Γράφει ο Λεωνίδας Νταλιάνης, MSc Γεωπόνος-Εδαφολόγος Agricultural University of Athens, Soil Science & Agricultural Chemistry

Η γονιμότητα του εδάφους είναι μία δυναμική κατασταση ροής θρεπτικών στοιχείων προς τις ρίζες κι απο εκεί προς όλο το φυτό με τη μεσολάβηση της υγρής φάσης του εδάφους (εδαφικό διάλυμα). Υπό αυτή την έννοια θα μπορούσαμε να πούμε ότι τα φυτά πίνουν το φαγητό τους. Γενικά η πρόσληψη των κατιοντων (θετικά φορτισμένων ιόντων) και των ανιόντων (αρνητικά φορτισμένων) από τα φυτά αυξάνεται με την αύξηση της εδαφικής υγρασίας μέσα στα πλαίσια της ωφέλιμης υδατοικανότητας.

Η μεταφορά των θρεπτικών στοιχείων από το έδαφος στις ρίζες μέσω του εδαφοδιαλύματος γίνεται με τους μηχανισμούς της μαζικής ροής (mass flow) και της διάχυσης. Η συμμετοχή των μηχανισμών των θρεπτικών στοιχείων προς τις ρίζες επηρεάζεται σημαντικά από τη συγκέντρωση των θρεπτικών στο διάλυμα.

Ο μηχανισμός της διάχυσης γίνεται πιό σημαντικός όσο μειώνεται η μαζική ροή, δηλαδή όσο μειώνεται η διαπνοή των φυτών.

Τι είναι όμως η διαπνοή?

Η διαπνοή είναι φυσιολογική διεργασία των φυτών. Αποτελεί τμήμα του κύκλου του νερού και συνίσταται στην αποβολή νερού υπό μορφή υδρατμών από τμήματα των φυτών. Η διαπνοή λαμβάνει χώρα κυρίως στα φύλλα, αλλά μπορεί να συμβαίνει, επίσης, τόσο στους πράσινους βλαστούς όσο και στα άνθη. Η επιφάνεια των φύλλων, όταν παρατηρηθεί με μεγεθυντικό φακό ή μικροσκόπιο εμφανίζει μικρά ανοίγματα, υπό μορφή πόρων, τα οποία ονομάζονται στόματα (αγγλ. stomata), τα οποία είναι περισσότερα στην κάτω επιφάνεια των φύλλων. Τα στόματα μπορούν να ανοίγουν και να κλείνουν με τη βοήθεια ειδικών κυττάρων, τα οποία ονομάζονται καταφρακτικά κύτταρα. Μέσω των στομάτων δεν εξέρχεται μόνο νερό αλλά επιτρέπεται η γενικότερη επικοινωνία του φυτού με το εξωτερικό περιβάλλον, καθώς από αυτά εισέρχεται διοξείδιο του άνθρακα προκειμένου να πραγματοποιηθεί η λειτουργία της φωτοσύνθεσης και εξέρχεται οξυγόνο, το οποίο αποτελεί προϊόν της. Η διαπνοή αποτελεί, επίσης, μηχανισμό αποβολής θερμότητας από το φυτό και παράλληλα επιτρέπει τη μεταφορά των απαραίτητων θρεπτικών συστατικών από τη ρίζα στο βλαστό και στα φύλλα δημιουργώντας τις κατάλληλες συνθήκες διαφοράς πίεσης.

Διαπνοή: η κινητήριος δύναμη των φυτών - Farmacon - Blog - Η #1 online  αγροτική εφαρμογή

Η διαπνοή μπορεί επίσης να γίνεται και με την αποβολή νερού υπό υγρή μορφή (guttation) από υγιή φύλλα και βλαστούς, ενώ έρευνες έχουν καταδείξει ότι περίπου το 10% της ατμοσφαιρικής υγρασίας οφείλεται στην διαπνοή των φυτών.

