वनस्पतिविचार/बाष्पीभवन
पाण्याची वाफ होऊन सभोंवतालच्या हवेत मिसळणे ही बाष्पीभवनाचा नेहमीचा अर्थ होय. वनस्पतिशरीरांत ज्या पेशींचा हवेशी संबंध येते; त्या पेशींतून शरीरांत खेळणाऱ्या पाण्याची वाफ होऊन जेव्हां ती शरीराबरोबर हवेशीं मिसळते, त्यांसच वनस्पतीचे बाष्पीभवन म्हणतात. साधे बाप्पीभवन व वनस्पति-बाष्पीभवन ह्यांत फरक असतो. कारण एकाचा जीवनचरित्रावर कोणताही परिणाम होत नसून, केवळ पाण्याचे बिंदू बाष्परूप पावून हवेत मिसळतात. जसे ओले धोतर हवेत धरिलें असतां कांही वेळाने त्यांतील पाण्याचे कण धोतरांतून उडून हवेत मिसळतात, व आपोआप ते कोरडे होत जाते, अथवा हवेतील उष्णतेमुळे धोतरांतील पाण्याची वाफ होऊन ती वाफ हवेत मिसळून जाते व धोतर कोरडे होते, धोतर निजींव वस्तू असून ती कोरडी झाली एवढीच क्रिया कायती द्या साध्या बाष्पीभवनामुळे घडली. उन्हांत धोतर सारखं ठेविलें
म्हणजे ते कोरडे होते. धोतराचे अंगांत ते लवकर वाळावें अथवा ते लवकर न वाळतां पुष्कळ वेळ तसेंच ओले रहावे, ह्यासंबधी व्यवस्था करण्याची कमी अधिक शाक्ति नसते. कारण बोलून चालून ते पडलें निर्जीव; पण सजीव वनस्पतीचे तसे नसते. वाफ कमी अधिक होऊ देणे. अथवा पाण्याचा सांठा कमी असेल तर फारशी वाफ होऊ न देतां ते पाणी पुष्कळ दिवस पुरविणे, अथवा जास्त पाणी असले तर त्याची अधिक वाफ करून हवेत सोडणे, वगैरे बाष्पीभवनांतील गोष्टी वनस्पति निर्जीव नसल्याची साक्ष पटवितात. म्हणजे बाष्पीभवनावर अंमल करणारी शक्ति वनस्पतिशरीरांत असुन ती आपले इच्छेनुरूप परिस्थिति लक्षात घेऊन बाष्पीभवन कमी अधिक होऊ देते. कारण ह्या बाष्पीभवनाचा परिणाम त्या वनस्पतींच्या जीवनचरित्रावर होत असल्यामुळे त्यास निराळे स्वरूप आलेले असते. बाकी वाफ होऊन हवेत मिसळणे हे साध्या बाष्पीभवनांत तसेच वनस्पति-बाष्पीभवनांत सारखेच असते. एकावर अंमल करणारी शक्ति असल्यामुळे ती वाफ करण्याची साधने कमी अधिक करून बाष्पीभवनावर आपला अंमल गाजविते; पण दुसऱ्यांत ती शक्ति नसल्यामुळे परिस्थितीचा अंमल उलट तिजवर चालतो.
