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苗木中大部分的水是通過根系吸收來的。苗木根部對水的吸收有兩種不同的機制,即被 動吸水和主動吸水。
主動吸水是指在根系的根壓和滲透壓的作用下,水分上升。根壓是苗木的木質(zhì)部導管內(nèi) 產(chǎn)生的一種內(nèi)部壓力,是苗木的正常生理活動。如春天用刀在核桃樹干上橫切一刀,可以看到 切口處有水分不斷流出,這種現(xiàn)象就是傷流(溢流)。如果在切口處連上一個壓力計,可以根據(jù) 汞柱上升的高度量出根壓的大小。在定量觀察時可以發(fā)現(xiàn),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、空氣相對濕度較高的情況下,常?梢钥吹接幸旱螐闹仓 的葉尖溢出,這種現(xiàn)象稱為吐水。通常認為,吐水和傷流是根壓和主動吸水的表現(xiàn)。一般苗木 的根壓為1-2個大氣壓(1大氣壓= 101kPa),而苗木的根壓比一般苗木高約5個大氣壓,理論上 可使水柱上升10. 33m,保證水分上升到幾米至幾十米的樹冠。滲透壓是水分子通過細胞膜、原 生質(zhì)膜等半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液滲透過程中產(chǎn)生的,這使得土壤中的水分順利進人 根系內(nèi)。
蒸騰作用為苗木體內(nèi)水分的長距離運輸提供了主要的動力,而且也是根部吸水的一種重 要力量來源。當葉肉細胞壁的水分蒸發(fā)到細胞間隙后,細胞壁的水勢降低,于是原生質(zhì)中的水 就轉(zhuǎn)人壁內(nèi),進而又引起水分從液泡到原生質(zhì)的移動。經(jīng)過這樣的傳遞,細胞各個部分水勢都 將有所降低。通過細胞之間的傳遞,各個細胞的水勢也將依次發(fā)生改變,從而保持著與水的移 動方向一致的水勢梯度。以后在葉肉細胞與木質(zhì)部管道之間出現(xiàn)的水勢梯度又將使木質(zhì)部管 道中的水分移向葉肉細胞,從而使木質(zhì)部導管或管胞中的水柱受到一種張力。因為張力相當 于一種負的壓力,在計入水勢時取負值,所以木質(zhì)部中的水勢就相應(yīng)降低了。如果木質(zhì)部的另 一端(在根內(nèi)的一端)不能從鄰近細胞迅速地得到水分補充,那么木質(zhì)部內(nèi)水柱的張力就會變 得很大,同時水分從木質(zhì)部管道進人葉肉細胞的速度也將減慢。如果在這樣的條件下,葉肉細 胞的蒸發(fā)作用繼續(xù)進行,含水量繼續(xù)減少,細胞體積繼續(xù)收縮,那么膨壓會減少到零。再進一 步失水就將在細胞內(nèi)出現(xiàn)張力。因此,葉肉細胞的水勢劇降。葉肉細胞水勢迅速大幅度下降, 是在空氣干燥或供水困難條件下減少蒸騰消耗的一個重要辦法,同時也是牽引木質(zhì)部水分上 升的一種力量。由于水分子之間的的相互吸引(“內(nèi)聚力”)和水分子與木質(zhì)部運輸管道的壁的 分子之間的相互吸引(“附著力”),水柱能忍受相當大的張力而并不斷裂,也不與壁脫離。葉子 失水的速率超過根部吸水的速率越多,木質(zhì)部管道內(nèi)產(chǎn)生的張力也就越大。
只要輸導系統(tǒng)下部末端的導管和管胞內(nèi)水柱承受張力,從而使導管和管胞內(nèi)的水勢低于 鄰近根細胞的水勢,水就會從這些活細胞進人導管和管胞。在水柱張力相對較低的條件下,根 細胞內(nèi)將會建立起水勢梯度。從根的外層到木質(zhì)部的邊緣,細胞的水勢依次遞減,而根的外層 細胞的水勢又低于土壤水的水勢,于是土壤中的水將按滲透原理橫越根部組織進人木質(zhì)部。
如果木質(zhì)部管道中產(chǎn)生的張力很大,以至大于根細胞的滲透勢,那么這些根細胞內(nèi)也將出現(xiàn)張 力。當包括根部和葉部細胞在內(nèi)的整個流體動力系統(tǒng)都出現(xiàn)張力時,水從根部的吸收表面到 葉子的蒸發(fā)表面之間,都將以集體流動方式進行。在這里不管是在低張力之下根部以滲透方 式吸水,或是在高張力之下以集體流動方式吸水,其最終動力都來自苗木的其他部分,根部本 身只是提供了一個吸收表面,起著輔助性的作用。所以,這種吸水稱為被動吸水。
以上關(guān)于水分運輸?shù)脑韥碜詢?nèi)聚力學說,即靠苗木體內(nèi)導管或管胞中水分子的拉力吸 水,由于蒸騰作用和木質(zhì)部汁液產(chǎn)生的張力,水分子大量進人苗木體。苗木的蒸騰作用主要是 通過氣孔、表皮和皮孔等進行的,主要以葉表面的氣孔為主。氣孔是通過保衛(wèi)細胞調(diào)節(jié)開張, 調(diào)節(jié)苗木水分的蒸騰。苗木的的正常生長就是其體內(nèi)水分的吸收與蒸騰在一定水平上的平 衡,保持平衡苗木就能正常生長,破壞平衡則影響或抑制生長。園林苗木栽植的一切技術(shù)措施 都在保持這個平衡。