За да постигнем оптимален ефект при грижата си за своите посеви, трябва да разбираме процесите в тях.
Голяма част от задълбочените изследвания на проводимостта на устицата в екосистемен мащаб са на по-малко от десет години. Въпреки настоящите теории, също няма ясен консенсус относно вътрешния контрол на проводимостта на устицата.
Като се има предвид значението на проводимостта и, не само за здравето на растенията, но и за здравето на нашите екосистеми в световен мащаб, възможностите за бъдещи изследвания в тази област остават огромни.
Проводимостта на устицата е дифузията на газ, като въглероден диоксид, водна пара и кислород през растението. Също така функционира като мярка за отваряне на устицата в отговор на условията на околната среда.
Проводимостта на устицата се осъществява специално през устицата, когато са отворени, а обратното е известно като резистентност на устицата.
Разбиране и същност на устицата.
Устицата се намират главно в епидермиса на листата и други части на надземните леторасти при васкуларните растения. Стомата е отвор, образуван от две предпазни клетки. Към охранителните клетки са свързани спомагателни клетки.
Когато предпазните клетки са отпуснати, те се затварят, а когато набъбнат, те се отварят, образувайки устицата. Формата на защитните клетки варира в зависимост от вида. Въз основа на формата на предпазните клетки и броя и разположението на спомагателните клетки има много видове устица. При повечето растения устицата присъстват от двете страни на листата. При някои те се намират само от едната страна. Плътността на устицата също може да се различава в зависимост от вида.
Факторите на околната среда обаче също могат да играят роля при определянето на броя на устицата.
Вътрешни влияния.
Вътрешните фактори на ниво растение последователно влияят върху необходимостта и приложението на проводимост на устицата.
- Сигнали от защитната клетка и плътността на устицата;
- Промени във водния потенциал на листата;
- Концентрацията на растителния хормон абсцицинова киселина в сока на ксилема;
- Необходимост от приемане на CO2 за фотосинтеза;
Външни влияния.
Факторите на околната среда също могат да повлияят на проводимостта на устицата.
- Светлината е основният външен фактор, който определя проводимостта на устицата, тъй като устицата се активират и отварят по време на дневна светлина.
- Влажността влияе върху проводимостта на устицата. Ниската влажност намалява проводимостта на устицата, за да запази водата. Устицата ще се отворят при висока влажност, дори ако съдържанието на вода в листата е по-малко.
- Водата в почвата и състоянието на хранителните вещества също ще повлияят на проводимостта на устицата, която ще намалее, когато влажността на почвата е по-ниска.
- Повишаването на температурата на въздуха повишава проводимостта на устицата, независимо от водния статус на растенията и фотосинтезата. Докато това помага на растенията да се охлаждат чрез изпаряване и увеличава фотосинтезата, растенията губят повече вода.
- Повишената концентрация на CO2 в атмосферата намалява проводимостта на устицата, което може да доведе до намаляване на фотосинтезата.
- Стресът от соленост също намалява проводимостта на устицата.
Функции на стоматалната проводимост.
Факторите на влияние, описани по-горе, също ще повлияят на жизнените функции на растенията, в които е включена устичната проводимост. Например, устичната проводимост е необходима за обмен на газ в растенията. Устицата обикновено са отворени на дневна светлина, за да позволят на CO2 за фотосинтеза и кислород за дишане.
Когато устицата са отворени, водата излиза под формата на пара в атмосферата, като транспирация . Следователно е необходимо съпротивление на устицата, за да се ограничи загубата на вода от растението чрез затваряне на устицата.
Повишаването на температурата и водния статус на въздуха и почвата, които контролират устицата, повлиява върху количеството въглерод, фиксиран чрез фотосинтезата, както и количеството вода, загубено чрез транспирация.
Растенията отделят над 30 000 летливи органични съединения. Тяхното излъчване се контролира от устицата, но зависи и от летливостта на съединението и концентрацията във водата и липидите на листата. Външни фактори като светлина и температура, които контролират проводимостта на устицата, също влияят върху излъчването на тези летливи съединения.
По този начин устичната проводимост е от съществено значение за растенията и за глобалния въглероден и воден цикъл.
Нощна стоматална проводимост.
Устицата на листата са затворени през нощта, тъй като без дневна светлина не се задейства фотосинтеза. Нощната проводимост обаче се осъществява през кожичките.
Измерване на устната проводимост.
Проводимостта на устицата се измерва като скоростта на навлизане на въглероден диоксид или излизане на водна пара през устицата.
Конвенционалните методи за измерване на този процес разчитат на порометри, които могат да бъдат динамични или стабилни.
- Динамичните порометри използват сензор за влажност в затворената камера, където е поставен листът, за да измерват промените във водните пари.
- Порометрите в стационарно състояние измерват нивата на водните пари преди и след навлизането на въздух в камера с листа.
- Съвременните методи включват използването на инфрачервени газови анализатори, които са в състояние да дадат много по-ясна картина чрез измерване на всички жизненоважни газови обмени – проводимост на устицата, фотосинтеза и транспирация – едновременно.
Свързаното с изменението на климата повишаване на температурата и сушата, заедно с глобалния недостиг на вода, увеличават интереса към изучаване и използване на данни за проводимостта на устицата.
- Ефективност на използването на водата и суша – Това има важни последици в изследванията на културите, където учените се опитват да намерят средства за устойчивост на суша към бъдещи сортове зърнени, бобови, маслодайни семена и зеленчуци.
- Ефективност на използването на водата и увеличаване на въглерода – чрез стоматалната проводимост се очаква компромис между фотосинтезата и използването на вода. Въпреки че проучванията показват, че фотосинтезата се увеличава, няма съгласия относно увеличаването на ефективността на използване на водата.
- Индикатор за стрес – проводимостта на устицата на листата се използва за измерване на водния стрес на растенията, дължащ се на соленост, топлина и суша, при отглеждане на растения.
- Оценяване нивата на замърсители – растенията абсорбират много атмосферни съединения, като тропосферния озон, които са вредни за растенията и екосистемите. Озонът може да намали биоразнообразието, да промени състава на видовете и циклите на вода и хранителни вещества.
- Адаптиране към околната среда – тъй като проводимостта на устицата е свързана с жизненоважни физиологични процеси като фотосинтеза и воден баланс, тя се използва за изследване на реакцията на растението към околната среда и способността му да се адаптира, оцелява и расте .
Разбирайки как работи устицата практиките за растителна защита могат да бъдат оптимизирани.
Моника Господинова
