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水分通過植物體表(主要是葉子),以氣體狀態蒸發散失到體外的一種生理現象。按發生部位,可分氣孔蒸騰、角質層蒸騰、周皮蒸騰。能促使根吸收水分和溶解在水中的無機????,降低植物體內的溫度。 |
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蒸騰作用 是水分從活的植物體表面(主要是葉子)以水蒸汽狀態散失到大氣中的過程。與物理學的蒸發過程不同,蒸騰作用不僅受外界環境條件的影響,而且還受植物本身的調節和控製,因此它是一種復雜的生理過程。植物幼小時,暴露在空氣中的全部表面都能蒸騰。
成長植物的蒸騰部位主要在葉片。葉片蒸騰有兩種方式:一是通過角質層的蒸騰,叫做角質蒸騰;二是通過氣孔的蒸騰,叫做氣孔蒸騰,氣孔蒸騰是植物蒸騰作用的最主要方式。蒸騰作用的生理意義:它是植物吸收和運輸水分的主要動力,可加速無機????嚮地上部分運輸的速率,可降低植物體的溫度,使葉子在強光下進行光合作用而不致受害。植物蒸騰丟失的水量是很大的。據估計1株玉米從出苗到收穫需消耗四、五百斤水。自養的緑色植物在進行光合作用過程中,必須和周圍環境發生氣體交換。因此,植物體內的水分就不可避免地要順着水勢梯度丟失,這是植物適應陸地生活的必然結果。適當地抑製蒸騰作用,不僅可減少水分消耗,而且對植物生長也有利。在高濕度條件下,植物生長比較茂盛。蔬菜等作物生産中,采用噴灌可提高空氣濕度,減少蒸騰,一般比土壤灌溉可增産。
生理意義
蒸騰作用的生理意義有下列三點:
1.蒸騰作用是植物對水分的吸收和運輸的一個主要動力,特別是高大的植物,假如沒有蒸騰作用,由蒸騰拉力引起的吸水過程便不能産生,植株較高部分也無法獲得水分。
2.由於礦質????類要溶於水中才能被植物吸收和在體內運轉,既然蒸騰作用是對水分吸收和流動的動力,那麽,礦物質也隨水分的吸收和流動而被吸入和分佈到植物體各部分中去。植物對有機物的吸收和有機物在體內轉運也是如此。所以,蒸騰作用對吸收礦物質和有機物,以及這兩類物質在植物體內運輸都是有幫助的。
3.蒸騰作用能夠降低葉片的溫度。太陽光照射到葉片上時,大部分能量轉變為熱能,如果葉子沒有降溫的本領,葉溫過高,葉片會被灼傷。而在蒸騰過程中,水變為水蒸氣時需要吸收熱能(1g水變成水蒸氣需要能量,在20℃時是2444.9j,30℃時是2430.2j),因此,蒸騰能夠降低葉片的溫度。 |
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蒸騰作用 是水分從活的植物體表面(主要是葉子)以水蒸汽狀態散失到大氣中的過程,是與物理學的蒸發過程不同,蒸騰作用不僅受外界環境條件的影響,而且還受植物本身的調節和控製,因此它是一種復雜的生理過程。植物幼小時,暴露在空氣中的全部表面都能蒸騰。
成長植物的蒸騰部位主要在葉片。葉片蒸騰有兩種方式:一是通過角質層的蒸騰,叫做角質蒸騰;二是通過氣孔的蒸騰,叫做氣孔蒸騰,氣孔蒸騰是植物蒸騰作用的最主要方式。蒸騰作用的生理意義:它是植物吸收和運輸水分的主要動力,可加速無機????嚮地上部分運輸的速率,可降低植物體的溫度,使葉子在強光下進行光合作用而不致受害。植物蒸騰丟失的水量是很大的。據估計1株玉米從出苗到收穫需消耗四、五百斤水。自養的緑色植物在進行光合作用過程中,必須和周圍環境發生氣體交換。因此,植物體內的水分就不可避免地要順着水勢梯度丟失,這是植物適應陸地生活的必然結果。適當地抑製蒸騰作用,不僅可減少水分消耗,而且對植物生長也有利。在高濕度條件下,植物生長比較茂盛。蔬菜等作物生産中,采用噴灌可提高空氣濕度,減少蒸騰,比一般土壤灌溉可增産。
蒸騰作用的過程如下:土壤中的水分根毛→根內導管→莖內導管→葉內導管→氣孔→大氣 |
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蒸騰作用的生理意義有下列三點:
1.蒸騰作用是植物對水分的吸收和運輸的一個主要動力,特別是高大的植物,假如沒有蒸騰作用,由蒸騰拉力引起的吸水過程便不能産生,植株較高部分也無法獲得水分。
2.由於礦質????類(無機????)要溶於水中才能被植物吸收和在體內運轉,既然蒸騰作用是對水分吸收和流動的動力,那麽,礦物質也隨水分的吸收和流動而被吸入和分佈到植物體各部分中去。所以,蒸騰作用對這兩類物質在植物體內運輸都是有幫助的。
3.蒸騰作用能夠降低葉片的溫度。太陽光照射到葉片上時,大部分能量轉變為熱能,如果葉子沒有降溫的本領,葉溫過高,葉片會被灼傷。而在蒸騰過程中,水變為水蒸氣時需要吸收熱能(1g水變成水蒸氣需要能量,在20℃時是2444.9J,30℃時是2430.2J),因此,蒸騰能夠降低葉片表面的溫度。 |
