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词条 蒸腾作用
释义

§ 术语定义

蒸腾作用示意图蒸腾作用 transpiration陆生植物体内的水分以蒸汽状态向大气散发(蒸发)的过程。它通过植物地上部的表皮 ,主要是其上的气孔进行。组成气孔的保卫细胞响应植物体内外条件变化而运动,使气孔开闭,从而引起水蒸气扩散阻力的变化。因此蒸腾作用实质上是生理调节(气孔运动)下的物理过程(蒸发)。

水分可以从植物体与空气接触的任何表面蒸发。藻类的水分可从整个表面蒸发。蒸腾作用可按其发生的部位分为气孔蒸腾、角质层蒸腾和周皮蒸腾。气孔在叶表皮上所占的相对面积(1%左右)虽然很小,但单位叶面积上数目多、间隔小,所以在气孔开张时扩散阻力不大。气孔内侧的叶肉细胞表面透水性好,海绵组织的细胞排列松散,空隙多,表面积大,水分扩散的阻力更小,所以气孔蒸腾最为重要。

植物适应于吸收光能和大气中稀薄的CO2(约为万分之三)的需要,演化出扁而薄的叶片,并有数目众多的气孔,便于CO2的吸收,但同时也就便于水分的散失。每形成1克干物质所消耗的水的克数称为蒸腾系数,或蒸腾比。其数值一般植物为125~1000,其中三碳的禾谷类作物多在500~650,豆科植物为700~800;四碳植物、温带落叶树及针叶树较低,约为200~350;景天科酸代谢(CAM)植物最低,仅50~100。蒸腾系数的倒数是蒸腾效率,或称水分利用效率,即消耗单位重量的水所能生产的干物质重量的单位数。因其数值常在1%以下,所以有时用每升水所形成的干物质克数(g/L)表示,其数值除CAM植物超过10g/L以外,多在1~8g/L。

蒸腾作用是陆生植物吸收CO2的同时不可避免地丧失水分的过程。但它能加速植物根系对矿质营养物质的吸收和向地上部的运输(见植物体内运输),和减轻叶温因受辐射而上升的程度,在某些情况下也起有益作用。但根系对营养元素离子有主动吸收功能,不完全依靠蒸腾流。蒸腾流常带入一些无益的阑入元素,在盐渍土上带入盐量过多,浓缩后造成伤害。蒸腾降低叶温也只是物理作用,不像人体出汗那样是体温调节的一部分;有些植物在炎热的中午和下午,因水分亏缺而气孔关闭,蒸腾降低,叶温反而上升。

干旱、半干旱地区农业生产中水的供应是影响产量的主要因素。蒸腾速率的估测对了解植物需水量和水的利用效率有很大意义。对自然植被蒸腾特性的测定,为了解植物种的分布和对干旱条件的适应,提供重要的知识。

成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式:一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。蒸腾作用的生理意义:它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速率,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。植物蒸腾丢失的水量是很大的。据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。自养的绿色植物在进行光合作用过程中,必须和周围环境发生气体交换。因此,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失,这是植物适应陆地生活的必然结果。适当地抑制蒸腾作用,不仅可减少水分消耗,而且对植物生长也有利。在高湿度条件下,植物生长比较茂盛。蔬菜等作物生产中,采用喷灌可提高空气湿度,减少蒸腾,一般比土壤灌溉可增产。

蒸腾作用的过程如下:土壤中的水分根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→叶肉细胞→气孔→大气[1]

§ 生理意义

蒸腾作用的生理意义有下列三点:

1、蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,特别是高大的植物,假如没有蒸腾作用,由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生,植株较高部分也无法获得水分。

2、由于矿质盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转,既然蒸腾作用是对水分吸收和流动的动力,那么,矿物质也随水分的吸收和流动而被吸入和分布到植物体各部分中去。

3、蒸腾作用能够降低叶片的温度。太阳光照射到叶片上时,大部分能量转变为热能,如果叶子没有降温的本领,叶温过高,叶片会被灼伤。而在蒸腾过程中,水变为水蒸气时需要吸收热能(1g水变成水蒸气需要能量,在20℃时是2444.9J,30℃时是2430.2J),因此,蒸腾能够降低叶片的温度。[2]

§ 影响因素

蒸腾作用因素 (1) 光:光促进气孔的开启,蒸腾增加。

(2) 水分状况:足够的水分有利于气孔开放,过多的水分反而使气孔关闭。

(3) 温度:气孔开度一般随温度的升高而增大,但温度过高失水增大也可使气孔关闭。

(4) 风:微风有利于蒸腾,强风蒸腾降低。

(5)CO2 浓度: CO2 浓度低促使气孔张开,蒸腾增强。

蒸腾的指标:蒸腾强度(蒸腾速率),蒸腾效率,蒸腾系数

降低蒸腾的途径:

(1) 减少蒸腾面积;

(2) 改善植物生态环境;

(3) 应用抗蒸腾剂。

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更新时间:2024/11/11 11:59:42