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切换植物水分流失
蒸腾作用(出汗)
植物吸收的水分在各种生命活动中发挥着至关重要的作用。然而,众所周知,植物吸收的大部分水分最终都会以某种方式散失出去。这种现象通常被称为植物失水,指的是植物将水分以水蒸气或液体的形式释放到空气中。
空气中存在一定的水蒸气吸收力,该力会随着天气的干湿而变化。衣物的干燥也得益于空气的这种吸力。由于潮湿空气中的吸力较小,衣物在这种空气中难以干燥。而干燥天气中空气的吸力较大,衣物则能快速干燥。正是由于空气的吸力,植物与空气接触的部分才会释放水蒸气,这一过程称为蒸腾作用。
蒸腾作用不仅是一种物理蒸发过程,也是与植物活力相关的生理过程。由于蒸发在大面积表面上效率高,蒸腾作用主要由叶片完成,因为植物的叶片表面积也很大。每个因汗液蒸发而失去部分水分的叶片细胞密度增加,因此吸力也随之增加。吸力增强的叶片细胞从茎干的输导管道中吸收水分。因此,木质输导管道上下两部分之间的水表面张力变化导致水分向上流动。最终,茎干从根部吸收水分。同时,根部也能够再次从土壤中吸收水分。
我们可以将蒸腾作用对植物的重要性归纳为以下两大方面:
– 为植物提供持续的水和水中溶解的物质。
– 通过防止植物过热来保护植物免受严重热损害

气孔在蒸腾作用中的作用
叶片和其他器官的外表面通常覆盖着角质层。角质层几乎不分泌水分。蒸腾作用主要通过称为气孔的结构进行,气孔通常位于叶片的下表面,有时位于上表面,有时上下表面都有。气孔也负责植物的气体交换。气孔根据不同的情况通过开闭来调节水分的分泌。这样,植物就能防止水分过度流失。
气孔由两个闭合细胞和相邻细胞组成。气孔细胞富含叶绿体,背壁较薄,腹壁较厚。闭合细胞之间存在孔隙。
富含叶绿体的胃细胞在光照环境下通过强烈的光合作用合成葡萄糖。因此,气孔细胞的渗透压升高,邻近细胞的水分大量流入气孔细胞。结果,增大的膨压拉伸气孔细胞薄薄的背壁,使气孔打开。由此,气孔内的水蒸气释放到空气中。
由于气孔细胞在黑暗中不进行光合作用,葡萄糖浓度和渗透压都会降低。此时,气孔细胞中的水分会转移到邻近细胞。失去水分的气孔细胞会收缩并关闭,从而阻止水蒸气逸出。
影响蒸腾作用的因素
我们可以将影响出汗的因素分为两类进行分析:
– 遗传因素:气孔的结构、位置、数量、角质层厚度、叶片上的毛量、叶面积和叶细胞的渗透压等都是遗传因素。
– 环境因素:空气湿度、风、光照和热量、土壤中的水分含量都属于环境因素。
根压
茎细胞的水密度小于土壤的水密度。由于这种密度差产生的渗透压,水分会从土壤大量流入根细胞。因此,充满水分的茎细胞会向木质管道方向产生水压。这种作用于根部的力被称为根压。如果在植物吸水量较高时将其茎秆靠近地面切断,会发现液体从切断处渗出。这证明了液态根压的存在。根压可以将水提升到25-30米的高度。
植物体内液态水的流失
植物水分流失并非总是以蒸汽的形式发生。植物也会以液态形式散失水分,尽管量不多。液态水分的散失主要有两种方式。
居住
由于根系压力从伤口(修剪处)向上挤压水分而导致的液态水分流失称为活水流失。这种现象在葡萄园修剪中尤为明显,许多人都能观察到,它是由于根系压力将水分从底部向上挤压造成的。
滴液(泌液)
在自然环境中,根系压力向上推动水分,使水分以水滴的形式从某些植物叶片上称为水泡的特殊结构中渗出。这种现象在许多植物中都很常见,尤其是在清晨,并且是由根系压力引起的,被称为吐水现象。
分泌
有些植物除了自身生长和滴水外,有时还会以各种分泌物的形式排出体内的水分。这些分泌物的作用如下:
– 通过产生花蜜来确保花朵授粉,花蜜为昆虫提供食物
通过产生树脂和单宁来保护身体免受微生物侵害
——释放花果的香气
分泌液体,使食虫植物能够消化昆虫
分泌乳状液体以防止某些植物被动物吃掉
