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植物体内的水分是怎样运输的

2023.1.06

参天大树,高可达几十米,甚至上百米,地下的水分是如何“流”到大树顶端的呢?水分上升有三种力量,一是根压,把水向上推;二是树冠的蒸腾,把水向上拉;三是连续不断的水柱的内聚力,以保证水柱不会被“折断”。


根压由根部的生命活动产生。植物的根压一般可达2~3个大气压,这种压力虽然不大,只能把水向上推到20~30米的高度,但对于较矮小的木本植物及草本植物也就足够了,至于那些高度超过20~30米的高大乔木,单靠根压的力量是不能把水分推到大树顶端的。


这就需要蒸腾拉力。植物叶片的气孔细胞,由于蒸腾作用失水,发生水分亏缺,它就要从邻近细胞吸水。邻近细胞缺水后,再从其他细胞吸水,这种吸水力量一直传递到植物供水总干渠——导管。树木由于蒸腾作用而产生的吸水力一般可达15~20个大气压,假定每个大气压使植物体内水分上升9米左右,那么15个大气压的拉力,完全可以使水分上升到百米高的大树顶端。

而内聚力是水分子之间的一种相互吸引的力量。在植物体内,从根部、茎部直到叶片中,都存在着连续不断的水柱,都是靠内聚力来维持的。

水分在植物体内的运输路径,一种是由死细胞构成的木质部导管,另一种是活细胞。其具体途径是这样的:土壤水分→根尖细胞→根的皮层→根中的中柱鞘→根导管→茎导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶肉细胞间隙→气孔腔→气孔口→空气中

没有导管的植物,如裸子植物的水分主要是通过管胞输送的。水分在导管中的运输,受到的阻力很小,因为导管是由中空的死细胞构成的。而在活细胞中的运输受到的阻力很大,因为有原生质存在。有人在常春藤中测得,水分在叶肉细胞中每移动1毫米距离,就要受到1个大气压的阻力,这种阻力往往很大地影响了水分的运输。


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