Παράγοντες που επηρεάζουν τη διαπνοή

Η ποσότητα του νερού που αποβάλλεται από τα φυτά ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με τη γεωγραφική θέση και την εποχή.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την διαπνοή είναι:

  • Η θερμοκρασία: Ο ρυθμός της διαπνοής αυξάνεται όταν αυξάνει η θερμοκρασία περιβάλλοντος, ειδικά κατά την εποχή της ανάπτυξης του φυτού. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες προκαλούν το άνοιγμα των στομάτων από τα καταφρακτικά κύτταρα, ενώ αντίθετα οι χαμηλότερες προκαλούν το κλείσιμο των στομάτων. Η θερμοκρασία σε φυσικές συνθήκες – όχι σε συνθήκες θερμοκηπίου – επηρεάζεται από την ηλιοφάνεια και την έντασή της εξ ου και η συνάρτηση της διαπνοής από την γεωγραφική θέση και την εποχή.
  • Η σχετική υγρασία: Η ξηρή ατμόσφαιρα ευνοεί την εξάτμιση του νερού, καθώς δεν είναι κορεσμένη από υδρατμούς. Συνεπώς όσο ξηρότερη είναι η ατμόσφαιρα τόσο πιο έντονη είναι η διαπνοή.
  • Άνεμοι και κινήσεις της ατμόσφαιρας: Όσο περισσότερο κινείται ο αέρας που περιβάλλει ένα φυτό τόσο πιο έντονη γίνεται η διαπνοή. Αυτό σχετίζεται με τον προηγούμενο παράγοντα, καθώς ακόμη και σε ξηρή ατμόσφαιρα, αν ο αέρας γύρω από το φυτό παραμένει ακίνητος, βαθμιαία κορέννυται γύρω από αυτό. Αν όμως κινείται, ο κορεσμένος σε υδρατμούς αέρας απομακρύνεται από το φυτό και αντικαθίσταται από ξηρότερο.
  • Η υγρασία του εδάφους: Όταν υπάρχει έλλειψη νερού στο έδαφος, τα φυτά είναι πιθανόν να αρχίσουν να γερνούν πρόωρα, με συνέπεια να διαπνέουν λιγότερο. Σημαντικό ρόλο παίζει, επίσης, και ο τύπος του εδάφους: Αν το έδαφος τείνει να είναι πολύ συμπαγές με μικρούς πόρους ανάμεσα στα σωμάτια που το συγκροτούν (σκληρό χώμα) παρεμποδίζεται η ανάκτηση νερού από τις ρίζες του φυτού με συνέπεια την ανάλογη μείωση της διαπνοής.[3]
  • Ο τύπος του φυτού: Τα διάφορα είδη φυτών διαπνέουν σε ποικίλλους ρυθμούς. Μερικά φυτά που αναπτύσσονται σε σχεδόν τελείως ξηρές περιοχές, όπως είναι οι κάκτοι, αποθηκεύουν το διαθέσιμο νερό ελαττώνοντας σε μηδενικά σχεδόν επίπεδα την διαπνοή τους. Αντίθετα, φυτά που ζουν σε υγρές περιοχές διαπνέουν εντονότερα.
  • Η φάση ζωής του φυτού: Κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης ενός φυτού η διαπνοή από ένα φύλλο είναι πολύ μεγαλύτερη σε σχέση με το ίδιο το βάρος του: Ένα χωράφι με καλαμπόκι έκτασης μισού περίπου στρέμματος διαπνέει 11.000 – 15.000 λίτρα νερού ημερησίως, ενώ μια μεγάλη βαλανιδιά διαπνέει περίπου 150.000 λίτρα νερού ετησίως (μόνο 410 λίτρα ημερησίως).
Free Vector | Diagram showing transpiration of plant

ΜΑΖΙΚΗ ΡΟΗ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ

Μαζική ροή σημαίνει η μεταφορά προς τις ρίζες των εν διαλύσει θρεπτικών ιόντων με τη ροή του νερού, ροή που έχει ώς αίτια τη διαπνοή των φυτών. Δημιουργείται δηλαδή ένα έλλειμα νερού κοντά στις ρίζες εξαιτίας τις διαπνοής των φυτών το οποίο τείνει να καλύψει η ελέυθερη προς τις ρίζες ροή του εδαφικού νερού, μεταφέροντας μαζί της θρεπτικά ιόντα. Είναι ξεκάθαρο ότι όλα τα ανιόντα πλην των φωσφορικών σχετίζονται με την μαζική ροή. Εξαιτίας του ηλεκτροαρνητικού φορτίου του αργιλοχουμικού συμπλόκου, ελευθερώνονται στο εδαφοδιάλυμα και μεταφέρονται προς τις ρίζες με την ελεύθερη ροή του νερού.

