植物小气孔“责任”很重大
2019-04-11陈同强
□陈同强
显微镜下叶面的气孔。
气孔是控制着植物的蒸腾作用与光合作用的重要阀门。如果气孔罢工了,那植物要么热死要么渴死饿死,所以气孔对于植物而言就显得尤为重要。
气孔的蒸腾作用。简单来说就是水蒸汽从植物气孔释放到外界,同时在此过程,让中植物的根系因为蒸腾作用产生的动力,即源源不断吃进水与矿质元素的动力,如此植物就不会饿着不会渴着也不会热坏了。之所以不会热坏了是因为在蒸腾过程中,利用等焓增湿降温的原理,给自己调节体温,进而影响了周围的环境,这就是为什么我们在树荫下比较舒服的原因。
光合作用是植物的第二个重要业务,可以说是我们人类食物最初的来源。在大棚里,利用二氧化碳与水和太阳光,即使是冬天土地也可以长出一颗颗鲜嫩的草莓。
气孔的责任重大,就是因为蒸腾作用释放水蒸气,光合作用吸收二氧化碳都是在气孔的把握下进行的,试想一下,如果气孔罢工,植物两大业务就无法进行,那我们就再也吃不到草莓了。
气孔是一种异型细胞,微观条件下可以变形,生物学上称气孔为保卫细胞,是控制水蒸气释放与二氧化碳进入叶片的门卫细胞,那么气孔的位置在哪里呢?
在显微镜下,叶片正反面上有着肉眼不可见的椭圆形细胞,中间有一个小小的缝,这就是气孔。蒸腾作用与光合作用的主要器官是叶片,因而气孔也主要分布在叶片上。
气孔的开关通过钾离子(K+)来实现。简单的说,气孔通过吞吐钾离子,调节自身水势高低变化,当保卫细胞主动吸收钾离子,其细胞内水势升高,细胞开始吸水膨胀,保卫细胞因为过多的水分就像弓一般张开,气孔打开,当保卫细胞接收到指令,主动排除钾离子,水势降低,此时细胞开始吐出多余的水份,体积变小,如同放完气的气球。此时气孔合上,水蒸气出不去,二氧化碳进不去,因而可以说钾离子是进出保卫细胞的通行证。
气孔的开关靠钾离子来调节。
户外利用塑料袋获取可饮用水的方法——植物蒸腾作用。
蒸腾作用示意图。
植物的光合作用。
人饿了会进食渴了会喝水,植物也遵循自我意识,渴了就喝水,饿了就吸收矿质元素,而植物喝水吸收矿质元素需要推动力,这个推动力就是蒸腾作用。
一定空间内,水蒸气的分布是不均匀的,通常叶片周围的水蒸气含量比较高,当植物感知到周围是合适的环境,就会发出指令,让气孔开放以进行蒸腾作用与光合作用。当叶片周围空气水蒸气含量接近于当下温度时的绝对湿度,即使叶片气孔处于打开状态,气孔里的水蒸气也较难释放到空间去。此时,植物根系对于水的吸收速度就要缓慢许多。在夏季中午时段,温度炎热,湿度又比较低,此时植物的蒸腾作用大量进行,而根系吸收水分的速度要低于蒸腾作用释放的速度,植物为了保护自己避免过度失水萎焉,就会主动关闭气孔,即不进行蒸腾作用也不会进行光合作用,这就是所谓的植物午休。
气孔是水蒸气释放与二氧化碳进入的通道,叶片将吸收的二氧化碳与根系吸收的水,利用太阳光提供的能量,在秘密工厂里,造出碳水化合物有,俗语就是糖,所以能影响植物蒸腾作用的因素就能影响植物的光合作用是否正常进行,而我们可以通过调控温度与湿度,操控植物气孔开放,也就是通过调控温度与湿度,操控了植物的光合作用与蒸腾作用,这让我们可以实现很多大棚蔬菜的种植,不再受限于自然环境。