蒸騰作用

蒸騰作用是指水分從植物表面散失的現(xiàn)象。

水分在植物的表面由液體變成氣體，這過程需要能量，這能量稱為蒸發(fā)潛熱，在大自然中這能量是由太陽供應(yīng)的。

蒸騰作用會在三個地方進行

氣孔：氣孔分布在葉片及綠莖上，水分從植物細胞蒸發(fā)，水汽透過氣孔向外界擴散，在茂密的植物大概有90%的水分是透過這途徑散失的。

角質(zhì)層：水分在表皮細胞的細胞壁蒸發(fā)，并穿過覆蓋著葉片及綠莖的角質(zhì)層，視乎角質(zhì)層的厚度，大約有10%的水分是透過這途徑散失的。

皮孔：水汽透過木質(zhì)莖上的皮孔散失，縱使這是樹木在落葉后水分的主要散失途徑，在一般情況下占水分散失的比例很小。

在不尋常的炎熱天氣下，蒸騰作用可使得植物免于被灼傷，但適應(yīng)了炎熱天氣的植物會有其他更有效的抗熱手段。

在葉片中，水分可以沿三個途徑移動：

質(zhì)粒外途徑：無生質(zhì)粒是指植物體內(nèi)相鄰不絕的細胞壁所構(gòu)成的系統(tǒng)（除了根部細胞內(nèi)的凱氏帶）。細胞壁由纖維組成，有大約50%的空位可以容納水分。當(dāng)水分從由葉肉細胞向氣室蒸發(fā)，在無生質(zhì)粒的水分就會產(chǎn)生張力，透過水分子間的拉力使水分在細胞壁間移動，葉片散失的水分最終由木質(zhì)部內(nèi)的水分補充。

共質(zhì)粒途徑：植物細胞透過胞間連絲彼此相互連接，其詳細機理尚未清晰，但可以肯定水分及溶質(zhì)可以透過這系統(tǒng)移動而無須穿越層層的細胞膜。

液泡途徑：水分在植物細胞間穿過無生質(zhì)粒、共質(zhì)粒及液泡而移動，當(dāng)水分從葉肉細胞（細胞A）蒸發(fā)，細胞內(nèi)的水勢就會下降，相鄰的葉肉細胞（細胞B）的水勢就會比該細胞為高，從而使水分由細胞B移動向細胞A，此亦會使細胞B的水勢下降，令相鄰的葉肉細胞（細胞C）的水勢比細胞B為高，如此類推，使葉片中由高水勢的木質(zhì)部至低水勢葉肉細胞間形成水勢梯度，水分就會從木質(zhì)部移動向葉肉細胞。順帶一提，在此情況下令水勢下降的主因是壓力勢的下降，而非溶質(zhì)勢的下降。

植物從根部吸收到的水分，大約只有1%留在體內(nèi)，用于各種生理過程，而其他的99%會通過蒸騰作用散失，而且數(shù)量很大，一株玉米到結(jié)實為止大約要通過蒸騰作用散失200公斤的水。

蒸騰牽引力（Transpiration pull）是大多數(shù)植物水分往上運輸?shù)膭恿ΑＴ蚴撬值纳⑹沟眠@些部位的胞液濃度上升，水分沿濃度梯度逆重力在木質(zhì)部中往上運輸。詳見植物體無機鹽運送途徑。

植物通過氣孔的開合可以有效控制蒸騰作用對自身的影響。

蒸騰作用在調(diào)節(jié)周邊環(huán)境的溫度濕度方面影響很大?？偟恼f來，樹木茂密的地方，降雨量比較大，溫差也會相對于樹木稀疏的地區(qū)少。

唐元稹詩：“云雷暗交構(gòu)，川澤方蒸騰。 ”

清蒲松齡《聊齋志異·馬介甫》：“坐伺良久， 萬石 頻起催呼，額頰間熱汗蒸騰?！?

