根部向上供水

文/田中修 |2023.12.01
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圖/田中修

文/田中修

世界上最高的樹有115.5公尺高,相當於30多層樓的建築物。這棵最高的樹是2006年9月發現於美國紅木國家公園的加洲紅杉。

根壓送水 蒸散作用


這麼高的樹,根所吸收的水分如何向上輸送到末梢的芽和葉呢?原來植物輸送水分的時候,根會產生一股力量,將水分向上推送,此即「根壓」(root pressure)。因此,若將植物的莖或樹幹切開,過一會兒,可以看見水珠匯聚在切口上。

將絲瓜的莖部切斷,液體會從切口滲出來,此液體稱為「絲瓜水」,可當成化妝水和止咳藥使用。把莖部切斷液體會滲出來的現象,是因為根將莖部中的液體往上推送。

由此可知,根具有將水分向上推送的力量,稱為「根壓」。可是,光靠根壓的力量,不要說高大的植物,連低矮植物也無法將水分輸送至末梢。

由於植物的葉子會藉由蒸散(transpiration)作用,將水以水蒸氣的形式,散發至空氣中。蒸散是指水變成水蒸氣,從葉子上的小孔排放出去。這些葉子上布滿的小孔,稱為「氣孔」(stoma)。

從下到上 水分內聚

葉子蒸散出來的水分,來自於根吸收的水,由莖部的導管輸送至葉子。導管內部充滿水分、沒有氣泡。在這樣的狀態下,水分子之間會產生強烈的鍵結力,連在一起。這股讓水分子緊緊連在一起的力量,稱為「內聚力」(cohesion)。導管往下連結根,往上連結葉子的氣孔,而且導管中的水分子之間有著強烈的鍵結力,不會被氣泡截斷水柱。因此,當葉子的水分變成水蒸氣,從氣孔排入空氣中,還在導管中的水分,即會受排出的水分牽引,而往上提拉。所以,水分從末梢葉子蒸散出去,底下的水分也會跟上來。

這是植物供水至末梢的主要機制。為了從地底下的根供水至地面上的莖和枝幹末稍,葉子會行蒸散作用,排出水分。

內容與圖節錄自《三小時讀通植物學》,世茂出版授權使用

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