植物吸收水分的过程

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~ 一、植物根系对水分的吸收
根系是植物吸收水分的主要器官。在根系中,吸水的主要部位是根尖,包括分生区、伸长区和根毛区。特别是根毛区,其吸水能力最为强大。除了根毛,水分还可以通过植物的皮孔、裂口或伤口处进入植物体内。
(一)根系对水分的吸收方式
根系吸水主要有两种方式:主动吸水和被动吸水。
1、被动吸水
被动吸水是指植物根系利用蒸腾拉力进行的吸水过程。蒸腾拉力是指由于叶片蒸腾作用产生的,使导管中水分上升的力量。当叶片蒸腾时,气孔下腔周围的水分以水蒸气的形式扩散到大气中,导致叶片细胞水势下降,从而产生相邻细胞间的水分运输,使叶脉导管失水,压力势下降,并形成根冠间导管中的压力梯度。在压力梯度的作用下,根导管中的水分向上输送,导致根部细胞水分亏缺,水势降低,从而促使根部细胞从周围土壤中吸水。
2、主动吸水
主动吸水是指根系通过代谢活动引起的吸水过程。吐水、伤流和根压都是主动吸水的表现。根系的代谢活动引起的离子吸收与运输,造成了内外水势差,从而使水按照下降的水势梯度,从环境通过表皮、皮层进入中柱导管,并向上运输。主动吸水是根系的生命活动产生的将水从根部向上压送的力量。
(二)水分在根系中的运输
水分在根系中的运输路径是:土壤→根毛→皮层→内皮层→中柱鞘→根的导管或管胞。水分进入植物根表皮后,其运输既有质外体运输,又有共质体运输。
(三)影响根系吸水的外界条件
1、土壤可利用水分
土壤水分状况与植物吸水密切相关。土壤缺水时,植物细胞失水,膨压下降,叶片、幼茎下垂,这种现象称为萎蔫。如果蒸腾速率降低后,萎蔫植株能恢复正常,这种萎蔫称为暂时萎蔫。暂时萎蔫常发生在气温高、湿度低的夏天中午,此时土壤中即使有可利用的水,也会因蒸腾强烈而供不应求,使植株出现萎蔫。傍晚,气温下降,湿度上升,蒸腾速率下降,植株又可恢复原状。如果蒸腾降低后仍不能使萎蔫植物恢复正常,这样的萎蔫就称为永久萎蔫。永久萎蔫的实质是土壤的水势等于或低于植物根系的水势,植物根系已无法从土壤中吸到水,只有增加土壤可利用水分,提高土壤水势,才能消除萎蔫。
2、土壤温度
土壤温度对根系的生理活动和根系生长有直接影响,因此对根系吸水有很大影响。土壤温度过低,根系吸水能力明显下降。这是因为低温使根系代谢减弱,低温使水分和原生质的粘滞性增加,影响了根系对水分的吸收。温度过高,酶易钝化,根系代谢失调,对水分的吸收也不利。因此,适宜的温度范围内土温越高,根系吸水越多。
3、土壤通气状况
根系通气良好,代谢活动正常,吸水旺盛。通气不良,若短期处于缺氧和高CO2的环境中,也会使细胞呼吸减弱,影响主动吸水。若长时间缺氧,导致植物进行无氧呼吸,产生和积累较多的酒精,使根系中毒,吸水能力减弱。因此,土壤通气状况对根系吸水非常重要。


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