Který strom pije nejvíce vody?

Achmatov M.K. Denní spotřeba vody na transpiraci celou dřevinou // Universum: chemie a biologie: elektron. vědecký časopis 2016. č. 8 (26). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/3438 (datum přístupu: 01.01.2025).

Přečtěte si článek:
Klíčová slova: denní spotřeba vody na transpiraci, dřeviny, celková plocha listů

ANOTACE

Byla vypočtena denní spotřeba vody na transpiraci celými stromy a keři. Metody pro stanovení listové plochy a celkového povrchu listů byly vylepšeny. Populus pyramidalis Vyznačuje se vysokou rychlostí transpirace a celkovým povrchem listů a množství vody, které se odpaří za den, může přesáhnout 2000 kg. Keře jsou schopny odpařit největší množství vody za den. Cotinus coggygria (od 154,0 do 364,0 kg), jelikož se jedná o velký keř vyznačující se vysokou rychlostí transpirace. Nejnižší hodnoty se vyznačují Crataegus altaica (maximálně 172,8 kg), Ligustrum (1,45–4,72 kg) a Cornus sanquinea (2,25–15,66 kg).

Abstrakt

Počítá se denní spotřeba vody na transpiraci celými stromy a keři. Zdokonalují se metody pro stanovení listové plochy a celkového povrchu listů. Populus pyramidalis se liší vysokými hodnotami intenzity transpirace a celkového povrchu listů a množství odpařené vody za den může přesáhnout 2000 kg. Ven z křoví Cotinus coggygria je schopen odpařit největší množství vody za den (od 154,0 do 364,0 kg), jelikož se jedná o mohutný keř vyznačující se vysokou intenzitou transpirace. Crataegus altaica (maximálně 172,8 kg), Ligustrum (1,45–4,72 kg) a Cornus sanquinea (2,25–15,66 kg) mají nejnižší hodnoty.

úvod

Úkoly studia vodního režimu rostlin mohou být velmi rozmanité. Týkají se řešení mnoha důležitých otázek, jako je například rozvoj nových území, krajinotvorba a ochranné zalesňování. Denní spotřeba vody na transpiraci dřevinami je důležitým ukazatelem možnosti jejich doporučení k výsadbě na místa s různou dostupností půdní vody a stanovení míry jejich vlivu na mikroklima.

Celková listová plocha významně ovlivňuje ztrátu vody jednotlivými rostlinami. Rostliny s velkou listovou plochou obvykle transpirují více než rostliny s malou plochou listů. Mezi různými druhy jsou velké rozdíly v transpiraci na jednotku listové plochy. Tyto rozdíly však mohou být klamné, protože nestejná celková listová plocha může kompenzovat rozdíly v intenzitě na jednotku listové plochy. Například rychlost transpirace na jednotku plochy listu borovice kadidlové je nižší než u některých listnatých druhů, ale celkový povrch listu jedné sazenice borovice je mnohem větší, že ztráta vody na sazenici je také větší. Jedna borovice laločnatá tak může za den ztratit tolik vody jako listnatý strom s korunou podobné velikosti [6].

U E. Libberta [7] lze nalézt údaje, že jedna bříza ztrácí transpirací až 400 litrů vody denně a buková plantáž vrací transpirací asi 60 % srážek, které na ni spadnou, do atmosféry. K. Willy a V. Dethier [1] poukazují na schopnost středně velkého stromu transpirovat více než 200 litrů vody za den, 1 hektar kukuřice – 3500000 1 2750 litrů vody během vegetačního období a 1 hektar vzrostlé javorový les – přibližně dvakrát tolik, zatímco kaktusy v Arizonské poušti spotřebují za celý rok maximálně 8 17 litrů vody na 73 hektar. Podle S.I. Popová, N.V. Jakovleva [3] 20letý topol rostoucí podél kanálu odpaří 3 m 13 vody, dub letní – 3 m XNUMX a jasan zelený – XNUMX m XNUMX .

Jeden stojící strom může odpařit 200–400 l za den a listnatý les ve vlhkých jižních Appalačských porostech ztrácí 42–55 cm vody za rok. Na každý kilogram vyprodukované sušiny rostliny spotřebují několik stovek kilogramů vody a asi 95 % této vody rostlinou jednoduše projde a ztrácí se při transpiraci [6].

