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“水是生命之源”,这句话一点没错。水在植物的生长过程中起着不可替代的作用,如果缺水,植物无法进行光合作用,就无法产生能量和营养供给自身生长消耗;如果缺水,植物的细胞会因失水而脱水死亡。 但是有些植物却能在极度干旱的情况下,将体内大量水分通过蒸腾作用输送到植株的各个部分供其利用,而不至于自己枯死,这种本领被称为“抗旱性”。 那么,什么是蒸腾作用呢?它有什么特点?又是由什么生理过程实现的?我们又该如何运用这些知识来指导农业生产呢?带着这些问题,我们一起走进今天的内容吧!

一、蒸腾作用

1.定义:蒸腾作用是指水分以气体状态从叶片的表面(主要是气孔)散失的过程。这个过程需要吸收热量。蒸腾作用不仅会使植物失去一部分水分,同时也会使叶片的温度升高,这就是为什么我们在叶片上喷洒清水后,会立即感觉到温度下降的原因了。所以蒸发作用就像大气中的“冷暖气机”一样。

2.原理:由于水的沸点比空气要高,因此当热水被蒸发时,水分子就会不断运动并扩散到周围的冷空气中,从而使整个系统的温度逐渐上升。但这个过程是不可逆的,也就是说高温的水始终会蒸发变成水蒸汽,而空气中的热量则会不断被水分子携带走。所以如果没有持续不断的供应水源,所有的生物都会因为高温而死亡。

二、蒸腾作用的途径及意义

1.途经:植物体内的水分主要是通过叶片上的气孔进入叶肉细胞的,这部分水分最终会随着新陈代谢进入根部,再由根系从土壤里吸收水分供给其他部位使用。当然,在叶片和气孔之间还有一些其它的通道也参与运输过程,但是这部分水量很小,可以忽略不计。

2.意义:对植物来说,蒸腾作用是一个损耗能量的过程。虽然从整体而言,它是水在植物体内循环的动力,是植物进行新陈代谢的重要环节之一,但由于水在体内的循环路径很长,而且需要不断地传递信息给各个细胞,因此它的效率是很低的。据统计,大约只有2%左右的吸收水分能够真正被细胞利用。

三、影响蒸腾作用的因素

1.外界因素(光、温、风)

(1)光照强度:一般来说,光照越强,蒸腾作用就越强烈。但是如果在阳光下长时间暴晒,蒸腾作用过强也会导致植株缺水而死亡。我们既要重视阳光的作用,也要学会合理调节,才能为作物提供最佳的生长环境。

(2)温度:温度会影响酶的活性,从而影响物质的吸收和转换速度,最后直接或是间接影响到蒸腾作用。例如低温条件下,植物的耗水量会显著减少;而在高温环境下,蒸腾作用则可能会成倍增加。我们要根据季节的不同、地区温差的大小及时给农作物补充水分。

(3)风力:风能够吹散聚集在地面的粉尘,起到净化空气的作用;但同时它也会带走叶片表面的水汽,增加蒸腾作用。风向还会影响阳光的照射强度和时间,进而改变植株间光照条件的差异,从而导致植物之间蒸腾作用的差距。

2.内部因素(器官、细胞)

(1)叶片大小:一般情况下,同等面积的叶片,大叶子要比小叶子的蒸腾作用弱一些,因为这会导致它们吸收相同的热量所需要的时间更长,也就是温度上升得会更缓慢些。所以,我们在种植作物时,要合理修剪枝叶,尤其是一些矮灌木和草本植物,更不要让它们过度密挤,这样才能充分接受阳光雨露,促进营养物质的合成与累积。

(2)叶片厚度:一般而言,叶片越厚的植物,其蒸腾作用也相对较弱,这主要是因为叶片厚度增加,它能吸收的热量会增加,温度上升的速度会相对减慢。反之,那些叶片薄的植物,它们的蒸腾作用就比较旺盛。所以同种类植物,身高体重差异较大的,比如高大的乔木和矮小的灌木,它们对水分的需求也是不同的。

(3)细胞间隙:除了叶片本身的因素外,细胞之间的间隙也会影响蒸腾作用的效果。一般来说,细小的植物比高大树木的蒸腾能力要强得多。这是因为细小的植物,它们体内的细胞大多排列紧密,中间空隙较少,这就使得水分难以迅速地传递到植株各部,只能缓慢地进行渗润。 而高大树木的细胞往往比较松散,彼此间的空隙比较大,只要有一点水分就能迅速传递到各处,从而提高了蒸腾效率。所以,同样是果树,苹果相比荔枝,其蒸腾特性就更接近于细小而散乱的杨树。

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