水從葉細胞蒸發而減小其體積-大氣通過植物向土壤
植物中的水流
到目前為止,我們的水流討論主要限于通過土壤的流。那些對土壤發展
出來的基本流原理,對植物中的水流也同樣適用。但應用這些原理到植物與
應用到土壤上還有些不同。因為我們是把土壤當作植物生長的介質所以我
們現在討論植物系統中水運動的定性方面是適宜的。
水流進入植物的力
植物吸取水所包括的各種過程可以分成兩個主要的組,稱為主動吸收和
被動吸收。主動吸收被認為是與植物的代謝活度有關并且需要代謝能量。
水被認為是由根壓迫使上升通過植物組織,根壓是由代謝作用得到其能量。
被動吸收是由地上部分蒸騰引起的。水從葉肉細胞蒸發而減小其體積,也就
降低了其細胞的水勢。這種變化在時脈的木質部和蒸發細胞之間建立起一
個勢差。水從木質部消耗,降低了傳導系統中的水壓。這一降低通過植物傳
導至根,和越過根的外皮引起與眥鄰土壤的水勢差。根從土壤中吸收水在土
壤中形成個基模勢梯度,水就輸送到吸水的根。這個過程的能源是太陽或大
氣,它們為蒸散提供熱量;植物組織只是做為水從土壤流向大氣的通道。因
為在這個過程中植物不是主動的,所以稱為被動吸收。主動和被動吸收兩個
過程通常是同時作用的,但在不同的時間,這個或另一個占主導地位。在土
壤的水勢高和有利于低蒸發的條件,主動吸收占優勢。在土壤的基模勢較低
和適于高蒸發的條件時,被動吸收占優勢。絕大部分水是由被動吸收吸取的
。在被動吸收中,水是清楚地按水勢差和梯度進入和通過植物。這種情況在
主動吸收中就不那么清楚,在主動吸收中可能是由代謝活動在植物中產生的
電的或熱的差,引起了水流。還沒有結論性的證明,表明對水的主動吸收是
由這類過程或是由在某些方式上與代謝活動有關的水勢差引起的,然而,由
其他類型的力引起水流和流動的可能性,不應忽視。水在植物中運動的方向
植物中被動吸收的水運動歸因于水勢梯度。在永久婁蔫時土壤中的水氣壓
大于相同溫度和壓力下純水上水氣壓的98%這意味著士壤大氣中的相對濕度
大于98%同時土水勢也與之相應。在葉周圍的大氣,其相對濕度很少有那么
高;因而,在大氣中水勢往往低于士壤中的。所以,水運動的梯度往往是從土
壤通過植物到大氣的,水是通過植物組織向上運動的。沒有邏輯上必然的理
由,為什么水不應從大氣通過植物向土壤運動,如果水勢梯度是在這樣的方
向上。