एका लहानशा भांड्यांत कांहीं मिश्रित पाणी उन्हात ठेविलें असतां बाष्पी भवन सुरू होते. मिश्र वस्तूपैकी ज्या वस्तू पाण्याचे बाष्पीभवनाबरोबर हवेत जाण्यासारख्या असतात, त्या पाण्याबरोबर वाफ होऊन हवेत मिसळताल, व बाकी उरलेले मिश्रण जास्त घन होतें. तसेच त्या घन रसांत शोषण शक्ति उत्पन्न होते. पाण्यात साखर, नायट्रिक, सल्फ्यूरिक तसेच फॉस्परिक आम्लें यांचे सूक्ष्म प्रमाण मिसळून उथळ भांड्यांत वरीलप्रमाणे हळू हळू सुर्यप्रकाशांत बाष्पीभवन होऊ दिलें असतां खाली भांड्यांत घन रस राहतो, व ह्या घनरसाच्या अंगी आपलें सभोवतालचे पदार्थातून पाणी शोषून घेण्याची शक्ति उत्पन्न होते. ह्याच तत्वानुसार वनस्पतीच्या बाह्य पेशीतून हवेत बाष्पी भवन होऊन पेशींतील द्रवरस घन होतो, व जवळच्या पेशींतून पुनः पाणी शोषून घेण्याची शक्ति त्या घनरसांत उत्पन्न होते. दोन पेशींत सारख्या घनतेचे पाणी असून एका पेशीतून पाण्याची वाफ होऊन हवेत जाऊं लागेल
अशा प्रकारचा वर जाणारा प्रवाह काष्ठवाहिन्यांतून वर पानापर्यंत चढत जातो. खोडाच्या काष्ठवाहिन्याचा संबंध पानांतील शिरांशी असल्यामुळे खोडांतून पानाच्या शिरांत तो प्रवाह येतो. वाहिन्या अरुंद असल्यामुळे रस लवकर वर चढण्यास सोपे पडते. काष्ठवाहिन्या, खाचेदार, मळसूत्री अथवा वळेदार असल्यामुळे त्यांतून जाणारा रस सारखा खालून वर चढतो. रसवाहिन्यामध्ये जीवन कण नसून त्यांत प्रवाह कमी अधिक मोठा करण्यास उपयोगी पडणारे पडदे ( Valves ) मात्र असतात.
प्रवाह काष्ठांतून वर जातो. ह्या संबंधाचे पुष्कळ प्रयोग झाले आहेत व प्रत्येकांत तेच तत्त्व सिद्ध झाले आहे. खोडावरील साल इंचभर जागेची काढून टाकली तरी वर जाणारा प्रवाह ह्यामुळे थांबत नाही. तो पूर्वीप्रमाणेच सारखा वर जात असतो. तसेच जेथे तो प्रवाह पोहोचतो ती पाने सुद्धा पूर्वी सारखी घट्ट व चिवट राहतात. प्रवाह जर पोहोचला नसता तर, पाने सुकीं पडली असती. आतां केवळ साल ( Cortex) न कापतां काष्ठपदर त्याबरोबरच जर कापून टाकिले, तर मात्र वर जाणारा प्रवाह ताबडतोब बंद होऊन वरील पाने गळल्यासारखी होतील. यावरून असे सिद्ध ठरते की, बाह्यत्वचाअथवा सालीचे पदर ह्यांतून रसप्रवाह वर चढत नसून केवळ काष्ठवाहिन्यांतून तो वर चढत जातो.
ह्याप्रमाणे काष्ठवाहिन्यांतून वर चढणारा रस शिरांतून वरच्या पृष्ठभागांत येतो. ह्या रसांत विरघळलेले निरिंद्रिय पदार्थ असतात, हे विसरता कामां नये. निरिंद्रिय पदार्थांवर पानामध्ये रासायनिक काम घडून त्यास ऐंद्रिय पौष्टिक पदार्थ बनविणे हा मुख्य उद्देश इतक्या खटाटोपीचा असतो. कारण त्यापासून त्यांची वाढ व पोषणक्रिया घडतात. म्हणून वनस्पतीच्या आयुष्यक्रमांत ऐंद्रिय पदार्थ बनविणे हे एक मोठे महत्त्वाचे कार्य असते. ज्याप्रमाणे मुळांतून निरिंद्रिय पदार्थ-मिश्रित पाणी शोषीलें जाते, तद्वतच पानांतून हरित-वर्ण शरीराच्या साहाय्याने कार्बन् आम्लवायूचे शोषण केले जाते. कार्बन् आम्ल वनस्पतीच्या वाढीस फार जरूरीचे असते. कार्बन आम्लाचे विघटीकरण होऊन मुळांतून वर चढणाऱ्या निरिंद्रिय पदार्थांशी संयोग होऊन ऐंद्रिय पदार्थ बनतात, कार्बन् आम्ल शोषण व विघटीकरण ह्यांस सूर्यप्रकाशाची जरूरी असते. सूर्यप्रकाश जर नसेल तर ती दोन्हीं कार्ये होणार नाहींत.
