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植物根系吸水

1、根系吸水的部位與途徑

1)部位：主要在根的尖端，從根尖向上約10mm的范圍內(nèi)，包括根冠、根毛區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)和分生區(qū)，以根毛區(qū)的吸水能力最強(qiáng)，因?yàn)椋孩俑啵龃罅宋彰娣e(5～10倍)②細(xì)胞壁外層由果膠質(zhì)覆蓋，粘性較強(qiáng)，有利于和土壤膠體粘著和吸水③輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，水分轉(zhuǎn)移的速度快。

2)途徑：植物根部吸水主要過(guò)根毛皮層、內(nèi)皮層，再經(jīng)中柱薄壁細(xì)胞進(jìn)入導(dǎo)管。

水分在根內(nèi)的徑向運(yùn)轉(zhuǎn)有質(zhì)外體和共質(zhì)體兩條途徑：

(1)質(zhì)外體(apoplast)：細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙、胞間層以及導(dǎo)管等連成一個(gè)空間體系。

質(zhì)外體途徑：水分過(guò)質(zhì)外體部分的移動(dòng)過(guò)程。水分在質(zhì)外體中移動(dòng)，不越過(guò)膜，移動(dòng)阻力小，移動(dòng)速度快。

(2)共質(zhì)體(symplast)：由胞間連絲把原生質(zhì)體連成的一個(gè)體系。

共質(zhì)體途徑：水分過(guò)共質(zhì)體部分的移動(dòng)過(guò)程。因共質(zhì)體運(yùn)輸要跨膜，因此運(yùn)輸阻力較大。這種穿越細(xì)胞壁、連接相鄰細(xì)胞原生質(zhì)(體)的管狀通道被稱(chēng)為胞間連絲。

胞間連絲的功能：進(jìn)行相鄰細(xì)胞間物質(zhì)交換和信息傳遞。

2、根系吸收水份的機(jī)制：

植物根系吸水，按其吸水動(dòng)力不同可分為兩類(lèi)：主動(dòng)吸水和被動(dòng)吸水。

1)主動(dòng)吸水：由植物根系生理活動(dòng)而引起的吸水過(guò)程。

根的主動(dòng)吸水具體反映在根壓上。根壓，是指由于植物根系生理活動(dòng)而促使液流從根部上升的壓力。傷流和吐水是證實(shí)根壓存在的兩種生理現(xiàn)象。

①傷流：從受傷或折斷的植物組織傷口處溢出液體的現(xiàn)象。傷流是由根壓引起的。從傷口流出的汁液叫傷流液。葫蘆科植物傷流液較多。傷流液其中除含有大量水分之外，還含有各種無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和植物激素等。

凡是能影響植物根系生理活動(dòng)的因素都會(huì)影響傷流液的數(shù)量和成分。所以，傷流液的數(shù)量和成分，可作為根系活動(dòng)能力

強(qiáng)弱的生理指標(biāo)。不少傷流液是重要的工業(yè)原料，如松脂、生漆、橡膠等。

②吐水：葉片尖端或邊緣的水孔向外溢出液滴的現(xiàn)象。吐水也是由根壓所引起的。吐水現(xiàn)象可以作為根系生理活動(dòng)的指標(biāo)，能用以判斷苗長(zhǎng)勢(shì)的強(qiáng)弱。吐水汁液的化學(xué)成分沒(méi)有傷流那樣復(fù)雜，許多有機(jī)物和鹽類(lèi)被細(xì)胞有選擇地截留了。

③產(chǎn)生根壓的機(jī)制：根系吸收土壤溶液中的溶質(zhì)，并轉(zhuǎn)運(yùn)到中柱和導(dǎo)管中，使中柱細(xì)胞和導(dǎo)管中的溶質(zhì)增加，溶質(zhì)勢(shì)下降。當(dāng)導(dǎo)管水勢(shì)低于土壤水勢(shì)時(shí)，土壤中的水分便可滲透進(jìn)入中柱和導(dǎo)管，內(nèi)皮層起著選擇透性膜的作用，隨著水柱上升，建立起正的靜水壓，即根壓。

應(yīng)當(dāng)指出，以上所說(shuō)的主動(dòng)吸水通常不是指根系主動(dòng)吸收水本身，而是利用代謝能主動(dòng)吸收外界溶質(zhì)，從而造成導(dǎo)管溶液的水勢(shì)低于外界溶液的水勢(shì)，而水則是被動(dòng)地(自發(fā)地)順?biāo)畡?shì)梯度從外部進(jìn)入導(dǎo)管。

根壓是由于根內(nèi)皮層內(nèi)外存在水勢(shì)梯度而產(chǎn)生的一種現(xiàn)象，它可作為根部產(chǎn)生水勢(shì)差的一個(gè)量度，但不是一種動(dòng)力，因?yàn)樗鞯恼嬲齽?dòng)力是水勢(shì)差。

2)被動(dòng)吸水：植物根系以蒸騰拉力為動(dòng)力的吸水過(guò)程。

蒸騰拉力是指因葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的使導(dǎo)管中水分上升的力量。

當(dāng)葉片蒸騰時(shí),氣孔下腔細(xì)胞的水?dāng)U散到大氣中，導(dǎo)致葉細(xì)胞水勢(shì)下降，這樣就產(chǎn)生了一系列相鄰細(xì)胞間的水分運(yùn)輸，結(jié)果造成根部細(xì)胞水分虧缺，水勢(shì)降低，從周?chē)寥乐形?/p>

通常正在蒸騰著的植株，尤其是高大的樹(shù)木，其吸水的主要方式是被動(dòng)吸水。只有春季葉片未展開(kāi)或樹(shù)木落葉以后以及蒸騰速率很低的夜晚，主動(dòng)吸水才成為主要的吸水方式。

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