V horkém klimatu Střední Asie může ztráta vody jedním keřem hroznů v oblastech dobře zásobených půdní vlhkostí přesáhnout 2 litry za hodinu [5].

Ztrátu vody rostlinami transpirací lze považovat za její výměnu za uhlík a v tomto smyslu je transpirace nezbytná pro růst rostlin. V důsledku toho potřebují rychle rostoucí rostliny hodně vody, mnohem více, než je obsaženo v samotných rostlinách. Rychlost ztráty vody závisí především na teplotě, relativní vlhkosti a pohybu vzduchu [11].

Metody pro stanovení spotřeby vody celými rostlinami jsou složité a obtížně realizovatelné v polních podmínkách, protože nemohou plně odrážet přirozené prostředí růstu rostlin a její použití je omezené. Podívejme se na některé z nich.

Stanovení ztráty vody v celých rostlinách, vykořeněných a hodinu exponovaných na stejném místě, kde se rostlina před začátkem experimentu nacházela, provedl O. Stocker [14] při práci v egyptských pouštích. Zajímavá metoda pro stanovení spotřeby vody u celého stromu, vyvinutá E.V. Zhemchuzhnikov, A.V. Veretennikov a A.A. Kotelníková [2]. Vyúčtování ztráty vody transpirací se provádí vážením celých korun (které se odřezávají z kmene ihned po pokácení stromu) na speciálních vahách předem zavěšených na konzolách. Metoda vadnutí (Anwelk-methode) vyvinutá A. Arlandem [10] umožňuje rychle studovat transpiraci ve velké sérii rostlin na poli pomocí technických vah. V tomto případě se z půdy odstraní celé rostliny s horní částí kořenového systému, která se ponoří do parafínu, aby se zabránilo ztrátě vody. Pro stanovení ztráty vody celými rostlinami lze použít gazometrické metody založené na přímém měření množství vodní páry uvolněné listy při transpiraci [10; 12; 13].

Cílem práce bylo zdokonalit metody určování listové plochy a celkového povrchu listů a také studovat charakteristiky denní spotřeby vody pro transpiraci celými dřevinami introdukovanými v údolí Chui.

Materiály a výzkumné metody.

Předmětem studie byly listnaté dřeviny dvou forem života introdukované v Botanické zahradě Národní akademie věd Kyrgyzské republiky: 15 druhů stromů a 16 druhů keřů.

Pro výpočty denní spotřeby vody pro transpiraci celou dřevinou jsme současně zjišťovali plochu jednotlivých listů a celkovou plochu listů během vegetačního období pomocí námi vyvinuté metody [3; 4]. Námi navržená metoda nám umožňuje určit celkovou listovou plochu dřevin jednoduchou listovou čepelí. Pomocí stereometrických vzorců pro výpočet objemu koruny dřevin a plochy listů byla stanovena celková plocha listů. Měření celkové listové plochy jednotlivého stromu nebo keře by mělo být prováděno každých 10–15 dní během vegetačního období.

Intenzita transpirace byla stanovena pomocí polních transpirometrů podle metody Yevtushenko-Shpot [9]. Výpočty denní spotřeby vody pro transpiraci celého stromu a keře byly prováděny dvakrát měsíčně od června do srpna.

Výsledky výzkumu a diskuse

Tabulka 1 uvádí minimální a maximální hodnoty denní spotřeby vody pro transpiraci celým stromem za roky 2002–2004. Experimenty ukázaly, že denní spotřeba vody na transpiraci u studovaných dřevin nebyla stejná, což je způsobeno rozdíly v údajích o intenzitě transpirace a celkové ploše listů. Nejnižší denní transpirace se vyskytují v měsíci květnu, kdy se listová plocha stromů teprve začíná tvořit. Následně s rostoucí velikostí listů se zvyšuje množství transpirované vody z celkového povrchu listů stromu. V září, se začátkem opadu listů, rostliny snižují množství odpařené vlhkosti, protože se zmenšuje celková plocha listů.

Tabulka 1.

