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植物的根部为什么能吸水(植物根系吸水)

时间:2023-12-15 11:11:24
植物的根吸水原理?

通过渗透作用,水由浓度低的地方向浓度高的地方流,植物根部组织的液体浓度高于周围的水环境浓度,这样周围的水分就会流向根部组织,另外还有植物叶子产生的蒸腾作用。植物的叶子由于被蒸发掉水分的原因,会需要枝干,根部的水分来资源,就像水泵一样,这样的蒸腾作用会加速根部吸水。这也能很好的解释为什么盐碱地的植物很容易死亡的原因。因为根部的液体浓度始终低于周围的环境浓度,使根部的水分流向土地。

植物根系的吸水作用

植物在地下形成一个庞大的根系网,总面积是地上部分的几十倍,是植物从土壤中吸取水分的重要途径。根尖是根系吸水的主要部位。根系有许多根毛,根毛很细,可伸入到细小的孔隙中,吸取毛细水,同时根毛细胞壁外部有一层附着力很好的亲水性果胶,使根毛能附着在颗粒表面。根毛的表面积可占根总表面积的一半以上,是植物从土壤中吸取水分的主要器官。随着根的生长,根毛不断地延伸,老的根毛死去后,新的根毛不断地萌生出来,伸向水分充足的孔隙中,继续吸收土壤中的水分,以满足植物对水分的需求。一般根毛的寿命只有几天,代谢周期短,新生根毛不断地更换吸水区域,使土壤孔隙中的水分得到充分利用。

植物根系依靠根细胞渗透来吸水,按其动因,可分为主动吸水和被动吸水两种方式。主动吸水:是由于根的生理活动产生的根压所引起的根吸水过程,可从植物“伤流”和伤流液中含有根系生理活动合成的有机成分得到证实。被动吸水:是由植物叶片蒸腾作用产生“蒸腾拉力”,引起的根部吸水作用,在植物生长旺盛季节,蒸腾拉力成为植物吸水的主要动力。

影响根吸水的土壤因素主要有土壤的含水量、土壤的通气状况、土壤温度和土壤的含盐量等因素。

植物主要依靠根系从土壤中吸取水分,因此土壤含水量直接影响着根系的吸水。当土壤含水量低于凋萎系数时,植物根系吸收不到足够的水分,引起叶细胞膨胀压降低,出现凋萎,对植物生长十分不利。植物在生长茂盛期,蒸腾作用强烈,根系吸水量大,因此土壤中应保持足够的含水量,以维系植物对水的需求。

土壤的通气状况是影响植物根系吸水的另一个重要因素。植物根在生理过程中,也要进行呼吸活动,吸收O2放出CO2。土壤透气状况不好,会影响根系的呼吸活动,并导致吸水能力降低。若土壤透气状况长期得不到改善,除影响呼吸外,根内乙醇积累较多,并且周围土壤因缺氧,处于还原环境,微生物的氧化还原作用会产生诸如H2S之类的有害气体,这些都会对根系发育和吸水带来不利的影响。

含盐量高的土壤,如盐渍化土,土壤溶液浓度过高,溶液水势较低,降低了根和溶液间的水势差,使根系吸水能力降低,植物吸水困难。若土壤中的水势低于根内的水势,则可出现植物体内失水,造成“烧苗”。含盐量超过2%的水,因溶液势过低,不能用于浇灌植物。

根对水分吸收的原理

植物根系吸水原理主要靠"根压"和"蒸腾拉力"两种:

一、根压:植物根系的生理活动使液流由根部上升的力量,称作根压。根压的存在可以从伤流和吐水这两种现象得以证明。在春天将植物的茎在近地面处切去,就会从切口处流出汁液,称为伤流。在土壤水分充足、大气湿度较高、蒸腾较弱的温暖湿润的早晨,一些草木或木本植物的叶尖或叶缘处有水珠溢出的现象,称为吐水。伤流和吐水都由根压引起。关于根压产生的原因,有人认为是渗透,有人认为是代谢。但实验证明,用低温、缺氧或呼吸抑制剂(如氰化钾)来处理根系,就会引起伤流、吐水和根系吸水速度的降低或停止。这说明由根压所引起的吸水是与根系的代谢活动密切相关的。因此,这种由根压引起的吸水过程,称为主动吸水。

二、蒸腾拉力:当叶片蒸腾失水,叶细胞水势降低,而从叶脉导管中吸收水分;同理,当叶脉导管失水后,水势也降低,就向枝条的导管中吸取水分,如此下去,由于叶脉、枝条、树干和根的导管互相连通,水势的降低很快就传递到根,引起根细胞内的水分向导管输送,因而根细胞的水势降低,很后就从环境中吸收水分,环境中的水分进入根部,就不断上升到叶。这种吸收完全是由蒸腾失水而产生的蒸腾拉力所引起的,对根系来说就是一个物理性的被动过程,只要蒸腾一停止,根系的这种吸水就停止或减弱下来,因此叫被动吸水。被动吸水可以从被切除根系的枝条在水中得到证实。