पानाची रचना पूर्वी वर्णन केलेली आहेच. वरील पृष्ठभाग जास्त हिरवा असून खालील भाग अधिक फिका व खरखरीत असतो. शिवाय खालील पृष्ठ भागावर बाह्यत्वचेत शेकडों त्वचारंध्रे (Stomata ) असतात. खालील बाजूकडे स्पंजासारखी जाळीदार अव्यवस्थित पेशीरचना असून पुष्कळ पेशीमध्ये पोकळ्या आढळतात. कच्चा रस पानांत आल्यावर त्याचे विघटीकरण वरील पृष्ठभागामध्ये होत असते. पानांत शिरा चोहोकडे खिळल्या गेल्या असल्यामुळे त्यांतून येणारा रस वरील पृष्ठभागांत ओतिला जातो, तेथेच कार्बन् आम्ल विघटीकरण झाल्यावर त्या पाण्याशी रासायनिक संबंध होऊन त्यांचे सत्व व पाणी तयार होते. सत्त्व वनस्पतीस उपयोगी असल्यामुळे त्याची खाली नेण्याची व्यवस्था लागलीच होते. रासायनिक संबंध होऊन जे पाणी तयार होते, ते निरुपयोगी असल्यामुळे त्याचा उच्छ्वास होणे जरूर असते. हे पाणी खालील भागांतील स्पंजासारख्या अव्यवस्थित पेशींत येऊन त्याचे बाष्पीभवन सुरु होते. खालील बाजूस पेशीमध्ये पोकळ्या असतातच. त्या पाकळ्यांत ही वाफ प्रथम जाऊन हळू हळू त्वचारंध्रांतून बाहेर हवेत मिसळली जाते.
खरोखर मूलजनित शक्ति ( Root pressure ) व बाष्पीभवन (Transpiration ) या दोहोंचें अंतिम साध्य बहुतेक एकच असते. मुळांतून द्वात्मक पदार्थ पानापर्यंत पोहोचविणे, हे दोन्हींचे साध्य एकच असते. दोन्हीं आपआपल्यापरी हे साध्य घडवून आणण्याची खटपट करीत असतात. कदाचित ह्या दोन्ही क्रियेची काय जरूरी आहे, असे वाटण्याचा संभव आहे. जर दोन्हींचे एकच साध्य आहे, तर एकाकडून ते पूर्ण होण्यास काय अडचण असते, दुसरी क्रिया विनाकारण असून तीमध्ये वनस्पतीच्या शक्तीचा ऱ्हास वृथा होत असतो, हा समज चुकीचा आहे. दोन्ही क्रियेची सांगड असल्याखेरीज रस वर चढण्याचे काम सुरळीत चालावयाचें नाहीं. कोरडी हवा, जमिनीत भरपूर पाणी व बाष्पीभवनाची साधने, इतक्या गोष्टींची जोड मिळाली म्हणजे बाष्पीभवन सुरू होते. अशावेळेस मुळांतील शक्तीची फारशी जरूरी नसते. पण हवा दमट असून, बाष्पीभवनाची साधने जी पाने, जेव्हां गळून जातात, अथवा पूर्ण आली नसतात, अशावेळेस पाणी वर चढण्यास मुळांतील शक्ति उपयोगी पडते. बाष्पीभवन दमट हवेत चालू राहत नाही, म्हणून पाणी वर चढणे बंद होता कामा नये. ह्याकरिता दोन्ही क्रियेची योग्य जोड असली म्हणजे मुख्य कार्यास बाध येत नाही. ज्यावेळेस बाष्पीभवन सुरू असते, त्यावेळेस मुळांतील शक्ति चांगली दृष्टीस पडत नाही, उलटपक्षी मुळांतील शक्ति अंमल करीत असतांना बाष्पीभवन शिथिल व मंद असते.