Denní spotřeba vody na transpiraci celého stromu, kg

Protože, Populus pyramidalis se vyznačuje vysokými hodnotami intenzity transpirace a celkového povrchu listů, pak množství jí odpařené vody za den může přesáhnout 2000 kg. Další příklad, Aesculus hippocastanum и Cercis canadensis, vyznačující se velkou celkovou listovou plochou, ale mající nízkou rychlost transpirace, což v konečném důsledku ovlivnilo denní spotřebu vody pro transpiraci, nepřesahující 442,2 a 300,0 kg. Schopný odpařit více než 1000 kg za den Acer sacharinum. Acerpseudoplatanus, Acer platanoidy, Quercus robur, Quercus imbricaria и Jilm pinnato-ramosa lze klasifikovat jako stromy s průměrnou odpařenou vodou za den, která dosahuje úrovně 500 kg a více. Za den propustí nejmenší množství vody Crataegus altaika (maximálně 172,8 kg), vyznačující se vysokou rychlostí transpirace, ale nízkými hodnotami celkové plochy listů.

Tříleté údaje o denní spotřebě vody pro transpiraci celým stromem ukazují, že závisí jak na celkové listové ploše, tak na rychlosti transpirace. Nízká rychlost transpirace některých dřevin, charakterizovaná velkou celkovou plochou listů, má primární vliv na množství odpařené vody za den.

Tabulka 2 uvádí údaje o denní spotřebě vody na transpiraci celého keře. Za den se může odpařit značné množství vody Neustále coggygria (od 154,0 do 364,0 kg), protože je to velký keř vyznačující se vysokou rychlostí transpirace. Denně může být transpirováno více než 100 kg rhu typhina, Kalina lantana и Philadelphus lewisii, ačkoli první je způsoben větším celkovým povrchem listů a poslední dva jsou způsobeny vysokou rychlostí transpirace. Za den se odpaří dostatek vody Elaeagnus angustifolia (do 91,80 kg), Forsythia napětí (do 92,80 kg), Spiraea vanhouttei (do 83,70 kg). Nejnižší hodnoty se vyznačují ligustrum vulgární (1,45–4,72 kg) a Cornus sanquinea (2,25–15,66 kg). Zbývající druhy keřů zaujímají střední polohu.

Tabulka 2.

Denní spotřeba vody na transpiraci celého keře, kg

Závěr. Získané údaje o denní spotřebě vody na transpiraci celou dřevinou umožňují určit míru vlivu konkrétního druhu na zvlhčování vzduchu, potažmo na mikroklima. Navíc na základě výsledků našeho výzkumu můžeme doporučit stromy a keře, které se liší množstvím denní spotřeby vody na transpiraci pro výsadbu v oblastech s různou dostupností vody. Racionální tvorba stromových plantáží s přihlédnutím k jejich potřebě zavlažování umožňuje šetřit závlahovou vodou, která je v létě důležitým faktorem.

Reference:

1. Willy K., Dethier V. Biologie. – M.: Mir, 1974. – 821 s.

2. Zhemchuzhnikov EH, Veretennikov AB, Kotelniková A.N. Stanovení transpirační kapacity korun borovice // Fyziologie rostlin. 1955. T. 2. Vydání. 4. s. 397–399.
3. K metodice stanovení plochy listů dřevin / Kochkunbaev T.A., Esenalieva S.S., Akhmatov M.K., Shpota L.A., Oskonbaeva R.K. // Úvod a aklimatizace rostlin v Kyrgyzstánu. 1999. s. 132–134.
4. K metodice stanovení listové plochy a celkového povrchu listů dřevin / Kochkunbaev T.A., Esenalieva S.S., Akhmatov M.K., Shpota L.A. // Materiály 7. mezinárodní konference „Mezinárodní setkání mladých vědců v zahradnictví“. Lednice. Česká republika. 1999. S. 322–323.
5. Kondo I.N., Pudriková A.P. O některých vzorcích vodního režimu hroznových rostlin v různých klimatických zónách SSSR // Proceedings of MoldNIISViV. 1969. T. 15. s. 139–174.
6. Kramer P.D., Kozlovský T.T. Fyziologie dřevin. M.: Lesn. ples, 1983. 462 s.
7. Libbert E. Fyziologie rostlin. M.: Mir, 1976. 580 str.
8. Popov S.P., Jakovleva N.V. Topol – strom budoucnosti // Echo of Science. Zprávy o NAS Kyrgyzstán. Rep. 1996. č. 2. S. 98–99.
9. Shpota L.A. Polní metody a přístroje pro fyziologické sledování stavu rostlin v polních a přirozených podmínkách pěstování. Biškek: Ilim, 1992. 154 s.
10. Arland A. Zur Methodic der Transpirations bestimmung am Standort // Ber. Dtsch. Bot. Ces.1929. Bd 47. H. 7.
11. Arland A. Fiebernde Pflarzen mehr Brot (Auf neun Wegen zur Steigerung der Kulturpflanzenertrage). Berlín: Akad. Verland., 1953. S. 81–98.
12. Janick J. Horticultural Science, 2nd edn. San Francisco: W. H. Freeman and Company, 1972. 586 s.
13. Schratz E. Vergleichende Untersuchungen über Wasserhaushalt von Pflanzen im Trockengebiete des süudlichen Arizona // Jahrb. moudrý. Bot. 1931. Bd. 74. H. 2.
14. Stocker 0. Der Wasserhaushalt ägyptischer Wüsten und Salzpflanzen // Bot. Abhandlungen (Jena). 1928. Bd.3. S. 1–200.

