植物體內的流動

植物體內的流動所屬現代詞，指的是植物體內水自根至葉、糖自葉至植物體各部位的輸運過程，是生物力學的研究內容之一。

概述

植物體內的流動主要指植物體內水自根至葉、糖自葉至植物體各部位的輸運過程，是生物力學的研究內容之一。植物的生命活動集中於葉，植物的葉利用太陽能把從空氣中吸入的二氧化碳製成糖。在二氧化碳通過葉表面小孔進入葉細胞的同時，植物體內的水分也從葉細胞壁蒸發進入大氣。葉細胞內水分損失和糖的形成，引起了植物體內兩個主要的流動過程：水自根至葉的蒸騰流和糖自葉至植物體各生長部位的易位流。它們和植物體的生命有密切關係。

蒸騰流

植物根系自土壤吸收的水分，通過木質部導管元,向葉輸運的過程。大多數植物生理學家認為,蒸騰的機制是葉內濕細胞壁水分的蒸發，造成根部和葉部的水的化學勢差，這種化學勢差通常稱為水位，可表示為：

式中為同樣溫度下純的自由水的化學勢；

為植物體內水的化學勢；

為水的偏摩爾分子容積。將水從根部運至頂部所需的水位梯度相當大，它須克服重力和流動阻力。據估計,水位梯度

在0.8～2大氣壓/米之間（1大氣壓等於101325帕）。因此，一棵大樹的導管內的水柱所受張力相當大，例如，一棵百米高的大樹，導管內的水柱所受張力至少是－80大氣壓。上述蒸騰機制的根本前提是：在高張力下，水柱不破裂。儘管純水的理論強度大於1000大氣壓，但實驗室里測得的水柱的抗張強度在0.5～50大氣壓之間。對植物體導管內的水柱能有這么高的強度的通常解釋是:導管內的水經細胞壁過濾,特別純淨，且導管壁很易浸潤。但這種解釋缺乏確鑿的證據，還有待進一步的實驗證實。

易位流

糖自葉至植物體各部分的輸運過程。與蒸騰流不同，易位流要求在所有通道上的活細胞都是連續的。一般認為易位流通道是韌皮部的篩管，但還不能斷定這是否為唯一的途徑。篩管中每厘米約有20～50塊篩板,篩板面積一半以上布滿小孔。闊葉樹孔徑約0.8微米，針葉樹孔徑約0.08～0.4微米，板厚約5微米，篩孔內襯有特種的碳氫聚合物。

易位流機制目前還很不清楚。據測量，每平方厘米每小時可輸運5克糖（乾重）,篩管中樹液糖濃度為10～30%，這樣易位流流速估計在每小時30～75厘米之間。依照泊肅葉流動公式（見管流），考慮到篩板的附加阻力，為維持易位流所需的壓力梯度約為3大氣壓/米（闊葉樹）至800大氣壓/米(針葉樹)，而樹液糖的濃度梯度所能產生的壓力梯度僅約為0.2大氣壓/米，遠低於所需之值。這表明，化學勢差不是易位流的主要驅動力。為此學者們提出了種種假說，如電滲說和原生質運動模型等。電滲說曾一度流行，但目前信者已不多。原生質運動模型的關鍵是要在篩管中找到具有足夠活性並能主動收縮的構造，但迄今還不能確定。