Stomatal conductance
आम तौर पर एक पोरोमीटर द्वारा एम. एम. ओ. एल. एम.-2एस.-1 में मापा जाने वाला उदर चालकता, वायु विनिमय (यानी, कार्बन डाइऑक्साइड का ग्रहण) और पत्तों के स्टोमेटा के माध्यम से वाष्पोत्सर्जन (यानी, जल वाष्प के रूप में पानी की हानि) की दर का अनुमान लगाता है जैसा कि उदर छिद्र की डिग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है (और इसलिए पत्तों की हवा और आंतरिक भाग के बीच गैसों की गति के लिए भौतिक प्रतिरोध)। स्टोमेटल चालकता, या इसका व्युत्क्रम, स्टोमेटल प्रतिरोध, इसकी रक्षक कोशिकाओं के माध्यम से पत्ते के प्रत्यक्ष जैविक नियंत्रण में होता है, जो स्टोमेटल छिद्र को घेरते हैं। रक्षक कोशिकाओं का टर्गर दबाव और परासरण क्षमता सीधे स्टोमेटल चालकता से संबंधित हैं। उदर चालकता उदर घनत्व, उदर छिद्र और उदर के आकार का एक कार्य है। स्तन्य चालकता वाष्पोत्सर्जन के पत्ते के स्तर की गणना के लिए अभिन्न है। कई अध्ययनों ने जड़ी-बूटियों के उपयोग और पौधों, विशेष रूप से गैर-लक्षित पौधों में शारीरिक और जैव रासायनिक विकास प्रक्रियाओं में परिवर्तन के बीच एक सीधा संबंध दिखाया है, जिसके परिणामस्वरूप पत्तियों में स्टोमेटल चालकता और टर्गर दबाव में कमी आई है। स्तन्यपटल के उद्घाटन से संबंध तंत्र के लिए, देखें-स्तन्यपटल के उद्घाटन और समापन-स्तन्यपटल के उद्घाटन के घनत्व, आकार और डिग्री का एक कार्य है; अधिक खुले स्तन्यपटल के साथ अधिक चालन की अनुमति देता है, और परिणामस्वरूप यह संकेत देता है कि प्रकाश संश्लेषण और वाष्पोत्सर्जन दर संभावित रूप से अधिक हैं। इसलिए, स्टोमेटल ओपनिंग और क्लोजिंग का स्टोमेटल कंडक्टेंस से सीधा संबंध है। प्रकाश-निर्भर स्टोमेटल उद्घाटन प्रकाश-निर्भर स्टोमेटल उद्घाटन कई प्रजातियों में और कई अलग-अलग स्थितियों में होता है। प्रकाश उदरशूल चालन में शामिल एक प्रमुख उत्तेजना है, और इसमें दो प्रमुख तत्व हैं जो इस प्रक्रिया में शामिल हैंः 1) नीली रोशनी के लिए उदरशूल प्रतिक्रिया, और 2) रक्षक कोशिका के क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण। सी3 और सी4 संयंत्रों में, प्रकाश में वृद्धि होने पर स्टोमेटा खुलता है, और प्रकाश में कमी होने पर वे बंद हो जाते हैं। सी. ए. एम. संयंत्रों में, हालांकि, स्टोमेटा तब खुलता है जब सी. ए. एम. संयंत्र के स्टोमेटल चालकता के बारे में अधिक विवरण में कमी होती है, देखें किः सी. ए. एम. पौधे नीली रोशनी के लिए स्टोमेटल प्रतिक्रिया नीले प्रकाश की प्रतिक्रिया के रूप में होता है। नीला प्रकाश रक्षक कोशिका झिल्ली पर नीले प्रकाश रिसेप्टर को सक्रिय करता है जो रक्षक कोशिका से प्रोटॉन के पम्पिंग को प्रेरित करता है। प्रोटॉनों का यह प्रवाह एक विद्युत रासायनिक प्रवणता बनाता है जो मुक्त तैरते पोटेशियम (के +) और अन्य आयनों को एक चैनल के माध्यम से रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करने का कारण बनता है। रक्षक कोशिकाओं के भीतर विलेय में इस वृद्धि से कोशिकाओं की परासरण क्षमता में कमी आती है, जिसके परिणामस्वरूप जल क्षमता में कमी आती है। फिर, क्योंकि पानी उच्च जल क्षमता वाली प्रणाली से कम जल क्षमता वाली प्रणाली में बहता