Перейти к содержанию
ЛиС

  • 1

Зависимость транспирации растений и нормы полива от энергии окружающей среды

Оценить этот вопрос:


samura

Вопрос

  • Модераторы

Полив из расчета 3 мл/м2 на каждый пришедший 1 Дж/см2. Подняли тему про норму полива в одной из тем, где я увидел, что не все понимают откуда эта норма берется, и решил ее разобрать.

Чтобы узнать сколько нужно энергии для испарения воды, нужно заглянуть в таблицу  удельной теплотой паробразования, и найти там воду. Для испарения воды массой 1 кг  и температурой 100 °С требуется 2 256 кДж. Плотность воды равна 1, значит для испарения 1 л воды требуется все те же 2 256 кДж.

Предположим, что исходная вода 20 °С, чтобы ее нагреть до 100 градусов, нужно потратить энергию 4,2 кДж*80= 336 кДж/л или 336000 Дж/л или 336 Дж/мл. Итого 2256 + 336 = 2592 Дж/мл.

Приход радиации 1 Дж/см2 равен 10 000  Дж/м2. Далее пропорция:
0,2592 Дж/см2 (2592 Дж/м2)  способны испарить  –     1 мл воды,
1 Дж/см2          (10 000 Дж/м2)                                            Х мл воды.

Х =1*1/0,2592=3,85 мл воды испарит на одном метре квадратном энергия, пришедшая на 1 см2.

Но дело в том, что 35-44% (35% для ДНаТ, 44% для Солнца) световой энергии является фотосинтетической активной радиацией, и не участвует в испарении, эти 35-44%  переходят в энергию химических связей (ассимиляты) в процессе фотосинтеза. Следовательно, 1 Дж/см2 испарит не 3,85 мл воды, а на 35-44 % меньше, то есть 1,9 – 2,29 мл.

Но нам нужно еще обеспечить дренаж порядка 33%. Поэтому нужно полить на каждый пришедший  1 Дж/см2:   1,9 + 33%      2,29 + 33%, то то есть 2,5-3,0 мл/м2.

Таким образом сообщенная ламповая/солнечная энергия растениям 1 Дж/см2, способна испарить воду, с изначальной температурой 20 °С, 2,5-3,0 мл/м2 с обеспечением дренажа порядка 33%. Зимой при искусственной досветке (ДНаТ) полив необходим из расчета 2,5 мл/м2 на каждый 1 Дж/см2, а летом при солнечной радиации 3 мл/м2 на каждый 1 Дж/см2.

Изменено пользователем BKB
Отредактировано. Тем не менее, исходные посылки полностью неверны!
  • Нравится 4
Ссылка на комментарий

Рекомендуемые сообщения

  • 0
  • Модераторы
1 час назад, Юлианна сказал:

Хм... а я думала, что агроном должен думать о технологии и агрономии до того, как начнет выращивать и в процессе... не спеша. Проблемы агроном должен предвидеть и предотвращать, а не бороться с последствиями собственных ошибок и недальновидности

Это в идеале, а на практике зачастую бывает иначе. Даже в УК :)

  • Забавно 1
Ссылка на комментарий
  • 0
5 часов назад, Марите сказал:

И как Вы предлагаете агроному влиять на величину устьиц? 🙂

Не хотела отвечать. Но поняла, что Вы, Марите, не знаете современных технологий (реально 21 века) ) и не помните физиологии.

Так вот из физиологии... в развитии растений есть зависимость между размером устьиц и влажностью воздуха/среды, в которой растение развивается. Отсюда вывод - в условиях выращивания в контролируемой среде для уменьшения размера устьиц достаточно снизить влажность воздуха.

Второй способ... про него говорила Ольга в теме "Неравномерное окрашивания плодов томата..." - выращивать культуру в условиях "регулируемого водного стресса"))). Уменьшение размера замыкающих клеток=устьиц и их плотности=количества научно доказано.)

  • Удивление 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Как же Вы далеки от практики :( Каким образом, по-Вашему, агроном может измерить количество и величину устьиц? И вообще, цель агронома не величина устьиц, а величина урожая.

Когда-то давно Г.И.Тараканов сказал про Лычкина - первого главного агронома "Московского": " Он не будет устьица пересчитывать, он агроном" :) Это после того, как Лычкину предлагали ехать в Крым, чтобы развивать гидропонику того времени, а он остался в "Московском". И на долгие годы сделал его флагманом отрасли.

