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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)、伸長區(qū)和分生區(qū)，以根毛區(qū)的吸水能力最強，因為：①根毛多，增大了吸收面積(5～10倍)②細胞壁外層由果膠質(zhì)覆蓋，粘性較強，有利于和土壤膠體粘著和吸水③輸導組織發(fā)達，水分轉(zhuǎn)移的速度快。

2)途徑：植物根部吸水主要過根毛皮層、內(nèi)皮層，再經(jīng)中柱薄壁細胞進入導管。

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

(1)質(zhì)外體(apoplast)：細胞壁、細胞間隙、胞間層以及導管等連成一個空間體系。

質(zhì)外體途徑：水分過質(zhì)外體部分的移動過程。水分在質(zhì)外體中移動，不越過膜，移動阻力小，移動速度快。

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

共質(zhì)體途徑：水分過共質(zhì)體部分的移動過程。因共質(zhì)體運輸要跨膜，因此運輸阻力較大。這種穿越細胞壁、連接相鄰細胞原生質(zhì)(體)的管狀通道被稱為胞間連絲。

胞間連絲的功能：進行相鄰細胞間物質(zhì)交換和信息傳遞。

2、根系吸收水份的機制：

植物根系吸水，按其吸水動力不同可分為兩類：主動吸水和被動吸水。

1)主動吸水：由植物根系生理活動而引起的吸水過程。

根的主動吸水具體反映在根壓上。根壓，是指由于植物根系生理活動而促使液流從根部上升的壓力。傷流和吐水是證實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，還含有各種無機物、有機物和植物激素等。

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

強弱的生理指標。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的指標，能用以判斷苗長勢的強弱。吐水汁液的化學成分沒有傷流那樣復雜，許多有機物和鹽類被細胞有選擇地截留了。

③產(chǎn)生根壓的機制：根系吸收土壤溶液中的溶質(zhì)，并轉(zhuǎn)運到中柱和導管中，使中柱細胞和導管中的溶質(zhì)增加，溶質(zhì)勢下降。當導管水勢低于土壤水勢時，土壤中的水分便可滲透進入中柱和導管，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。

應當指出，以上所說的主動吸水通常不是指根系主動吸收水本身，而是利用代謝能主動吸收外界溶質(zhì)，從而造成導管溶液的水勢低于外界溶液的水勢，而水則是被動地(自發(fā)地)順水勢梯度從外部進入導管。

根壓是由于根內(nèi)皮層內(nèi)外存在水勢梯度而產(chǎn)生的一種現(xiàn)象，它可作為根部產(chǎn)生水勢差的一個量度，但不是一種動力，因為水流的真正動力是水勢差。

2)被動吸水：植物根系以蒸騰拉力為動力的吸水過程。

蒸騰拉力是指因葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的使導管中水分上升的力量。

當葉片蒸騰時,氣孔下腔細胞的水擴散到大氣中，導致葉細胞水勢下降，這樣就產(chǎn)生了一系列相鄰細胞間的水分運輸，結(jié)果造成根部細胞水分虧缺，水勢降低，從周圍土壤中吸水。

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

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