है, इसलिए गार्ड कोशिकाओं में पानी भर जाता है, जिससे गार्ड कोशिकाएं बड़ी हो जाती हैं और इसलिए स्टोमेटा खुल जाता है। अध्ययनों से पता चला है कि स्टोमाटा ने नीली रोशनी के लिए बहुत प्रतिक्रिया दी, भले ही लाल-रोशनी की पृष्ठभूमि में हो (चित्र 1 देखें)। एक अध्ययन में, प्रयोग तब शुरू हुआ जब लाल-प्रकाश में स्टोमेटल ओपनिंग अपने संतृप्ति तक पहुँच गया था। फिर, जब नीली रोशनी जोड़ी गई, तो स्टोमेटल ओपनिंग और भी बढ़ गई, जिससे पता चलता है कि नीली रोशनी द्वारा उत्तेजित एक अलग फोटोरिसेप्टर प्रणाली, ओपनिंग में अतिरिक्त वृद्धि में मध्यस्थता करती है। क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण प्रकाश-निर्भर स्टोमेटल ओपनिंग में शामिल दूसरा प्रमुख तत्व गार्ड सेल के क्लोरोप्लास्ट में प्रकाश संश्लेषण है। क्लोरोप्लास्ट में प्रवेश करने वाले कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) की प्रतिक्रिया में, प्रकाश संश्लेषण होता है। यह क्लोरोप्लास्ट द्वारा उत्पादित किए जा रहे विलेय की मात्रा को बढ़ाता है जो फिर रक्षक कोशिका के साइटोसोल में छोड़ दिए जाते हैं। यह परासरण क्षमता में कमी का कारण बनता है, जिससे रक्षक कोशिकाओं के अंदर जल क्षमता में कमी आती है। पुनः, जल क्षमता में इस कमी के कारण पानी रक्षक कोशिकाओं में प्रवेश करता है। गार्ड सेल बाद में पानी से फूल जाते हैं और स्टोमेटा खुल जाता है। हाल के अध्ययनों ने विभिन्न प्रजातियों के पानी के उपयोग की पहचान करने के लिए तेजी से बढ़ने वाली पेड़ प्रजातियों के स्टोमेटल चालन को देखा है। उनके शोध के माध्यम से यह निष्कर्ष निकाला गया कि पत्ते की पूर्वाह्न जल क्षमता पूरे महीनों में सुसंगत रही, जबकि पत्ते की दोपहर की जल क्षमता ने मौसमों के कारण भिन्नता दिखाई। उदाहरण के लिए, कैनोपी स्टोमेटल कंडक्टेंस में अक्टूबर की तुलना में जुलाई में पानी की क्षमता अधिक थी। इस प्रयोग के लिए किए गए अध्ययनों ने निर्धारित किया कि स्टोमेटल चालकता प्रति इकाई पत्ती क्षेत्र में निरंतर पानी के उपयोग की अनुमति देती है। एक अन्य अध्ययन से यह भी पता चला है कि स्टोमेटल ओपनिंग गार्ड सेल प्रकाश संश्लेषण पर निर्भर है। यह गार्ड कोशिकाओं को अलग करके किया गया था जिन्हें अध्ययन में उपयोग किए गए एडियांटम पत्तों की निचली सतह पर स्थानीयकृत किया गया था। इस प्रकार यह परिकल्पना की गई थी कि यदि गार्ड सेल क्लोरोप्लास्ट स्टोमेटल ओपनिंग के लिए जिम्मेदार हैं, तो यह उम्मीद की जाएगी कि निचली पत्ती की सतह पर लगाया गया प्रकाश ऊपरी सतह पर लगाए गए प्रकाश की तुलना में स्टोमेटल चालकता बढ़ाने में बहुत अधिक प्रभावी होगा। और वास्तव में, जब निचली सतह पर लाल प्रकाश लगाया जाता था, तो स्टोमेटल चालकता <5 माइक्रोनोल m−2s−1 की प्रकाश तीव्रता पर बढ़ जाती थी और प्रकाश की बढ़ती तीव्रता के साथ बढ़ती रहती थी, जो अधिकतम लगभग 20 माइक्रोनोल m−2s−1 तक पहुंच जाती थी। सी3 और सी4 दोनों पौधों में निशाचर स्टोमेटल ओपनिंग नॉक्टर्नल स्टोमेटल कंडक्टेंस (जीएन) एक अत्यधिक शोधित विषय बना हुआ है, क्योंकि इस घटना का जैविक कार्य अस्पष्ट है। चूंकि प्रकाश संश्लेषण रात में नहीं होता है, इसलिए जीएन सी3 और सी4 दोनों पौधों