Знаю я современные технологии, просто все оцениваю с точки зрения практического применения.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
38 минут назад, Марите сказал:

Как же Вы далеки от практики :( Каким образом, по-Вашему, агроном может измерить количество и величину устьиц? И вообще, цель агронома не величина устьиц, а величина урожая.

+100 во всех смыслах.

Агроному защищенного грунта нужны измерения. Никакое знание "определения транспирации (:crazy:)" не дают абсолютно ничего, как анализ измеримых показателей, которые анализировать ой как не просто, перебирая свои теории, зачастую неверные.

Изменено пользователем samura
Ошибки
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
31 минуту назад, Марите сказал:

Каким образом, по-Вашему, агроном может измерить количество и величину устьиц?

А я где-то предлагала измерять или считать устьица?))) Я про транспирацию писала, которая от количества и величины устьиц зависит.))) Марите, Вы передергивайте, но осторожнее.

32 минуты назад, Марите сказал:

Знаю я современные технологии

Знаете? Но тогда и расскажите Евгению  о "регулируемом водном стрессе", чтобы он со стратегиями полива разобрался... точнее с физиологическими проблемами на культурах, чтобы устьица у него были "в норме".

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
40 минут назад, Юлианна сказал:

Так вот из физиологии... в развитии растений есть зависимость между размером устьиц и влажностью воздуха/среды, в которой растение развивается. Отсюда вывод - в условиях выращивания в контролируемой среде для уменьшения размера устьиц достаточно снизить влажность воздуха.

:hunter: Ну к вечеру пятницы стали выявляться финалисты в соревновании по придумыванию новых терминов и определений по предмету физиологии растений...

Вы, пожалуйста, нам напишите, что подразумеваете под "размером устьиц": физический размер замыкающих клеток, физический объём подустичной полости, степень открытия устьиц(а), среднее число устьиц в расчёте на 1 кв. мм листа/яруса листьев/листовой поверхности целого растения? 

Также, из вредности солидарности уточняю вопрос Марите: кто и с конкретно каким прибором будет бегать по 2 га отделению и контролировать этот "размер"? Если даже перегоревшие лампы пересчитать, оказывается, сейчас проблема (ДНАЗ и ДНАТ – снижение эффективности от начала до конца срока службы)?

Ну а насчёт "регулируемого водного стресса" (Контролируемые стрессовые ситуации). Получится ли его Вам реально "регулировать"? Не станет ли лекарство горше болезни?! Реально работающие фитомониторы в российских комбинатах можно пересчитать на пальцах (Системы и датчики фитомониторинга для промышленных теплиц).

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
4 минуты назад, BKB сказал:

:hunter: Ну к вечеру пятницы стали выявляться финалисты в соревновании по придумыванию новых терминов и определений по предмету физиологии растений...

Кирилл Борисович, хорош уже отдавать мою "заслуженную" медаль.

p.s.

Я по-прежнему считаю/вижу/представляю себе транспирацию как движение воды через растение.

Ссылка на комментарий
  • 0
12 часов назад, BKB сказал:

к вечеру пятницы стали выявляться финалисты в соревновании по придумыванию новых терминов

))) Не, это скорее еще один "корявый перевод", точнее два...

Под "размером устьиц" подразумевается физический размер замыкающих клеток, под "плотностью" - их количество на единицу площади листа. Размер и плотность, не измерять, не контролировать не нужно, можно принять аксиоматично зависимости и влияния. Достаточно понимания транспирации...

Под "регулируемым водным стрессом" понимаются технологические приемы орошения. Со стрессовыми ситуациями это не связано...

Р.S. А так все понятно, господа модераторы... скучно Вам, сайт умер... даже "плюнуть" в некого. Вам и заняться то больше нечем, как только случайных комментаторов потроллить.

А по части чего и как мониторить агроному, скорее зависит от его способностей и того, что есть в распоряжении. Особо опытным достаточно в теплицу зайти, чтобы по личным ощущениям понять, что с микроклиматом не так и с подопечными, и что нужно исправить.) А кому-то даже самое современное оборудование и обвешанные датчиками теплицы и растения окажутся малоинформативными и бесполезными.

Марите, переста

Изменено пользователем Юлианна
  • Удивление 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
9 часов назад, Askar сказал:

Мне кажется, что все давно всё поняли, а Евгений просто умничает. Испарение - это одно, устьичная транспирация - это другое

Ну ведь хорошо, что поняли. Ведь в начале беседы, которая началась очень давно, эти понятия были смешаны в одном стакане, и беседа заходила в тупик.

И думаю, что совершенно не важно, что термин transpiration переводился на русский язык как испарение, это проблема перевода, или видение автора перевода. У термина испарение есть свое англоязычное слово.