बाष्पीभवन पानाच्या कमी अधिक वाढीवर अवलंबून असते. रुंद व मांसल पानांतून बाष्पीभवन जास्त जोराने होत असते. तसेच अरुंद व अपूर्ण वाढलेल्या पानांतून बाष्पीभवन कमी होते. ज्या वनस्पतीस बाष्पीभवनाची जास्त जरूरी असते, त्या वनस्पतींची पाने रुंद व मोठी होतात. तसे पानांतील स्पंजासारखा जाळीदार पेशीसमुच्चय अधीक वाढून पेशीमध्ये पोकळ्या साध्या पानापेक्षा अशा पानांत अधिक आढळतात. सूर्यप्रकाश व उष्णता ही दोन्हींबाष्पीभवन अधिक होण्यास मदत करतात. आतां ही गोष्ट खरी की, पावसाळ्यांत बाष्पीभवन अधिक होते, कारण जमिनीत पाण्याचा पुरवठा चांगला असतो. त्यामुळे मुळांतून मुबलक पाणी वर चढून त्याचा परिणाम ऐंद्रिय पदार्थ अधिक प्रमाणांत तयार करण्यात येतो. शुष्क दिवसांत बाष्पीभवन जितके कमी होईल तितके चांगले, व ते कमी होण्यास नैसर्गिकही थोडी अधिक मदत मिळते. शुष्क व कोरड्या प्रदेशांत झाडांची पाने अगदीं अरुंद असतात व त्यामुळे त्यांतून बाष्पीभवन कमी होते.
ज्यावेळेस ऐंद्रिय पदार्थ पुष्कळ बनत असतात, तसेच त्या कामाकरितां अधिक बाष्पीभवन होत असते, अशा वेळेस त्वचारंध्रे (Stomata ) उघडी व रुंद होतात. त्यांचा उद्देश होतां होईल तों वाफ त्या रंध्रांतून लवकर निघून जावी. पण जमीन व हवा अधिक शुष्क व कोरडी असतां त्वचारंध्रे उघडी न राहता बंद होऊ लागतात, व त्यामुळे बाष्पीभवन कमी होते. बाह्य त्वचेतील ( Epidermis ) दोन द्वाररक्षक ( Guard-cell ) पेशीमध्ये त्वचारंध्र ( Stoma ) उत्पन्न होते. मध्यभागी रंध्र असून द्वाररक्षक पेशी बाजूस चिकटलेल्या असतात. मध्यभागाकडे द्वाररक्षक पेशीस खाचेसारखा आकार असून बाह्य बाजूस फुगलेल्या असतात. जेव्हां बाष्पीभूत पाणी द्वाररक्षक पेशींत शिरू लागते, त्या वेळेस त्या सरळ फुगून एकमेकांपासून जरा अलग होतात. त्यामुळे मध्यभागी असलेलें रंध्र अधिक रुंद होते. द्वाररक्षक पेशींत पाणी कमी झाले असतां पूर्वीप्रमाणे पेशी एकमेकांस लागून रंध्र लहान व आकुंचित होते. अनुभवांती असे ठरले आहे की, जेव्हां पुष्कळ पाणी द्वाररक्षक पेशीत शिरते, त्यावेळेस त्वचारंध्रे रुंद होतात, व पाणी कमी असतां त्वचारंध्रे अरुंद होतात. ह्यामुळे जेव्हां पुष्कळ पाणी जमिनीत असून बाष्पीभवनामुळे ते द्वाररक्षक पेशीमध्ये येते, त्यावेळेस त्वचारंध्रे रुंद होऊन ते पाणी बाहेर हवेत मिसळते; पण पाण्याचा अभाव जमिनीत झाल्याबरोबर बाष्पीभवनही कमी होते व ते साधण्याकरितां त्वचारंध्रे सुद्धा प्रकाश असतांनाही संकुचित होतात. खरोखर त्वचारंध्रे बंद होणे अथवा उघडी राहणे, हे वनस्पतीच्या गरजेप्रमाणे व सभोवतालच्या परिस्थितीप्रमाणे घडत असते. त्वचारंध्रे अरुंद झाली असतां थोड्या पाण्यावर वनस्पति आपला निर्वाह करू शकते. अशावेळी