鄭振鐸《桂公塘》一：“所難堪的祇是那一陣陣的腥騷氣，就從立足的地面蒸騰上來。”

水分從植物地上部分以水蒸氣狀態(tài)向外散失的過程叫蒸騰作用。水分從植物體內(nèi)散失到大氣中的方式有兩種，一種是以液態(tài)逸出體外，例如吐水；另一方式是以氣態(tài)逸出體外，即蒸騰作用，這是植物失水的主要方式。

首先，蒸騰作用為植物吸收和運輸水分提供動力。葉片的水分散失掉后，葉片細胞液的濃度自然就會提高，于是就產(chǎn)生了向葉脈細胞吸水的動力，這樣葉片就向莖吸水，莖又向根吸水，迫于強大的壓力，根不得不向土壤吸水。

其次，水在從根部向葉片運輸?shù)倪^程中，把溶解于水中的各種養(yǎng)料也一并帶到了植物全身；最后，蒸騰作用還能夠幫助植物降溫散熱。植物像動物一樣也怕烈日的烤曬，為了不至于被烤焦，植物就通過蒸發(fā)水分把熱量從體內(nèi)散發(fā)出去，以保持一定的恒溫。

植物進行蒸騰的主要場所是葉片，蒸騰以兩種方式在葉片上進行：一種是出現(xiàn)在葉片角質(zhì)層上，這是角質(zhì)蒸騰；另一種是出現(xiàn)在葉片氣孔上，這是氣孔蒸騰。由于水分對于植物的生長有著重要作用，所以水分的喪失會對植物造成嚴重的傷害。

為了降低蒸騰對植物的不利影響，植物的葉片表面形成了一層角質(zhì)層，這個角質(zhì)層能夠有效地阻止水分的流失。此外，植物葉片上的氣孔有著精致的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)也能減慢水分的流失速度。所以蒸騰作用的主要方式是氣孔蒸騰。

蒸騰強度亦稱“蒸騰率”。單位時間的葉面蒸騰量。隨植物的生長階段、土壤水分狀況、氣候等因素而變化。

一般用每小時每平方分米所蒸騰的水量（g）來表示，即

Q=m/（t·S）

式中，Q為蒸騰強度，g/（dm²·h）；m為蒸騰的水量，g；t為時間，h；S為葉面積，dm²。

容積法測定植物的蒸騰強度，是將帶葉的植物枝條通過一段乳膠管與一支滴定管相連，管內(nèi)充滿水，組成一個簡易蒸騰計。蒸騰一定時間（t）后，即可從滴定管刻度讀出蒸騰失水的容積，換算成質(zhì)量即為蒸騰的水量（m），然后用質(zhì)量法測定出枝條中葉的總面積（S）。得到以上數(shù)據(jù)后，代入上述公式即可求出蒸騰強度。

質(zhì)量法測定葉面積的原理是：假定一張白紙各部分分布均勻，那么紙的面積（b）就與紙的質(zhì)量（a）成正比，該紙單位質(zhì)量的面積為b/a，即知道質(zhì)量就可求出面積。今將枝條上的葉片的實際大小描在白紙上，并沿筆線剪下來，然后稱其總質(zhì)量（x），則葉的總面積S=（b/a）·x。

(1) 蒸騰作用是植物對水分吸收和運輸?shù)囊粋€主要動力；

(2) 蒸騰作用促進植物對礦物質(zhì)的吸收和運輸；

(3) 蒸騰作用能降低植物體和葉片的溫度；

(4) 蒸騰作用的正常進行，氣孔開放，有利于光合作用中 CO₂ 固定。

蒸騰的器官：葉片（主要），莖及地上部其它器官。

蒸騰的方式：氣孔蒸騰（主要），角質(zhì)蒸騰，皮孔蒸騰。

植物體的各部分都有潛在的對水分的蒸發(fā)能力。當(dāng)植物幼小的時候，暴露在地面上的全部表面都能蒸騰；木本植物長大以后，莖枝上的皮孔可以蒸騰，稱之為皮孔蒸騰。但是皮孔蒸騰的量只占全蒸騰量的 0.1% ，所以，植物的蒸騰作用絕大部分是靠葉片的蒸騰。

葉片的蒸騰有兩種方式：（1）通過角質(zhì)層的蒸騰叫角質(zhì)蒸騰；（2）通過氣孔的蒸騰叫氣孔蒸騰。氣孔蒸騰是植物葉片蒸騰的主要形式。

常用的蒸騰作用的定量指標有：

蒸騰蒸騰速率

植物在一定時間內(nèi)，單位葉面積上散失的水量稱為蒸騰速率，又稱蒸騰強度。

蒸騰蒸騰比率

植物每消耗 1kg水所生產(chǎn)干物質(zhì)的克數(shù)，或者說，植物在一定時間內(nèi)干物質(zhì)的累積量與同期所消耗的水量之比稱為蒸騰比率或蒸騰效率。