Цитата

:wacko: :wacko::wacko: А вся давняя путаница в русскоязычных определениях (как я уже отмечал в https://greentalk.ru/topic/14041/?do=findComment&comment=172527), происходит по понятной причине. Как правильно пишут умные люди, англицизмы, латинизмы и прочие заимствования поглощают 2-3 и более смысла из русского, подменяя их собой и запутывая. 

Надеюсь, Кирилл Борисович, не обидится, что я могу поделать, есть Кирилл Борисович учился по учебникам с не правильным переводом:unsure: 

Изменено пользователем samura
  • Нравится 1
  • Печально 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
12 часов назад, samura сказал:

Надеюсь, Кирилл Борисович, не обидится, что я могу поделать, есть Кирилл Борисович учился по учебникам с не правильным переводом:unsure: 

:wacko: Может быть, в учебниках середины 1980-х иногда встречались мелкие неточности-англицизмы типа "кутикулярная транспирация", но главное,  мы до сих пор чётко пониманием СМЫСЛ и ПРИМЕНИМОСТЬ биологических терминов. А в любых своих текстах (в т.ч. в коммерческих переводах), я стараюсь максимально придерживаться терминологии академического журнала "Физиология растений" последних 15-20 лет.

12 часов назад, samura сказал:

термин transpiration переводился на русский язык как испарение

Смысловое значение латинизма "transpiration" в английском языке – это просто потеря воды в форме пара. Отсюда и обязательное уточнение в научных текстах "stomatal transpiration", "cuticular transpiration" и т.д.. Или, например, "During the day, the evaporation of water from the
leaf surface (transpiration) dissipates heat to the surroundings and helps cool the leaf".

13 часов назад, samura сказал:

Я по-прежнему считаю/вижу/представляю себе транспирацию как движение воды через растение.

:biggrin: Ну, это на самом деле не представление, а когда-то на схеме в иностранном учебнике увидели, и в памяти отложилось обозначение "Transpiration stream". Для кого-то это дословно "транспирационный поток", но слово "transpiration" здесь совсем не прилагательное!

Правильный перевод – "поток, возникающий в результате транспирации",  но можно и покороче – "восходящее движение воды". 

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

 

6 часов назад, BKB сказал:

 

Смысловое значение латинизма "transpiration" в английском языке – это просто потеря воды в форме пара. Отсюда и обязательное уточнение в научных текстах "stomatal transpiration", "cuticular transpiration" и т.д.. 

В русском языке термин траспирация используется только для растений. Т.е. чайник в русском языке не траспирирует, и в бане не поддают траспирации на камни.

А в английском термин transpiration используется где либо, помимо растений, если его дословное определение потеря воды в форме пара?

 

Изменено пользователем samura
  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
5 часов назад, samura сказал:

А в английском термин transpiration используется где либо, помимо растений...

Похоже, этот термин ввели в научный оборот в 19 веке для обозначения выделения воды (в форме пара или мельчайших капель) только из органов живых организмов (любых).

"Evaporation" [испарение] – это в физике и в технике. Посмотрите дополнительно, скажем, Difference between Transpiration and Evaporation.

  • Нравится 1
Ссылка на комментарий
  • 0
14 часов назад, BKB сказал:

Посмотрите дополнительно, скажем, Difference between Transpiration and Evaporation.

))) "It is regulated by temperature, light, concentration, pH, hormones and carbon dioxide."

Обратите внимание - "гормоны" и " углекислый газ". 

Может тему пора переименовать? "Зависимость нормы полива от энергии окружающей среды и транспирации". Это даст все ответы на все вопросы с физиологическими нарушениями культур... как минимум.

Ссылка на комментарий
  • 0

Меня всегда удивляет англопоклонство и латинофилия, особенно у агрономов и учёных. Когда я работал на кафедре физиологии растений и потом учился в институте, то был один термин - транспирация, означающий испарение воды через устьица. Всё остальное - испарение. Просто англосаксы консервативны и имеют ограниченный словарный запас, потому присобачивают термин транспирация ко всем типам испарения. У нас слов поболе, потому мы можем и должны различить транспирацию через устьица и простое испарение с поверхности. При этом я понимаю, что само слово транспирация, имеющее корни в другом языке, когда-то было русифицировано и стало чисто русским словом.

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы

Доброго, Аскар Камбарович.

Если бы определение звучало бы как потеря воды через устьица, тогда не было бы логических разногласий в моей голове. 