पानाचा आकार लहान होतो. कधी कधी पानांवर मेणाचे सारवण होऊन फाजील बाष्पीभवनापासून संरक्षण केले जाते. कित्येकवेळां पाने, तसेच हिरवा खोड ही दोन्हीं केसांच्या वेष्टणाखाली झांकून जातात. केंसांचे योगाने सूर्याचा ताप व उष्णता ह्यांपासून संरक्षण होऊन बाष्पीभवन आपोआप कमी होते. जेथे सूर्याचा ताप व उष्णता अधिक, तेथे बाष्पीभवनही अधिक असते; पण बाष्पीभवन वनस्पतीच्या पाण्याच्या सांठ्यावर अवलंबून असते; म्हणून जेव्हा अधिक बाष्पीभवनाची जरूरी असते, त्यावेळेस ते अधिक होण्याची साधने उत्पन्न होतात. तसेच जेव्हां त्याची फारशी जरूरी नसून कमी व्हावे असे वनस्पतीस वाटू लागते, त्यावेळेस ते कमी करण्याची तजवीज होऊ लागते. वनस्पतीमधील सजीव तत्त्व ह्या सर्व गोष्टींची अम्मलबजावणी करीत असते. म्हणूनच निजींव पदाथांमधून होणारे बाष्पीभवन व सजीव वनस्पतीपासुन होणारे बाष्पीभवन ह्या दोहोंत महदंतर असते. हे अंतर असणे अत्यंत जरूरीचे आहे. नाहीतर वनस्पतीच्या आयुष्यक्रमावर ह्याचा वाईट परिणाम तत्काल घडून आला असता.
झाडांवर कळ्या येणे व उमलणे तसेच पाने कमी अधिक वाढणे, ह्या गोष्टी सुद्धा वनस्पतीच्या बाष्पीभवनावर अवलंबून असतात. पाने खोडापासून गळणे हे सुद्धा अप्रत्यक्षरीतीने वनस्पतीच्या बाष्पीभवनावरच अवलंबून असते. पाने नेहमी केव्हांना केव्हां फिक्की पडून गळून जातात. त्या वेळेस त्यांच्या चलनक्रिया थोड्याशा कमी होतात. काही ठिकाणी साधारण नियम असा आहे की, नवीन पाने येऊ लागली असती जुनी पाने गळून जातात. पण ज्या प्रदेशांत हवेचे फेरबदल नेहमी होतात, त्या ठिकाणी वर्षाचे एका ऋतूत झाडांची सर्व पाने गळून जातात व कित्येक दिवसपर्यंत पानांशिवाय नुसत्या फांद्या राहतात. अशा फांद्या जणू निर्जीव आहेत असे वाटते. ज्या प्रदेशांत पावसाळा थोडा असून कोरडा उन्हाळा पुष्कळ दिवस टिकतो, त्याच प्रमाणे जेथे कडक हिवाळा असून वरचेवर बर्फ पडू लागते, अशा प्रदेशांत झाडांची पाने गळून ओसाड प्रदेश दिसू लागतो. तसेच उन्हाळा व पावसाळा ह्या दोन्हींमध्ये फारसा फरक नसून, पाऊस प्रत्येक महिन्यांत पडत असतो, अशा ठिकाणी हिवाळा सुरु होतांच पाने गळून जातात, व तो संपल्यावर
पुनः नवी पालवी फुटते. खरोखर उष्णता व थंडी ही दोन्हीं, पाने गळण्याची अप्रत्यक्ष कारणे आहेत. अति कडक उन्हाळा फार दिवस राहिला असतां पानांतून बाष्पीभवन फाजील होण्याची भीति असते. ते तात्पुरते बंद व्हावे म्हणून बाष्पीभवनाची साधने जी पाने तीच गळून जातात. म्हणजे एकपरीने पाने गळून गेल्यामुळे बाष्पीभवन कमी होऊन झाडांचे संरक्षण होते.