植物根系吸水的主要动力是什么

水分吸收都是沿着土壤至根的木质部这一途径中水势梯度减小方向进行的。但植株的蒸腾强弱不同,因而所产生的水势梯度也有差异。这就导致了两种吸水机制:一种是主动吸收或渗透吸收,主要发生在蒸腾弱的情况下,根系起着渗透计的作用;另一种是被动吸收,主要发生在蒸腾强的情况下,是由于蒸腾产生的拉力使根系吸收水分,根只起被动吸收表面的作用。

根系吸收水分的部位一般是在距根尖10~100 mm的区域,这种看法是基于解剖上的证据。从根表面到根中心,依次为根表皮、下表皮、皮层、内皮层、中柱,其中根表皮是有很高吸收活性的根区,但一般仅可存活几天,而内皮层将皮层和中柱分开形成了根内侧的一个界面,老根中一般有不透水的周皮和栓质化的内皮层,有很强的不透水性。

根系吸水部位随根系发育阶段而变化,且存在植物种间差异,不存在一个统一的范围,要充分认识这一问题必须在对根系解剖结构认识的基础上,对根内不同部位的阻力及其对水流贡献的大小进行详细研究。

除了一条根上不同区域的吸水能力存在一定的差异外,不同根龄的根系的吸水能力也不同,幼根和侧根的水力导度要明显大于老根的水力导度,所以对整株植物根系吸水而言,老根的贡献很小。因此植物整个根系的吸水能力在不同的生育期也是在不断变化的,这取决于该生育期内哪种根占主导地位,并非所有根系都参与了植物吸水。因此就提出了“有效根密度”的概念,用以表征整个根系的吸水能力,并发现整个根系的吸水速率与有效根密度成正比。

怎样证明植物的根具有吸水的作用?这是为什么

根的主要作用是固定植物体,并从土壤里吸收水分和无机盐。

根吸收水分和无机盐的部分主要是根毛。根毛的细胞壁很薄,细胞质紧贴着细胞壁形成一薄层,细胞的中央是一个很大的液泡,里面充满着细胞液。这样的构造是适于吸收水分的。根毛在土壤里的生长状况,也适于吸收水分。根毛在土壤里跟土粘贴在一起,土粒之间含有水分,水里溶解着无机盐,形成了土壤溶液。细胞液和土壤溶液有不同的浓度,在一般情况下,根毛的细胞液总比土壤溶液要浓,在渗透压的作用下,土壤溶液中的水分能够透过细胞壁、细胞膜和细胞质进入到根毛的液泡里。土壤里的水分就这样被根毛吸收进去。土壤里的水分被根毛吸收后,并不停留在根毛和表皮里,而是经过表皮以内的层层细胞,逐步向里面渗入,很后进入导管,再由导管输送到植物的其他器官。

根是植物长期适应陆地生活而在进化过程中逐渐形成的器官,构成植物体的地下部分。它主要的功能是吸收作用。通过根,植物可以吸收到土壤里的水分、无机盐类及某些小分子化合物。根还能固着和支持植物,以免倒伏。根是由主根、侧根和不定根组成的,并且按根系的形态,可将植物分为直根系和须根系两大类。

茎是种子植物地上部分的骨干,是联系根、叶的轴状结构。其主要功能是输导和支持作用。根部从土壤中吸收的水分和溶于水的无机盐通过茎运送到地上各部。同时叶光合作用所制造的有机营养物质经过茎又运输到体内各部被利用或储藏。因此,茎的运输作用把植物体各部分的活动联成了一个统一体。

植物的新陈代谢_水分代谢和矿质代谢

植物的根是植物主要的吸水器官,主要是靠渗透吸水的原理来吸收水分的。水分是从低浓度的一边流向高浓度的一边。也就是说,如果植物细胞液浓度低于外界土壤溶液的浓度,植物就通过渗透作用吸水,如果土壤浓度高于细胞液浓度,植物就通过渗透作用失水,这就是盐碱地不能种植植物的原因。

植物的根吸收矿质离子的过程叫做矿质代谢。植物所需要的元素主要有两大类,大量元素:C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg等;微量元素:Zn、Fe、Cu、Mo、Cl等。除C、H、O外,其他元素叫矿质元素。根主要是通过交换吸附的原理吸收矿质元素的。空气中的二氧化碳溶解于水中形成碳酸,碳酸不稳定,电离成氢离子和碳酸氢根离子,离子在土壤中与矿质离子发生离子交换,被根吸收,就是交换吸附,交换吸附不需消耗能量,是植物吸收矿质离子的主要方式。

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