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      淺談苗木吸水原理

      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。根壓是苗木的木質部導管內產生的一種內部壓力,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,這種現象就是傷流(溢流)。如果在切口處連上一個壓力計,可以根據汞柱上升的高度量出根壓的大小。在定量觀察時可以發現,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甑娜~尖溢出,這種現象稱為吐水。通常認為,吐水和傷流是根壓和主動吸水的表現。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,讓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、原生質膜等半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液滲透過程中產生的,這使得土壤中的水分順利進人 根系內。

             蒸騰作用為苗木體內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到細胞間隙后,細胞壁的水勢降低,于是原生質中的水就轉人壁內,進而又引起水分從液泡到原生質的移動。經過這樣的傳遞,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部管道之間出現的水勢梯度又將使木質部管道中的水分移向葉肉細胞,從而使木質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,所以木質部中的水勢就相應降低了。如果木質部的另一端(在根內的一端)不能從鄰近細胞得到水分補充,那么木質部內水柱的張力就會變得很大,同時水分從木質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,葉肉細胞的蒸發作用繼續進行,含水量繼續減少,細胞體積繼續收縮,那么膨壓會減少到零。再進一步失水就將在細胞內出現張力。因此,葉肉細胞的水勢劇降。葉肉細胞水勢大幅度下降,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,同時也是牽引木質部水分上升的一種力量。由于水分子之間的的相互吸引(“內聚力”)和水分子與木質部運輸管道的壁的 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。葉子失水的速率超出根部吸水的速率越多,木質部管道內產生的張力也就越大。

             只要輸導系統下部末端的導管和管胞內水柱承受張力,從而使導管和管胞內的水勢低于 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,根細胞內將會建立起水勢梯度。從根的外層到木質部的邊緣,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部。

             如果木質部管道中產生的張力很大,以至大于根細胞的滲透勢,那么這些根細胞內也將出現張 力。當包括根部和葉部細胞在內的整個流體動力系統都出現張力時,水從根部的吸收表面到 葉子的蒸發表面之間,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。

      以上關于水分運輸的原理來自內聚力學說,即靠苗木體內導管或管胞中水分子的拉力吸水,由于蒸騰作用和木質部汁液產生的張力,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。氣孔是通過保衛細胞調節開張,調節苗木水分的蒸騰。苗木的的正常生長就是其體內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措施都在保持這個平衡。


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