی به ابعاد دو متر یا بیشتر به نام لیزیمتر که پر از خاک و
پوشیده از گیاه‌اند و در داخل زمین جای می‌گیرند، قرار می‌دهند و با دستگاه
پیزوالکتریک وزن لیزیمتر را تعیین می‌کنند. اندازه گیری در مورد مجموعه آب خارج
شده از گیاه و خاک است و این اتلاف آب را تبخیر - تعریق گویند. در قسمت زیرین
لیزیمتر ظرفی برای جمع آوری فاضلاب قرار دارد.

روش حجم سنجی یا پوتومتری (آشام سنجی)

در این روش فرض بر این است که میزان آب جذب شده ، تقریبا برابر با میزان تعرق یا
آب دفع شده از گیاه است. شاخه پر برگ ، گیاهی را در زیر آب قطع کرده و در ظرف پر
از آب آشام سنج (پوتومتر) قرار می‌دهیم. ظرف آشام سنج دارای دو راه خروجی است که
یک لوله مویینه مدرج و یک مخزن آب است. پس از اندازه گیری میزان تعرق ، تمام
دستگاه با شیری که جریان آب را از منبع به ظرف کنترل می‌کند، از آب پر می‌شود تا
دستگاه کاملا از هوا خالی گردد. پس یک حباب هوا را به درون لوله موئین وارد می‌کنند.
در طی تعرق حباب هوا که در طول لوله مویین حرکت می‌کند، نشان دهنده جذب آب توسط گیاه است و می‌توان میزان حرکت آن را اندازه گرفت. روش آشام سنجی برای مطالعه تاثیر عوامل محیطی مثل دما ، نور ، هوا و غیره بر روی تعرق روش مناسبی است.

روش کلرید کبالت

اساس این روش استفاده از کاغذ آغشته به کلرید کبالت (CoCL2) است (تهیه شده با محلول 3% کلرید کبالت). این کاغذ اگر خشک باشد، آبی رنگ است و وقتی مرطوب گردد، صورتی رنگ می‌شود. هنگام آزمایش ، رنگ کاغذ ابتدا آبی است و به تدریج صورتی رنگ می‌شود و میزان تغییر رنگ آن معیاری برای اندازه گیری تعرق است.

تبخیر

دید کلی

چرا شناگری که از آب خارج می‌شود، احساس سرما می‌کند؟

دمای بدن انسان چگونه تنظیم می‌شود؟

چگونه آب در داخل کوزه سفالی خنک می‌گردد؟

اساس کار وسائل خنک کننده بر چه اصلی استوار است؟

انرژی جنبشی مولکولهای مایع در تبخیر

انرژی جنبشی مولکول معینی از یک مایع ، ضمن برخورد با سایر مولکولهای پیوسته تغییر می‌کند. ولی در لحظه‌ای معین ، تعدادی ازمولکولهای یک مجموعه ، تعدادی مولکول دارای انرژی نسبتا زیاد و تعدادی دارای انرژی نسبتا کم هستند. مولکولهای که انرژی جنبشی آنها به قدر کافی زیاد است می‌توانند بر نیروهای جاذبه مولکولهای اطراف خود غلبه کنند. این مولکولها می‌توانند از سطح مایع فرار کنند و به فاز گاز وارد شوند
به شرط آنکه نزدیک به سطح مایع و در جهت مناسب در حرکت باشند. این مولکولها در حین فرار از مایع ، بخشی از انرژی خود را برای مقابله با نیروهای جاذبه مصرف می‌کنند. فرار تعدادی از مولکولهای با انرژی زیاد از مایع سبب می‌شود که انرژی جنبشی متوسط مولکولهای باقی مانده در مایع کاهش یابد و از دمای مایع کاسته شود. وقتی که مایعی از یک ظرف سرباز تبخیر می‌شود، انتقال گرما از محیط به مایع صورت می‌گیرد و در نتیجه ، دمای مایع ثابت می‌ماند و به این ترتیب ، ذخیره مولکول‌های پر انرژی تامین می‌شود و این فرایند تا تبخیر تمام مایع ادامه می‌یابد.

آنتالپی تبخیر مولی

مقدار کل گرمای لازم برای تبخیر یک مول از مایع در دمای معین ، آنتالپی تبخیر مولی آن مایع نامیده می‌شود.

اثر دما بر تبخیر

با افزایش دمای مایع سرعت تبخیر زیاد می‌شود. وقتی دما افزایش می‌یابد، انرژی
جنبشی متوسط مولکول‌ها زیاد می‌شود و تعداد مولکول‌های با انرژی کافی برای فرار به فاز گازی افزایش می‌یابد.

از کاربردهای تبخیر

تنظیم دمای بدن:

تنظیم دمای بدن ، تا حدودی، بر اثر عرق در پوست صورت می‌گیرد.

ساخت وسائل خنک کننده گوناگون با استفاده از مکانیزم تبخیر

کوزه سفالی بدون لعاب که برای خنک نگه داشتن آب بکار می رود. آب ، گل کوزه را سیر
کرده از سطح خارجی آن بخار می‌شود. با این عمل ، آب باقیمانده در کوزه خنک می‌گردد.



تاريخ : | | نویسنده : | نظرات ()
.: Weblog Themes By VatanSkin :.