में किसी भी कार्बन को ठीक किए बिना रात में महत्वपूर्ण जल हानि में योगदान देता है। हाल के अध्ययनों ने व्यापक साहित्य/डेटा सेट संकलित किए हैं जो बताते हैं कि सापेक्ष विकास दर सकारात्मक रूप से निशाचर स्टोमेटल चालकता के साथ सहसंबद्ध है। हालाँकि, जी. एन. का सकारात्मक विकास के साथ सीधा संबंध नहीं है; वास्तव में, निशाचर स्टोमेटल चालन के प्रत्यक्ष प्रभाव उच्च वाष्पोत्सर्जन दर की ओर ले जाते हैं, जो टर्गर दबाव को कम करता है और परिणामस्वरूप विकास होता है। इस प्रकार, यह संभावना है कि जीएन के अप्रत्यक्ष प्रभाव सकारात्मक विकास दर की ओर ले जाते हैं, क्योंकि प्रीडॉन स्टोमेटल प्राइमिंग रोशनी के लिए पूर्ण स्टोमेटल प्रतिक्रियाओं तक पहुंचने में लगने वाले समय को कम कर देता है। यह देखने के लिए आगे के अध्ययनों की आवश्यकता है कि कैसे रात का स्टोमेटल चालन दिन के संचालन वाले स्टोमेटल चालन तक पहुंचने के समय को कम करता है, और क्या रोशनी पर तेजी से स्टोमेटल प्रतिक्रियाएं कार्बन एसिमिलेशन में वृद्धि से संबंधित हैं जो पौधे के विकास में महत्वपूर्ण योगदान देती हैं। अध्ययनों से पता चला है कि रात का चालन उदर स्राव का परिणाम नहीं है। चूंकि विभिन्न प्रकार के सी3 और सी4 पौधों में व्यापक आनुवंशिक भिन्नता है, इसलिए संभवतः उक्त पौधों के विकास के दौरान जीएन का चयन किया गया है। इसके अतिरिक्त, प्रयोगों से पता चला है कि निशाचर स्टोमेटल चालकता को सक्रिय तरीके से नियंत्रित किया जाता है, क्योंकि एक सर्केडियन घड़ी की उपस्थिति के कारण एक अस्थायी परिवर्तन देखा जाता है। अंत में, यह देखा गया है कि सूखे के दौरान जी. एन. में गिरावट आती है, जो सूखे के लिए एक सक्रिय प्रतिक्रिया का प्रदर्शन करती है। ये कारण इस सिद्धांत को गलत साबित करते हैं कि स्टोमेटल रिसाव निशाचर स्टोमेटल चालन का कारण बनता है। अंत में, विभिन्न पौधों की प्रजातियों में लगातार सबूत नहीं हैं कि जीएन के मुख्य कार्य हैंः अधिशेष सीओ2 से छुटकारा पाना (विकास को सीमित कर सकता है), ऑक्सीजन वितरण में सुधार, या पोषक तत्वों की आपूर्ति में सहायता। गर्भाशयी वाष्पोत्सर्जन वा पौधासँ पानि कम होबय के मात्राकेँ नियंत्रित करबा लेल गर्भाशयी चालनकेँ विनियमित करब महत्वपूर्ण अछि। चूँकि 95 प्रतिशत से अधिक पानी का नुकसान सीधे स्टोमेटल छिद्र से होता है, इसलिए पानी के नुकसान को नियंत्रित करने के लिए स्टोमेटल प्रतिरोध में परिवर्तन महत्वपूर्ण हैं। उदर चालकता वातावरण से कार्बन डाइऑक्साइड के अवशोषण के विनियमन में भी सहायता करती है। जब प्रतिलेखन की दर अधिक होती है तो गर्भस्थ प्रतिलेखन का विनियमन विशेष रूप से महत्वपूर्ण होता है। उच्च प्रतिलेखन दर कैविटेशन घटनाओं को जन्म दे सकती है, या जब जाइलेम में तनाव उस बिंदु तक बढ़ जाता है जहां वायु वाहिकाएं जाइलेम को भरना शुरू कर देती हैं। यह पौधे के लिए हानिकारक है क्योंकि ये हवा के बुलबुले पौधे के हवाई हिस्सों में जाइलम तक पानी के प्रवाह को अवरुद्ध कर सकते हैं। हाल के अध्ययनों ने स्टोमेटल कंडक्टेंस, कैविटेशन और जल क्षमता के बीच संबंधों की जांच की है। कैविटेशन घटनाओं को एक स्थिर जल क्षमता बनाए रखते हुए स्टोमेटल चालकता को कम करने के लिए