叶片强大的蒸腾作用：水分与营养物质从根到叶的输送

2023-10-21 理论教育版权反馈

【摘要】：叶片强大的蒸腾作用使大量水分携带着营养物质从根系一直输送到叶片。这种由根毛吸收、通过叶片的蒸腾作用在植物体内上升的液体，被称为上升树液或原树液。上升树液首要被运送到嫩芽最多、叶片最繁茂的部位，尤其是蒸腾最活跃的树枝末端。其下方绿色的叶肉细胞称为栅栏组织，它们在阳光的帮助下将二氧化碳转化。

现在我们一起来探究一下植物是如何利用这些营养物质的。任何植物体内的物质都不是一个紧密无间的整体。我们用显微镜仔细观察一下，就会发现它是由无数极其微小的“小包”组成，这就是细胞。细胞是封闭的，它们没有规则的形状，有时呈圆形或椭圆形，有时因为相互挤压形成分明的棱角。在细胞的最外层有一层极薄的膜，那就是细胞壁。可以观察一下接骨木的木髓^[1]，它像海绵一样千疮百孔，其中的细胞体积很大，不用显微镜就能看到。有些细胞形状细长，两头尖锐、中部较宽，状如纺锤，被称为纤维；有些细胞呈柱状，从根部一直延续到最顶端的叶片，我们称之为导管。仔细观察一下干枯葡萄藤的横断面，会发现上面有一些较大的开口，甚至能插入一根马鬃。这些开口就是导管被截断形成的。植物的任何部分——根、茎、木质部、树皮、叶片、花朵、果实、种子——无一例外都是由细胞、纤维和导管集聚而成。

了解了这些，我们再来观察一下植物的根。根最年轻的部位是它分支的最末端——根毛，这里由新生的细胞组成，柔软、适于吸水。根毛吸收的水分会通过导管输送到植物顶端，就像喷泉的水管将水输送到喷泉口一样。只不过水管中的水是由于水自身的重力从高向低自然流动的，而根吸收的水分却是从低向高流动的。那么，它的动力从何而来呢？

这个动力来自于芽，更确切地说是来自叶片。叶片强大的蒸腾作用使大量水分携带着营养物质从根系一直输送到叶片。水分从叶片蒸发后，最靠近表层的细胞会先变成真空状态，紧接着又从相邻的细胞中吸收水分，相邻的细胞又继续从下一层细胞中夺取水分。细胞与细胞、纤维与纤维、导管与导管之间，都发生着相似的过程，它们一层层向下影响，直到根毛末端。于是根毛不断吸水，以补充流失的水分。这个过程很像我们的水泵，水被活塞泵出后，水管中会先形成一个真空地带，随后水井中的水涌入水管，将这里填满。这种由根毛吸收、通过叶片的蒸腾作用在植物体内上升的液体，被称为上升树液或原树液。“上升”是指它的运动方向是自下而上、从根部到枝条的；“原”是指它还未经加工，没有转化为植物的粮食。上升树液首要被运送到嫩芽最多、叶片最繁茂的部位，尤其是蒸腾最活跃的树枝末端。

大家都知道木质部的最外层是最年轻的：这里的细胞还很松散，细胞壁透水性较好；里层的木材较老：细胞、纤维和导管都已经结壳堵塞，废旧无用。所以树液的上升发生在木质部最外层。如果在树液活跃的时节将树砍倒，就会发现木头外部有些潮湿，内部却十分干燥。到了冬天，由于树叶凋落，树液的上升也就停止了，等到春暖花开时又会重新恢复。这时如果将果树的枝条砍断，就会发生伤流，也就是上升树液从受伤的导管切口涌了出来。葡萄的伤流现象非常明显。

pagenumber_ebook=72,pagenumber_book=68 (www.chuimin.cn)

图15.显微镜下一片树叶的切片。顶部是表皮细胞，可以吸收二氧化碳。其下方绿色的叶肉细胞称为栅栏组织，它们在阳光的帮助下将二氧化碳转化。栅栏组织下方是海绵组织，主要用于气体蒸发。

那么，大家猜猜我们能从葡萄或果树上涌出的汁液里发现什么呢？你们一定会认为能发现不少东西，因为这毕竟是植物生长的重要源泉。然而，事实却并非如此：上升树液里除了水外几乎一无所有。人们用尽科学手段才发现了一点点溶解在水中的其他物质，因为它们的含量实在太少了。这些溶解在水中的物质主要是碳酸钾，还有少量磷酸盐以及氮类或氨类化合物。总之，植物的液体粮食是一碗很稀的“肉汤”，其中含有大量的水和极少量的溶质，但植物需要的却正是这些极少量的溶质。水将它们从土壤中吸收进来并从根部运送到叶片，之后它们留在植物体内，而水被排到植物体外，以水蒸气的形式返回大气，化为雨水落回地面。

【注释】

[1]（植物树干中心部位的物质）

叶片强大的蒸腾作用：水分与营养物质从根到叶的输送

相关推荐