23 часа назад, Askar сказал:

транспирация, означающий испарение воды через устьица

В этом и есть не точность определения. Через устьица ничего не испаряется, через устьица происходит регулируемый выход водяного пара, и собственно устьица регулируют количество выходящего из листа водяного пара. Само испарение происходит в воздушной полости листа, и самое главное, это испарение не останавливается при закрытии устьиц, при наличии поступающей энергии. Да, оно замедляется, но не останавливается.

Транспирацию определить как регулируемый выход водяного пара через устьица - мне кажется не полным.

Транспирацию определить как регулируемое испарение воды через устьица - мне кажется не верным совсем.

Поэтому считаю транспирацию более сложным биологическим процессом состоящим из нескольких частей.

Но это мы уже по десятому кругу идем, думаю не стоит продолжать бурную дискуссию, ведь это всего лишь в моей голове.

Изменено пользователем samura
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Привет, Евгений! Я в молодости читал умные книжки и помню, что там было сказано о прямой связи интенсивности транспирации не с площадью устьичной щели, а с длиной внутреннего контура замыкающих клеток. Следовательно, кроме диффузного тока водяного пара через щель имеет место в значительно большей степени конденсация пара на гидрофобных поверхностях замыкающих клеток с последующим ускоренным испарением воды, т.к. отталкивание молекул воды от такой поверхности даёт дополнительный импульс и энергетически выгоден растению. Надо еще не забывать, что устьица происходят от спорангиев древних предков, которые были предназначены для разбрасывания спор. Вряд ли растение полагалось на простую диффузию.

Поверхность замыкающих клеток наверняка сложно устроена, кстати, толщина стенок у разных видов не одинакова.

На фото еще видно, что к устьичным клеткам вплотную примыкают надутые водой клетки эпидермиса. Не они ли впрыскивают воду в подустьичную щель? Обратите внимание также на то, что соседние устьица могут иметь разную степень открытия.

image.thumb.jpeg.0ed629f97c34c6d251e43f530fa8cb33.jpeg

image.thumb.jpeg.63720bfc5b4564a2ed964ee6e92ef091.jpeg

  • Нравится 2
Ссылка на комментарий
  • 0
В 29.11.2022 в 12:11, samura сказал:

У меня такие же данные в теплице, ночное испарение примерно 30% от дневной. 

О чём это говорит? - О том, что ночью в теплице имеется источник первичной (концентрированной) энергии, мощностью в треть дневного солнечного излучения.

Из этого следует 2 интересных вывода:

1-й - Вовсе не 98% солнечной энергии используется на транспирационный обмен - пары воды на СО2 и О2, а намного меньше. Нужно учитывать не только скрытую энергию фазового превращения воды, но и скрытую энергию выделяемого кислорода - энергию тоже концентрированную, а не рассеянную, как энергия паров воды, и которую растение может использовать ночью.

2-й - Растение выделяет кислород в количестве, раза в 4-5 больше собственного потребления на дыхание вовсе не из "альтруистских побуждений", чтобы обеспечить существование животного мира и человечества, а обеспечивает себя энергией для дыхания (испарения 30% нормы от дневной) в ночное время.

Изменено пользователем cofessor
Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
В 31.12.2022 в 10:48, cofessor сказал:

О чём это говорит? - О том, что ночью в теплице имеется источник первичной (концентрированной) энергии, мощностью в треть дневного солнечного излучения.

Из этого следует 2 интересных вывода:

К сожалению не совсем понятно, что такое "источник первичной (концентрированной) энергии".

В 31.12.2022 в 10:48, cofessor сказал:

Нужно учитывать не только скрытую энергию фазового превращения воды, но и скрытую энергию выделяемого кислорода - энергию тоже концентрированную, а не рассеянную, как энергия паров воды, и которую растение может использовать ночью.

Кислород, по моему, не имеет никакого отношения к фазового перехода в растении, и скрытой энергии.

Одна молекула кислорода образуется в фотореакциях в фотосистеме II из двух молекул воды при расщеплении которых образуется 4 возбужденных электрона, которые направляются в фотосистему I. Собственно это первый этап фотосинтеза, в котором кислород побочный продукт; при расщеплении двух молекул воды в фотосистеме II, сначала выделяется O с одной молекулы воды, заметем с другой молекулы воды еще один O, которые соединяются в молекулу O2, а энергия полученная при расщеплении воды виде 4 возбуждённых электрона идет дальше в следующую фотореакцию.

