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第六章 植物的生命活動

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一、植物體內的水為什麽向上流

你知道嗎?人往高處走水往低處流,這是大家熟知的常識。在植物體內,水卻是往高處流的,這是為什麽呢?

世界上最高的一株巨杉達142m,它的頂部枝葉是怎麽得到水分的呢?

俗話說,人往高處走,水往低處流。這是因為水受重力的影響,會自然從高處流向低處。但在植物體內的水卻能從低處(根部)流向高處(莖的頂端),這是為什麽呢?

在烈日炎炎的夏天,一棵胸徑30cm、枝繁葉茂的大樹,每天可以蒸發掉100~150kg的水分,這些水分都是它利用根係從土壤中吸收的。

從結構上來看,植物體內有專門運輸水分和礦物質的結構——導管。人們通過研究發現,導管運輸水的速度雖然比不上水泵,但也是比較快的,每小時可以運輸5~40m。一棵草本植物,根部吸收的水分幾分鍾就能運到葉子上,一棵高大的喬木也不過幾小時。

水分在植物體內運輸的動力是什麽?人們一開始認為這個動力隻來自根係。有人就將植物的根係切掉,然後將它放在紅墨水中。一段時間後,就有紅墨水被吸收到莖葉裏麵。進一步研究表明,植物通過蒸騰作用向外散失水分的時候,會產生向上的巨大的壓力(可達100個大氣壓),這就是蒸騰拉力,是植物體內水分向上運輸的主要動力。

除此之外,植物體內水分向上運輸的動力還有什麽呢?有科學家做了這樣一個實驗:將植物的上部分切掉,保留一部分莖和全部的根係,然後將它放在水中。結果發現,植物依然能夠吸收水分。這種來自根係的吸水動力被稱為根壓(可達7個大氣壓)。根壓產生的機理是:植物通過主動運輸吸收土壤中的礦物質的時候,會同時促進水分的吸收。

除了這兩個動力以外,水本身有很大的內聚力,這種內聚力使水分子之間互相結合難以分開,這也是水分能從地下十幾米上升到地上幾十米甚至一百多米的原因之一。