Η συμβολή της μαζικής ροής στη θρέψη των φυτών είναι σημαντική, σε ότι αφορά τον εφοδιασμό τους με θρεπτικά ιόντα που βρίσκονται σε σχετικά μεγάλες συγκεντρώσεις στο εδαφοδιάλυμα. (NO3 , Ca, Mg)

Η Μαζική ροή ευνοεί την μετακίνηση των ευκίνητων θρεπτικών όταν αυτά βρίσκονται σε επάρκεια στο έδαφος.

Η πρόσληψη του φωσφόρου γίνεται αποκλειστικά μέσω της διάχυσης και όχι της μαζικής ροής. Όπως και το Κάλιο ένα μικρό ποσοστό μεταφέρεται μέσω της μαζικής ροής. Η μεταφορά των ιόντων με το μηχανισμό της μαζικής ροής είναι 1000 φορές ταχύτερη από τη μεταφορά τους με τη διάχυση.

Transport in Plants class 11 Notes Biology | myCBSEguide | CBSE Papers &  NCERT Solutions

ΔΙΑΧΥΣΗ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΠΟ ΤΙΣ ΡΙΖΕΣ

Διάχυση σημαίνει μεταφορά των ιόντων στο εδαφοδιάλυμα από τη ζώνη της αυξημένης συγκέντρωσης προς τη ζώνη της ελαττούμενης συγκέντρωσης τους. Οι διάφορες συγκεντρώσεις εμφανίζονται εξαιτίας της πρόσληψης από τη ρίζα των πλησίων ευρισκόμενων θρεπτικών ιόντων. Η βαθμίδωση της συγκέντρωσης των θρεπτικών ιόντων είναι αυτή που προκαλεί τη διάχυσή τους από τις μακρινότερες αυξημένες συγκέντρωσης ζώνες προς της πλησιέστερες στη ρίζα φτωχότερες ζώνες. Η διάχυση αφορά το Φώσφορο, το Κάλιο το Σίδηρο και το Ψευδάργυρο.

Πρακτικά τα μακροθρεπτικά Κάλιο και Φώσφορος είναι δυσκίνητα ενώ το νιτρικό άζωτο λόγω του ότι είναι εύκολα μετακινήσιμο με το νερό προς τις ρίζες με το μηχανισμό της μαζικής ροής.

Η ταχύτητα διάχυσης είναι ανάλογη με την υδατοπεριεκτικότητα του εδάφους. Αύξηση της υδατοπεριεκτικότητας σημαίνει αύξηση της επιφάνειας επαφής των ριζών με το εδαφοδιάλυμα αύξηση της απορροφητικής δύναμης και συνεπώς αύξηση της ταχύτητας διάχυσης.

Τα αργιλώδη εδάφη για να αποκτήσουν την ίδια δύναμη μύζησης νερού (δύναμη συγκράτησης του από τους πόρους του εδάφους) με τα αμμώση χρειάζονται περισσότερο νερό, και άρα σε αυτή τη κατάσταση η διάχυση στα αργιλώδη εδάφη (βαριά εδάφη) είναι ταχύτερη.

Για παράδειγμα τα βαρύτερα εδάφη απαιτούν πολύ περισσότερο εναλλακτικό κάλιο απ΄ότι τα ελαφρότερα αμμώδη για να δώσουν την ίδια συγκέντρωση καλίου στο εδαφικό διάλυμα.

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

Η αύξηση της μεταφορά των θρεπτικών μέσω τις μαζικής ροής αποδίδεται στην αύξηση της διαπνοής των φυτών. Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει την ταχύτητα διάχυσης εξαιτίας της μείωσης του ιξώδους του εδαφοδιαλύματος αλλά και εξαιτίας της κίνησης BROWN (θερμική κίνηση μορίων) των ιόντων στο διάλυμα.

Σε επόμενο άρθρο θα γίνει λόγος για την πορεία των θρεπτικών στοιχείων από την ρίζα πρός το υπέργει μέρος του δέντρου-φυτού.

Χωρίς σχόλια
Σχόλια σε: Μηχανισμοί μεταφοράς των θρεπτικών στοιχείων στις ρίζες των φυτών

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.

Αυτός ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για να μειώσει τα ανεπιθύμητα σχόλια. Μάθετε πώς υφίστανται επεξεργασία τα δεδομένα των σχολίων σας.




Πληρωμές

ΡΟΗ ΕΙΔΗΣΕΩΝ

NewsLetter

Με την εγγραφή σας αποδέχεστε το Πολιτική Απορρήτου μας.

Πρόσφατα Σχόλια

Άρθρα – Απόψεις

Ειδήσεις, powered by iNews