Rostliny potřebují VODU. Množství vody potřebné pro víceleté plodiny v létě je úžasné. Například dospělý jabloňový sad o rozloze 1 hektar vyžaduje 35-70 m3 za sezónu (více než 3500 kbelíků). Překvapivě pouze 1-2% tohoto „jezera“ absorbují rostliny pro své vlastní potřeby a zbytek se vypařuje do atmosféry. Stromy a keře jako živá čerpadla neúnavně pumpují vodu z půdy do vzduchu. Co je nutí dělat tuto gigantickou a zdánlivě nesmyslnou práci?

Nutriční požadavky. Rostliny jsou schopny absorbovat potřebné minerální soli pouze ve formě slabých vodných roztoků. Je jasné, že pro příjem potřebné dávky minerálů budou muset absorbovat značné množství roztoku.

V horkém počasí se listy potřebují ochladit. Světlo je pro listy životně důležité, ale v teplém počasí způsobuje silné přehřátí. Odpařování vody listem je velmi účinný způsob chlazení.

Náklady na fotosyntézu. Nezapomínejme, že rostliny produkují vlastní organickou hmotu. K tomu potřebují nejen světlo, ale také vodu a oxid uhličitý. Současná absorpce všech těchto složek (voda z půdy, oxid uhličitý z atmosférického vzduchu) je technicky velmi obtížný úkol. Závod to řeší za cenu velkých ztrát tekutin.

Nezbývá nám, než vzít v úvahu velkou vlhkomilnost našich ovocných a bobulovinových rostlin. Naštěstí se o sebe po většinu života úspěšně starají. Náš zásah je nutný pouze v určitých případech.

Když je vody moc

Na první pohled se může zdát, že čím více vody, tím lépe pro rostliny. To je špatně. Nadměrná vlhkost je pro ně škodlivá, protože je neslučitelná se vzduchem a teplem nezbytnými pro život rostlin. Co se děje se stromy a keři během velmi deštivých období?

Půda se postupně nasytí vodou jako mokrá houba a ztratí téměř všechen vzduch. Půdní mikroflóra za takových podmínek nefunguje, což způsobuje, že se země ochlazuje ještě více než ze samotné vody. Bez kyslíku a v mrazu se kořeny dusí a poškozují, někdy nenávratně (existuje pro to dokonce výraz – promáčení). Déšť a chlad vytvářejí ideální podmínky pro šíření a rozvoj chorob rostlin (právě během deštivého léta zahradníci s překvapením objevují ve svých oblastech ohniska dosud neznámých chorob).

Trpí i samotná půda. Ve zvláště závažných případech může být odplavena přebytečná vlhkost, která může proniknout do půdních horizontů nasycených solemi a způsobit zasolování. Nebo do podzemních vod, a to je plné zamokření.

