土壤的水分通過植物蒸騰作用蒸發-生物顯微鏡
土壤一植物一大氣連續體中,來自土壤的水分,通過植物,較
后散失到大氣中,構成了水分運動相互聯系的動態過程。水分在植
物中沿梯度運動,即從高水勢到低水勢(通過半透膜),從高壓力勢
到低壓力勢(不通過半透膜),或從水蒸氣分壓高處到低處。大氣中
的水蒸氣分壓比葉片內部低,這是水分從葉片散失的主要驅動力,
根細胞的水勢比土壤水勢低,又驅動水分沿壓力勢梯度在根木質部
與葉片之間傳輸。隨土壤變干,土壤水勢與植物水勢均下降,黎明
前(水分脅迫較小)及正午(水分脅迫較大)下降速度均較快。水分沿
梯度的被動運動顯然與植物獲得碳和養分不同,后者需要消耗代謝
能,是主動吸收。
白天,葉片水勢往往降低,當根系或莖稈的水分傳輸量太小時
,水分供應葉片的水量太少,葉片蒸騰失水引起植株水分不足。但
這種現象也會變化,如干旱土壤中,根系向葉片發出信號,使葉片
氣孔導度降低,從而減少水分散失。
根系中的水分
植物生長在濕潤的土壤上,細胞膜是水分通過根系運輸的主要
屏障。外界水分進入根內通過兩條途徑。如果沒有外皮層,水分可
通過質外體或共質體運輸。質外體是指活細胞外部的細胞壁及其他
空間;共質體是指由胞間連絲連接和被質膜包圍的植物組織的所有
細胞。事實上,水分必須進入內皮層的共質體,內皮層是栓化細胞
較內的皮層。內皮層細胞壁的基部和橫斷面較厚,常被木質化,充
滿蠟質木栓質,。這些疏水帶完全環繞每一個內皮層細胞,阻止水
分經質外體進一步運輸。即使在相鄰的皮層和中柱鞘細胞質壁分離
時,內皮層細胞的質膜仍緊貼于凱氏帶。胞間連絲將內皮層、中皮
層及中柱鞘連結起來,在木栓質層沉積期間仍保持完整并發揮作用
。內皮層和外皮層中常出現通道細胞,內皮層中,通道細胞緊鄰木
質部。通道細胞以有凱氏帶的短細胞出現,但以其他內皮層和外皮
層細胞為特征的木栓質層和厚纖維素壁不僅缺乏,且在生育后期形
成。