植物蒸發

又叫蒸騰。指土壤中的水分經由植物體蒸發到大氣中去的現象,是物理作用與生理作用的綜合過程。物理作用是指蒸發麵的液體擴散過程,生理作用是指植物根系吸水、體內輸水和葉面氣孔開放等過程。植物散發主要隨植物種類、不同生長階段而異,在充分供應需水量的情況下,與光照、氣溫、濕度風速等有密切關係。應以大面積長時間觀測為依據。

水分從活的植物體表面(主要是葉子)以水蒸汽狀態散失到大氣中的過程。與物理學的蒸發過程不同,蒸騰作用不僅受外界環境條件的影響,而且還受植物本身的調節和控制,因此它是一種複雜的生理過程。植物幼小時,暴露在空氣中的全部表面都能蒸騰。

成長植物的蒸騰部位主要在葉片。葉片蒸騰有兩種方式:一是通過角質層的蒸騰,叫做角質蒸騰;二是通過氣孔的蒸騰,叫做氣孔蒸騰,氣孔蒸騰是植物蒸騰作用的最主要方式。植物蒸騰丟失的水量是很大的。據估計1株玉米從出苗到收穫需消耗四、五百斤水。自養的綠色植物在進行光合作用過程中,必須和周圍環境發生氣體交換。因此,植物體內的水分就不可避免地要順著水勢梯度丟失,這是植物適應陸地生活的必然結果。適當地抑制蒸騰作用,不僅可減少水分消耗,而且對植物生長也有利。在高濕度條件下,植物生長比較茂盛。蔬菜等作物生產中,採用噴灌可提高空氣濕度,減少蒸騰,一般比土壤灌溉可增產。

基本介紹

  • 中文名:植物蒸發
  • 別稱:蒸騰
  • 套用學科:生物學
  • 適用領域範圍:植物
蒸騰作用,蒸騰功能,蒸騰係數,影響因素,

蒸騰作用

是植物對水分的吸收和運輸的一個主要動力,特別是高大的植物,假如沒有蒸騰作用,由蒸騰拉力引起的吸水過程便不能產生,植株較高部分也無法獲得水分。
由於礦質鹽類要溶於水中才能被植物吸收和在體內運轉,既然蒸騰作用是對水分吸收和流動的動力,那么,礦物質也隨水分的吸收和流動而被吸入和分布到植物體各部分中去。植物對有機物的吸收和有機物在體內轉運也是如此。所以,蒸騰作用對吸收礦物質有機物,以及這兩類物質在植物體內運輸都是有幫助的。

蒸騰功能

能夠降低葉片的溫度。太陽光照射到葉片上時,大部分能量轉變為熱能,如果葉子沒有降溫的本領,葉溫過高,葉片會被灼傷。而在蒸騰過程中,水變為水蒸氣時需要吸收熱能(1g水變成水蒸氣需要能量,在20℃時是2444.9J,30℃時是2430.2J),因此,蒸騰能夠降低葉片的溫度。
植物葉片的氣孔蒸騰示意圖植物葉片的氣孔蒸騰示意圖
植物蒸騰的器官主要是葉片氣孔,其蒸騰過程如圖所示,首先水分從葉肉細胞中汽化進入胞間隙,再擴散到葉室,最後通過氣孔向大氣中輸送。在葉片內部,水汽是飽和的,所以水汽的蒸騰主要決定於氣孔的開張度(氣孔阻抗)以及大氣中水汽壓和大氣中水汽輸送阻抗。可以用類似於歐姆定律來描述葉片氣孔蒸騰的速率:葉室水汽壓與空氣中水汽壓差為電動勢,氣孔阻抗和大氣阻抗為電阻,則氣孔蒸騰速度為電流。

蒸騰係數

前面提及,植物吸收的水分大都用於其蒸騰消耗,描述作物水分利用效率用蒸騰係數(K)表示。所謂蒸騰係數指的是作物形成單位產量所蒸騰消耗的水量,表達式為:K=單位面積上作物蒸騰耗水量/單位面積上收穫作物乾物質量。
蒸騰係數越大,表示作物需水量越大,水分利用率越低。當然作物的蒸騰係數也並不是一個常數,在不同的環境下(如潮濕或乾燥),其數值是有一定差異的。一般來說C4作物較C3作物蒸騰係數要小,如玉米約為360,而水稻約710。假如栽培水稻畝產1 t,按照其蒸騰係數計算,其需要蒸騰的水量為:1×710/666.6=1.065(m),由此可見,在水分比較緊張的地區,實現糧田的目標需要在作物品種及栽培措施上努力改進,否則難以實現。

影響因素

影響植物蒸騰的因素很多,有氣象條件,也有其本身的因素:如植物種類、葉片厚度、氣孔密度、葉面有無蠟質與絨毛、輸導組織等,其他還有土壤水分供應、光照強度等。
總之,蒸騰速度主要取決於三個基本條件:小氣候條件、植物的形態結構、植物的生理類型。蒸騰速度在一定限度內,隨溫度的增大而增大,隨飽和差的增大而增大,隨風速的增大而增大。植物的地面覆蓋密度、根密度和深度,氣孔的大小及張開程度和乾旱時根系的吸水能力等都會不同程度地影響到蒸騰速度。

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