V takových případech závisí přijatá opatření na konkrétní situaci. Někdy mohou být zapotřebí odvodňovací příkopy, možná dokonce drenážní systém. Těžké jílovité půdy je vhodné vylepšit (zcela je vyměnit nebo přidat dostatečné dávky písku a organické hmoty). Při mírnějším dočasném přemokření pomůže mulčování prostoru kolem rostlin vrstvou sypkého materiálu. Pokud byla pod stromy nebo keři otevřená půda, po vydatných deštích se na ní vytvoří hustá kůra. Tuto zhutněnou vrstvu je nutné uvolnit motyčkou a zlepšit tak ventilaci. Pokud je na jednotlivých listech nebo špičkách výhonků rostlin zjištěn zřejmý vývoj jakékoli choroby, je lepší tyto části okamžitě odstranit a spálit.

Sucho

Velmi dlouhá nepřítomnost vody způsobuje rostlinám další problémy. Když vlhkost vzduchu klesne pod 60 %, odpařování vody z listů se stává nadměrně aktivní. Tato situace již působí na rostliny depresivně a nazývá se vzdušná sucha. Následné vysychání půdy je ještě nebezpečnějším půdním suchem. Nedostatek vláhy ve vzduchu a půdě vede k inhibici kořenového systému a následným poruchám výživy (u rostlin může vzniknout nedostatek dusíku, draslíku atd.). Růst se zpomaluje, plody se zmenšují a mohou opadat a snižuje se budoucí sklizeň na další 2-3 roky. Všechny plodiny ale snášejí sucho jinak.

Důvodů je mnoho. Pojďme diskutovat o těch hlavních.

Věk rostlin. Je jasné, že nejdříve vyschne vrchní vrstva půdy a v hloubce zůstane déle vlhká. Kořeny poskytují rostlině vodu. Čím jsou hlubší, výkonnější a aktivnější, tím spolehlivější je zásobování vodou. Rozvoj rozsáhlého kořenového systému vyžaduje značný čas, proto je sucho nebezpečné pro všechny nově vysazené stromy a keře v prvních 1-2 letech jejich života.

Kultura. Mnoho zahradních plodin (plody na semenných podnožích, červený a zlatý rybíz, angrešt) si během let vytvoří hluboký kořenový systém, který jim v suchých obdobích velmi pomáhá. Ostatní druhy (jahody, maliny, rakytník, borůvky, brusinky, brusinky) mají v každém věku mělké nebo kompaktní kořeny umístěné ve snadno vysychajících vrstvách půdy. Tyto plodiny se i ve zralých letech bojí sucha a milují zálivku.

Fáze vývoje rostlin. Potřeba vody u stejné rostliny se v průběhu sezóny mění. Zvyšuje se na začátku sezóny v době aktivního růstu všech jejích částí, v létě v období plnění plodů, na podzim na začátku přípravy na zimu.

Stav půdy kolem rostliny. Pokud se pod stromem nebo keřem nic nepěstuje a půda je kypřená (nebo pokrytá sypkým mulčem), pomáhá to šetřit vodu. Když tam něco roste, spotřeba vody se zvyšuje o 10-20%. Obvyklými konkurenty ovocných a bobulovinových rostlin v boji o vodu jsou trávníky, květiny, zelenina nebo plevel.

Znáte-li obecné vzorce, je snadné vypočítat objekty, které primárně vyžadují zalévání během sucha. Jedná se o mladé exempláře, vlhkomilné sisy, dospělé rostliny v kritických obdobích života a také ty, které mají pod baldachýnem trávník nebo jinou vegetaci.

Poté, co jsme přišli na to, co zalévat, zbývá zjistit, jak to udělat správně.

Pravidla pro zalévání stromů a keřů

Nejčastějšími chybami při provádění této jednoduché techniky je buď skrovná nebo příliš vydatná a vydatná zálivka. Slabá povrchová vlhkost je téměř k ničemu: pocítí ji pouze plevel. Příliš mnoho je spojeno s možností eroze půdy a zamokření (jejichž nebezpečí jsme již probrali).

Nejlépe je držet se zlaté střední cesty a případně při zálivce zeminu přiměřeně navlhčit do dostatečné hloubky. K tomuto účelu budete potřebovat přibližně 4 až 50 litrů vody (v závislosti na typu zalévané rostliny), dodávané pod nízkým tlakem. Snaží se navlhčit půdu, ne rostliny samotné, i když pokud je vzduch velmi suchý, krátkodobé kropení bude prospěšné.

Viz též:

• Jaké jsou důsledky takové zimy? →
• Nohy jsou v teple, hlava studená →
• Kalení se zpracováním →