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浅谈苗木吸水原理更新时间:2017-9-11 9:28:16
     苗木中大部分的水是通过根系吸收来的。苗木根部对水的吸收有两种不同的机制,即被动吸水和主动吸水。
     主动吸水是指在根系的根压和渗透压的作用下,水分上升。根压是苗木的木质部导管内产生的一种内部压力,是苗木的正常生理活动。如春天用刀在核桃树干上横切一刀,可以看到切口处有水分不断流出,这种现象就是伤流(溢流)。如果在切口处连上一个压力计,可以根据汞柱上升的高度量出根压的大小。在定量观察时可以发现,切口溢出的水和根部吸收的水量大致相等。另外,在土壤水分充足、空气相对湿度较高的情况下,常常可以看到有液滴从植株的叶尖溢出,这种现象称为吐水。通常认为,吐水和伤流是根压和主动吸水的表现。一般苗木的根压为1-2个大气压(1大气压= 101kPa),而苗木的根压比一般苗木高约5个大气压,理论上可使水柱上升10. 33m,保证水分上升到几米至几十米的树冠。渗透压是水分子通过细胞膜、原生质膜等半透膜由低浓度溶液向高浓度溶液渗透过程中产生的,这使得土壤中的水分顺利进人 根系内。
 
     蒸腾作用为苗木体内水分的长距离运输提供了主要的动力,而且也是根部吸水的一种重要力量来源。当叶肉细胞壁的水分蒸发到细胞间隙后,细胞壁的水势降低,于是原生质中的水就转人壁内,进而又引起水分从液泡到原生质的移动。经过这样的传递,细胞各个部分水势都 将有所降低。通过细胞之间的传递,各个细胞的水势也将依次发生改变,从而保持着与水的移动方向一致的水势梯度。以后在叶肉细胞与木质部管道之间出现的水势梯度又将使木质部管道中的水分移向叶肉细胞,从而使木质部导管或管胞中的水柱受到一种张力。因为张力相当于一种负的压力,在计入水势时取负值,所以木质部中的水势就相应降低了。如果木质部的另一端(在根内的一端)不能从邻近细胞迅速地得到水分补充,那么木质部内水柱的张力就会变得很大,同时水分从木质部管道进人叶肉细胞的速度也将减慢。如果在这样的条件下,叶肉细胞的蒸发作用继续进行,含水量继续减少,细胞体积继续收缩,那么膨压会减少到零。再进一步失水就将在细胞内出现张力。因此,叶肉细胞的水势剧降。叶肉细胞水势迅速大幅度下降,是在空气干燥或供水困难条件下减少蒸腾消耗的一个重要办法,同时也是牵引木质部水分上升的一种力量。由于水分子之间的的相互吸引(“内聚力”)和水分子与木质部运输管道的壁的 分子之间的相互吸引(“附着力”),水柱能忍受相当大的张力而并不断裂,也不与壁脱离。叶子失水的速率超过根部吸水的速率越多,木质部管道内产生的张力也就越大。
     只要输导系统下部末端的导管和管胞内水柱承受张力,从而使导管和管胞内的水势低于 邻近根细胞的水势,水就会从这些活细胞进人导管和管胞。在水柱张力相对较低的条件下,根细胞内将会建立起水势梯度。从根的外层到木质部的边缘,细胞的水势依次递减,而根的外层细胞的水势又低于土壤水的水势,于是土壤中的水将按渗透原理横越根部组织进人木质部。
     如果木质部管道中产生的张力很大,以至大于根细胞的渗透势,那么这些根细胞内也将出现张 力。当包括根部和叶部细胞在内的整个流体动力系统都出现张力时,水从根部的吸收表面到 叶子的蒸发表面之间,都将以集体流动方式进行。在这里不管是在低张力之下根部以渗透方式吸水,或是在高张力之下以集体流动方式吸水,其最终动力都来自苗木的其他部分,根部本身只是提供了一个吸收表面,起着辅助性的作用。所以,这种吸水称为被动吸水。
以上关于水分运输的原理来自内聚力学说,即靠苗木体内导管或管胞中水分子的拉力吸水,由于蒸腾作用和木质部汁液产生的张力,水分子大量进人苗木体。苗木的蒸腾作用主要是通过气孔、表皮和皮孔等进行的,主要以叶表面的气孔为主。气孔是通过保卫细胞调节开张,调节苗木水分的蒸腾。苗木的的正常生长就是其体内水分的吸收与蒸腾在一定水平上的平衡,保持平衡苗木就能正常生长,破坏平衡则影响或抑制生长。园林苗木栽植的一切技术措施都在保持这个平衡。
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