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(1) 光:光促進氣孔的開啓,蒸騰增加。
(2) 水分狀況:足夠的水分有利於氣孔開放,過多的水分反而使氣孔關閉。
(3) 溫度:氣孔開度一般隨溫度的升高而增大,但溫度過高失水增大也可使氣孔關閉。
(4) 風:微風有利於蒸騰,強風蒸騰降低。
(5)CO2 濃度: CO2 濃度低促使氣孔張開,蒸騰增強。
蒸騰的指標:蒸騰強度(蒸騰速率),蒸騰效率,蒸騰係數。
降低蒸騰的途徑: (1) 減少蒸騰面積; (2) 改善植物生態環境; (3) 應用抗蒸騰劑。
若過度蒸騰,植物易出現萎蔫現象。 |
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zhengteng zuoyong
蒸騰作用
transpiration
陸生植物體內的水分以蒸氣狀態嚮大氣散發(蒸發)的過程。它通過植物地上部的表皮,主要是其上的氣孔(器)進行。組成氣孔的保衛細胞響應植物體內外條件變化而運動,使氣孔開閉,從而引起水蒸氣擴散阻力的變化。因此蒸騰作用實質上是生理調節(氣孔運動)下的物理過程(蒸發)。
部位 水分可以從植物體與空氣接觸的任何表面蒸發。藻類的水分可從整個表面蒸發。維管植物的葉表皮除氣孔以外的表面被角質層覆蓋。氣孔與角質層對水蒸氣的導性(或其倒數阻力)大小相同,水分散失的速率也大不相同。蒸騰作用可按其發生的部位分為氣孔蒸騰、角質層蒸騰和周皮蒸騰。氣孔在葉表皮上所占的相對面積 (1%左右)雖然很小,但單位葉面積上數目多、間隔小,所以在氣孔開張時擴散阻力不大。氣孔內側的葉肉細胞表面透水性好,海綿組織的細胞排列鬆散,空隙多,表面積大,水分擴散的阻力更小,所以氣孔蒸騰最為重要。角質層富含蠟質,對水分通過的阻力極大;角質膜上有極性小孔,可容許水分通過。當水分多時或pH值高時,單位面積膜上極性小孔數目增多,膜的透性略為增高。周皮蒸騰是木本植物通過莖表面覆蓋着的周皮層進行的蒸騰。周皮層已木栓化,透水性很差;衹有不多的皮孔和裂隙可允許水蒸氣通過。
動力和阻力 蒸騰作用中水分自葉面散失的直接推動力,是葉細胞(主要是葉肉細胞)表面水分的蒸發和水蒸氣嚮大氣的擴散。因為擴散是雙嚮的,所以淨的推動力是葉細胞表面與大氣間蒸氣壓(分別為□□與□□)或水蒸氣濃度(分別為□□與□□)之差。一般葉水勢變化對蒸氣壓影響不大,□□總是接近水在葉溫(□□)下的飽和蒸氣壓。而□□則是大氣溫度(□□)下的飽和蒸氣壓乘以相對濕度(圖1水的飽和蒸氣壓對溫度的依賴關係)。 當葉溫和氣溫相等時,□□-□□就是飽和差。由於飽和蒸氣壓是溫度的指數函數,相對濕度相同,高溫下的飽和差比低溫下大。
與電學上電阻綫路類比,可以把蒸騰速率表示為水蒸氣濃度差被阻力除所得的商:
□ (1)其中□ 為蒸騰速率,□為水蒸氣密度,□為阻力。擴散阻力是由擴散途徑中各個部分的阻力組合而成的。與電學上相似,幾個阻力串聯時的總阻力為各阻力之和,而並聯時的總阻力則為各阻力倒數之和的倒數。水蒸氣可以自葉肉細胞表面經細胞間隙和氣孔嚮外擴散,其阻力分別為□□與□□;也可以通過角質層嚮外擴散,其阻力為□。因為氣孔阻力與角質層阻力是並聯的,所以葉面總阻力為:
□ (2)以圖表示,如圖2水分擴散阻力示圖(單位為scm□)。角質層透水性差,□,□通常可以忽略。氣孔阻力(□□)大小隨氣孔開閉而變,開放時很小,關閉時很大。總的阻力則是:
□ (3)其中□為總阻力,□□為葉面上空氣中的阻力。當氣孔開張時,□□與□相比很小,方程(3)可簡化為:
□ =□□+□□=□□+□□+□□ (4)
如果考慮水分通過整個土壤-植物-大氣係統的運動,則總阻力還應包括莖、根、根際土壤等幾個部分的阻力(見植物水分生理)。
影響蒸騰速率的因子 各種環境因子分別影響蒸騰作用的動力和阻力。有些因子對兩者都有影響。J.L.蒙蒂思對蒸騰作用的分析,蒸騰速率(E)可用下式代表:
□ (5)式中□為飽和蒸氣壓-溫度麯綫的斜率,□為總能通量,□為水蒸氣密度,□□為定壓氣體比熱,□□(□)為溫度□時的飽和蒸氣壓,□□為邊界層阻力,□□為幹濕球溫度計常數的表觀值,λ為水的潛熱。□□=□(□□+ □□/ □□),其中□為幹濕球溫 |
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- n.: Transpiration
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