苗木吸水原理

苗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(jī)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(zhì)部導(dǎo)管內(nèi) 產(chǎn)生的一種內(nèi)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(xiàn)象就是傷流(溢流）。如果在切口處連上一個(gè)壓力計(jì)，可以根據(jù) 汞柱上升的高度量出根壓的大小。在定量觀察時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，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，常常可以看到有液滴從植株 的葉尖溢出，這種現(xiàn)象稱為吐水。通常認(rèn)為，吐水和傷流是根壓和主動吸水的表現(xiàn)。一般苗木 的根壓為1-2個(gè)大氣壓(1大氣壓= 101kPa)，而苗木的根壓比一般苗木高約5個(gè)大氣壓，理論上 可使水柱上升10. 33m，保證水分上升到幾米至幾十米的樹冠。滲透壓是水分子通過細(xì)胞膜、原 生質(zhì)膜等半透膜由低濃度溶液向高濃度溶液滲透過程中產(chǎn)生的，這使得土壤中的水分順利進(jìn)人 根系內(nèi)。

 

     蒸騰作用為苗木體內(nèi)水分的長距離運(yùn)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(dāng)葉肉細(xì)胞壁的水分蒸發(fā)到細(xì)胞間隙后，細(xì)胞壁的水勢降低，于是原生質(zhì)中的水 就轉(zhuǎn)人壁內(nèi)，進(jìn)而又引起水分從液泡到原生質(zhì)的移動。經(jīng)過這樣的傳遞，細(xì)胞各個(gè)部分水勢都 將有所降低。通過細(xì)胞之間的傳遞，各個(gè)細(xì)胞的水勢也將依次發(fā)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(xì)胞與木質(zhì)部管道之間出現(xiàn)的水勢梯度又將使木質(zhì)部管 道中的水分移向葉肉細(xì)胞，從而使木質(zhì)部導(dǎo)管或管胞中的水柱受到一種張力。因?yàn)閺埩ο喈?dāng) 于一種負(fù)的壓力，在計(jì)入水勢時(shí)取負(fù)值，所以木質(zhì)部中的水勢就相應(yīng)降低了。如果木質(zhì)部的另 一端(在根內(nèi)的一端)不能從鄰近細(xì)胞迅速地得到水分補(bǔ)充，那么木質(zhì)部內(nèi)水柱的張力就會變 得很大，同時(shí)水分從木質(zhì)部管道進(jìn)人葉肉細(xì)胞的速度也將減慢。如果在這樣的條件下，葉肉細(xì) 胞的蒸發(fā)作用繼續(xù)進(jìn)行，含水量繼續(xù)減少，細(xì)胞體積繼續(xù)收縮，那么膨壓會減少到零。再進(jìn)一 步失水就將在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)張力。因此，葉肉細(xì)胞的水勢劇降。葉肉細(xì)胞水勢迅速大幅度下降， 是在空氣干燥或供水困難條件下減少蒸騰消耗的一個(gè)重要辦法，同時(shí)也是牽引木質(zhì)部水分上 升的一種力量。由于水分子之間的的相互吸引（“內(nèi)聚力”)和水分子與木質(zhì)部運(yùn)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(dāng)大的張力而并不斷裂，也不與壁脫離。葉子 失水的速率超過根部吸水的速率越多，木質(zhì)部管道內(nèi)產(chǎn)生的張力也就越大。

     只要輸導(dǎo)系統(tǒng)下部末端的導(dǎo)管和管胞內(nèi)水柱承受張力，從而使導(dǎo)管和管胞內(nèi)的水勢低于 鄰近根細(xì)胞的水勢，水就會從這些活細(xì)胞進(jìn)人導(dǎo)管和管胞。在水柱張力相對較低的條件下，根 細(xì)胞內(nèi)將會建立起水勢梯度。從根的外層到木質(zhì)部的邊緣,細(xì)胞的水勢依次遞減，而根的外層 細(xì)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(jìn)人木質(zhì)部。

     如果木質(zhì)部管道中產(chǎn)生的張力很大，以至大于根細(xì)胞的滲透勢，那么這些根細(xì)胞內(nèi)也將出現(xiàn)張 力。當(dāng)包括根部和葉部細(xì)胞在內(nèi)的整個(gè)流體動力系統(tǒng)都出現(xiàn)張力時(shí)，水從根部的吸收表面到 葉子的蒸發(fā)表面之間,都將以集體流動方式進(jìn)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，其最終動力都來自苗木的其他部分，根部本 身只是提供了一個(gè)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(guān)于水分運(yùn)輸?shù)脑�理來自�?nèi)聚力學(xué)說，即靠苗木體內(nèi)導(dǎo)管或管胞中水分子的拉力吸 水，由于蒸騰作用和木質(zhì)部汁液產(chǎn)生的張力，水分子大量進(jìn)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(jìn)行的，主要以葉表面的氣孔為主。氣孔是通過保衛(wèi)細(xì)胞調(diào)節(jié)開張， 調(diào)節(jié)苗木水分的蒸騰。苗木的的正常生長就是其體內(nèi)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(shù)措施 都在保持這個(gè)平衡。