蒸騰蒸騰系數(shù)

植物制造 1g 干物質(zhì)所消耗的水量（ g ）稱為蒸騰系數(shù)（或需水量），它是蒸騰比率的倒數(shù)。

蒸騰外界因素

(1) 光：光促進氣孔的開啟，蒸騰增加。

(2) 水分狀況：足夠的水分有利于氣孔開放，過多的水分反而使氣孔關(guān)閉。

(3) 溫度：氣孔開度一般隨溫度的升高而增大，但溫度過高失水增大也可使氣孔關(guān)閉。

(4) 風(fēng)：微風(fēng)有利于蒸騰，強風(fēng)蒸騰降低。

(5)CO₂濃度： CO₂ 濃度低促使氣孔張開，蒸騰增強。

蒸騰降低蒸騰的途徑

(1) 減少蒸騰面積；

(2) 改善植物生態(tài)環(huán)境；

(3) 應(yīng)用抗蒸騰劑。2100433B

植物的蒸騰作用絕大部分靠葉片的蒸騰。但是幼小植物，暴露在地面上的全部表面都能進行蒸騰作用。木本植物長大以后，莖枝上的皮孔也可以蒸騰，稱為皮孔蒸騰。

葉片的蒸騰有兩種方式：①通過角質(zhì)層的蒸騰稱為角質(zhì)蒸騰，角質(zhì)層本身不易讓水通過，但角質(zhì)層中間含有吸水能力強的果膠質(zhì)，同時角質(zhì)層也有孔隙，可讓水分自由通過。角質(zhì)層蒸騰和氣孔蒸騰在葉片蒸騰中所占的比重，與植物的生態(tài)條件和葉片年齡有關(guān)，也就是和角質(zhì)層厚薄有關(guān)。例如：陰生和濕生植物的角質(zhì)蒸騰往往超過氣孔蒸騰。幼嫩葉子的角質(zhì)蒸騰可達總蒸騰量的1/3到1/2。一般植物成熟葉片的角質(zhì)蒸騰，僅占總蒸騰量的3%～5%。②通過氣孔的蒸騰稱為氣孔蒸騰。氣孔蒸騰是植物葉片蒸騰的主要形式。③全表面蒸騰：植物幼小時，暴于空氣中的表面。 ④皮孔蒸騰(lenticular transpiration)：植物莖、枝、 花、果實上的皮孔，占0.1%2100433B

蒸發(fā)蒸騰作用水分通過植物活體表面進行蒸發(fā)的過程稱為蒸騰作用。在蔬菜作物全生育期內(nèi)蒸騰散失的水量占總耗水量的50%～60% ，蒸發(fā)蒸騰作用的意義：蒸發(fā)蒸騰作用產(chǎn)生的拉力是水分吸收的動力，是水分和無機鹽在植物體內(nèi)運輸?shù)膭恿?，還能降低葉片表面的溫度避免陽光灼傷。

氣孔的張開和閉合可以調(diào)節(jié)蒸發(fā)蒸騰作用，使植物體內(nèi)保持適量的水分。當(dāng)氣孔張開時蒸發(fā)蒸騰作用強烈、散失的水分多，當(dāng)氣孔閉合時蒸發(fā)蒸騰作用弱、散失的水分少。影響氣孔的張開和閉合的外界條件有光照和溫度，一般在晴朗無風(fēng)的夏天，土壤水分供應(yīng)充足，蒸發(fā)蒸騰作用強烈，而在陰雨天氣蒸發(fā)蒸騰作用比較弱。植物一天中蒸發(fā)蒸發(fā)蒸騰作用的變化規(guī)律是：清晨日出后，由于光照加強，溫度升高，蒸發(fā)蒸騰作用隨之增強，到午后三時左右達到最高峰，三時以后，光照逐漸減弱，植物體內(nèi)的水分減少，氣孔逐漸關(guān)閉，蒸發(fā)蒸騰作用隨之下降，日落后蒸發(fā)蒸騰作用降到最低點。

植物靠根系從土壤中吸收的水除了很少一部分參加植物體內(nèi)各項生命活動以外，絕大部分通過蒸發(fā)蒸騰作用散失到大氣中去。