Я все-таки выше говорил, что если растение не испытывает водный стресс (ограниченное количество воды), то устьица ночью у него не закрываются до конца, оно продолжает выпускать воду. В тепличных условия можно создать отсутствие водного стресса. Хорошо это или плохо, вопрос открытый.

Изменено пользователем BKB
Опечатки.
Ссылка на комментарий
  • 0
6 часов назад, samura сказал:

К сожалению не совсем понятно, что такое "источник первичной (концентрированной) энергии".

Это обыкновенная термодинамика. Концентрированная энергия - это энергия, которая может совершить работу. Пример - солнечная энергия. Поэтому растения могут её использовать для процессов своей жизнедеятельности и роста.

А вот пары воды после транспирации - это рассеянная энергия, использовать её уже никак нельзя. Т.е. энергия была внутри растения, а после завершения работы никуда не делась - теперь она вокруг растения, но никакой работы она уже совершить не может. 

Вспомните как работает ДВС (цикл Карно), с энергетической точки зрения - идентичные процессы.

6 часов назад, samura сказал:

Кислород, по моему, не имеет никакого фазового перехода в растении, и скрытой энергии.

А растения имеют скрытую энергию? Пример - древесина холодная, но в ней есть энергия, накопленная в процессе фотосинтеза и пр., и эта энергия может выделиться в процессе горения.

Точно так же кислород, выделяемый в растении в результате восстановительной реакции. Он способен снова прореагировать (реакция окисления) и выделить обратно энергию, полученную в результате реакции восстановления. Да и то же дерево гореть бы не стало, не будь кислорода в воздухе, созданного теми же растениями. 

Внутри живого растения кислород в процессе дыхания снова окисляется до воды, выделяя энергию:

C2 H12O6+6O2=6CO2+6H2O

Если вы с этим не согласны, тогда объясните, за счёт какой энергии растению ночью, без наличия солнечной энергии, удаётся испарить такое огромное количество воды? 

 

Ссылка на комментарий
  • 0
  • Модераторы
1 час назад, cofessor сказал:

Внутри живого растения кислород в процессе дыхания снова окисляется до воды, выделяя энергию:

Кислород не может окислиться :) Ночь вода испаряется, в основном, за счет дыхания, а дыхание - это разложение сахаров .

Ссылка на комментарий
  • 0

Евгений, ранее я писал о том, что растение огурца имеет множество многоклеточных трихом, клеточные стенки которых имеют множество отверстий. Это, так называемые, экзодесмы. Через них растение просто испаряет воду. Наибольшего размера они на молодых частях побега, с возрастом они засоряются и уменьшаются, что снижает испарение в стареющей части побега. Можете оценить испаряющую площадь на примере трихом огурца. Посмотрите сколько их на нижней стороне листа и сколько различных экзодесм на каждом. А ведь в экзодесме цитоплазматическая мембрана (толщина 7-10 нМ) непосредственно контактирует с воздухом Ну, и никто не отрицает, что ночью часть устьиц закрывается не полностью.

image.jpeg.c1206df572108b6bd125da8d41eabd4f.jpeg

image.jpeg.bf646e825c45ad61058a07ba705ca78e.jpeg

image.jpeg.c24460bba6224aebeca5acdeb63bffe3.jpeg

  • Нравится 2
  • Спасибо 1
Ссылка на комментарий
  • 0

Марите, вообще-то человек выше написал формулу процесса дыхания.))) Плюсом еще выделение энергии 2875 кДж/моль справа, и имелось ввиду именно это. Я вот не знаю, какой именно кислород в воде справа - от молекулы кислорода или от углевода... поэтому и цепляться к словам не стала бы.

АФК (активные формы кислорода) в растительной клетке... почитайте, речь об этом была, как мне показалось.  

Ссылка на комментарий
  • 0
5 часов назад, Марите сказал:

Кислород не может окислиться :) Ночь вода испаряется, в основном, за счет дыхания, а дыхание - это разложение сахаров .

Разложение сахаров - это же вам не радиоактивный распад, при котором достаточно моно вещества, для химической реакции нужны, как минимум, 2 реагента. Сами сахара без кислорода распасться и выделить энергию не могут, им для этого нужен кислород.

А откуда берётся кислород? И то и другое заботливо запасают растения днём под воздействием солнечной энергии. Отличие только в том, что сахара растения запасают внутри своего тела, а кислород - в воздушном пространстве вокруг себя.

Иными словами, днём растения заботятся о том, чтобы обеспечить себя энергией на ночь.

Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

Благодарим за поддержку сайта!


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить работу сайта. Дальнейшее пребывание на сайте означает согласие с их применением.