ज्याप्रमाणे अति कडक उन्हाने सुकून पाने गळू लागतात, त्याप्रमाणे अति भयंकर थंडीच्या कडाक्याने पाने गळतात. जमिनीची उष्णता थंडीच्या कडाक्याने अगदी कमी होऊन जमिनीत शिरलेल्या मुळ्यांची शोषक्रियाही त्याबरोबर कमी होते. झाडावर असणाऱ्या पानांतून जितकें पाणी वाफ होऊन हवेत जाते, तितके पाणी सुद्धा मुळांतून शोषीलें जात नाही. ह्यामुळे पाने वाळून जातात; अथवा काळी डांबर फांसल्यासारखी दिसतात. म्हणूनच अति उष्णता व अति थंडी ह्या दोन्हींचा परिणाम पाने सुकण्यावर होतो. अर्थात पाने सुकली असतां तीं हळू हळू खाली पडतातच. ह्यास अप्रत्यक्ष कारण म्हणजे फाजील बाष्पीभवन पानांतून होणे हे आहे. त्याकरितां बाष्पीभवनाची साधने जी पाने, ती गाळून झाडे आपले संरक्षण करून घेतात. विशेष लक्षांत ठेवण्यासारखी गोष्ट म्हणजे पानांचे पडणे व्यक्तिमात्र जातीच्या निरनिराळ्या परिस्थितीवर अवलंबून असते.
पुष्कळ लोकांचा समज असा आहे की, पाने हिवाळ्यांत बर्फ पडू लागले असतां गळू लागतात. जरी ही गोष्ट काही अंशी खरी आहे, तथापि केवळ बर्फामुळे पाने गळतात असे म्हणणे योग्य होणार नाही. कारण पाने गळती, तर सर्व पाने एकदम गळाली पाहिजेत. पण तसे पुष्कळ झाडांत दिसत नाही. तसेच बर्फ पड़त नसतांना सुद्धा पाने गळतात, तेव्हां बर्फ पडणें हें पानाचे पडण्यास सबळ कारण आहे, असे म्हणता येणार नाहीं. एवढे म्हणता येईल की, बर्फ पडल्यामुळे पाने लवकर पडु लागतील म्हणजे बर्फामुळे पर्णपतनक्रिया लवकर सुरू होते.
हवेचे फेरबदल, थंडी, उन्हाळा, वारा वगैरे कारणे बाह्य आहेत. प्रथमपासून ज्यावेळेस बाष्पीभवन कमी करावे, असे वनस्पतीस वाटते, त्यावेळेपासून पानांत तत्संबंधी अंतरखटपट सुरू होते. पानाच्या देठाच्या बुडापाशीं एक प्रकारचा नवीन पेशीसमुञ्चय उत्पन्न होतो. हा पेशीसमुच्चय उत्पन्नपाने गळण्यापासून बाष्पीभवन कमी करण्याव्यतिरिक्त दुसरा एक फायदा वनस्पतीस मिळतो, व तोही पहिल्या इतकाच महत्त्वाचा असतो. मुळांतून पुष्कळ निरिंद्रिय द्रव्ये पानामध्ये रसाबरोबर येतात. वनस्पतीस निरुपयोगी द्रव्ये बाहेर टाकण्याकरितां गुदद्वारासारखी विसर्जन अंगे नसल्यामुळे जी निरुपयोगी निरिंद्रिय द्रव्ये पानांत सांठतात, त्यांचे विसर्जन पाने गळल्याने पूर्ण होते. नाही तर असल्या निरुपयोगी द्रव्यांच्या भाराने पाने वांकून जातील व आपले कर्तव्य करण्यास चुकतील. तेव्हां अशाचे लवकर विसर्जन होणे फायदेशीर असते. सालीचे विसर्जन ह्याच तऱ्हेचे फायदेशीर होते.