दिखाया गया है। दूसरे शब्दों में, कैविटेशन की घटनाओं के कारण स्टोमेटा अलग-अलग सीमा तक पहुँच जाता है। यह वाष्पोत्सर्जन को सीमित करता है और पौधे को क्षतिग्रस्त, कैविटेटेड जाइलेम की मरम्मत शुरू करने की अनुमति देता है। इसी तरह, कुछ अध्ययनों ने सूखे के तनाव और प्रसव संबंधी चालन के बीच संबंध का पता लगाया है। हाल के अध्ययनों में पाया गया है कि सूखा प्रतिरोधी पौधे स्टोमेटल कंडक्टेंस के माध्यम से अपनी वाष्पोत्सर्जन दर को नियंत्रित करते हैं। ए. बी. ए. हार्मोन सूखे की स्थिति से उत्पन्न होता है और स्टोमेटा को बंद करने में सहायता कर सकता है। यह पानी के नुकसान को कम करता है और पौधे को कम पानी की स्थिति में जीवित रहने की अनुमति देता है। हालांकि, वायुमंडल से सीमित कार्बन डाइऑक्साइड ग्रहण के कारण स्टोमेट्स को बंद करने से प्रकाश संश्लेषक दर भी कम हो सकती है। स्तन्य चालन को मापने के तरीकों को कई तरीकों से मापा जा सकता हैः स्थिर-अवस्था पोरोमीटरः एक स्थिर अवस्था पोरोमीटर पत्ती तक एक निश्चित प्रसार पथ के साथ एक संवेदक सिर का उपयोग करके स्तन्य चालन को मापता है। यह प्रसार पथ में दो अलग-अलग स्थानों पर वाष्प सांद्रता को मापता है। यह निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके वाष्प सांद्रता माप और प्रसार पथ के ज्ञात चालकता से वाष्प प्रवाह की गणना करता हैः पत्ती में वाष्प सांद्रता कहाँ है, और दो संवेदक स्थानों पर सांद्रता कहाँ है, स्टोमेटल प्रतिरोध है, और दो संवेदक पर प्रतिरोध हैं। यदि दोनों संवेदक का तापमान समान है, तो सांद्रता को सापेक्ष आर्द्रता के साथ प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जिससे स्तन चालकता प्रतिरोध का पारस्परिक है। एक गतिशील पोरोमीटर यह मापता है कि एक पत्ते से बंधे एक संलग्न कक्ष में आर्द्रता को एक निर्दिष्ट मूल्य से दूसरे में बढ़ने में कितना समय लगता है। इसके बाद प्रतिरोध को निम्नलिखित समीकरण से निर्धारित किया जाता हैः जहां कप की आर्द्रता के लिए आवश्यक समय, कप की आर्द्रता है, कप की "लंबाई" है और यह एक ऑफसेट स्थिरांक है। नल बैलेंस पोरोमीटर कक्ष के माध्यम से शुष्क हवा के प्रवाह को नियंत्रित करके एक संलग्न कक्ष में निरंतर आर्द्रता बनाए रखते हैं और निम्नलिखित समीकरण से स्टोमेटल प्रतिरोध पाते हैंः जहाँ स्टोमेटल प्रतिरोध है, सीमा परत प्रतिरोध है, पत्ती क्षेत्र है, शुष्क हवा की प्रवाह दर है, और कक्ष आर्द्रता है। इन समीकरणों द्वारा पाए जाने वाले प्रतिरोध मूल्यों को आम तौर पर चालकता मूल्यों में परिवर्तित किया जाता है। प्रतिरूप आंत्र चालन के कई प्रतिरूप मौजूद हैं। बॉल-बेरी-ल्युनिंग मॉडल द बॉल-बेरी-ल्युनिंग मॉडल को 1987 में बॉल, वुडरो और बेरी द्वारा तैयार किया गया था, और 90 के दशक की शुरुआत में ल्युनिंग द्वारा सुधार किया गया था। मॉडल स्टोमेटल चालन तैयार करता है, जहाँ प्रसार के लिए स्टोमेटल चालन है, प्रकाश क्षतिपूर्ति बिंदु पर का मूल्य है, पत्ती की आत्मसात दर है, वाष्प दबाव की कमी है, पत्ती-सतह CO2 सांद्रता है, CO2 क्षतिपूर्ति बिंदु है। और अनुभवजन्य गुणांक हैं। कैनोपी कंडक्टेंस इकोहाइड्रोलॉजी ट्रांसपिरेशन संदर्भ पादप शरीर विज्ञान भी देखें।