植物体内水分输运机理的动力学分析

植物体内水分输运机理的动力学分析
全部视频列播放表本站摘要:本文分别对植物体内毛细作用、渗透作用和蒸腾作用下水分移动的机制进行了详细的动力学分析,推导了三种作用下水分上升高度的计算公式。
关键词:植物  水分运输无纺布折叠机>水貂肉  毛细作用晶振封装  渗透作用  蒸腾作用
雨刷片植物的光合作用等生命活动需要大量的水分,这些水分主要靠根从土壤中吸收,通过根、茎、叶中的导管运输到植株的地上部分。植物对水分的这种吸收及由低到高的输运过程和上升的高度,在植物学、植物生理学等相关文献上没有过多的阐述,部分文献仅从水势或细胞的作用等方面进行简要论述。本文从动力学的角度对水分上升的作用机制进行了详细的分析,推导了三种情况下水分上升高度的估算公式,明确了植物体内水分输运的动力根源,为植物生理学的研究提供了部分理论依据,同时对物理学理论在生物学中的应用具有一定的参考意义。
1毛细作用的动力学分析及水分上升高度的计算
毛细作用下水分的上升取决于液体与管壁之间的接触角、毛细管半径和液体表面张力系数等。
如图1,当毛细管刚插如液体中时,管内外液面等高,但由于毛细管很细,水的内聚力及水与管壁的附着力的作用,管内液面呈弯月面,而弯曲液面具有表面张力,在润湿的情况下表面张力方向向上,这种表面张力会产生一种附加压强,从而使弯曲液面内测的压强低于管外同等高度处的液面的压强。在这种压强差的作用下,管内液面缓慢上升,直到上升的液体产生的压强使管内外同高度处液面压强相等为止。这就是毛细作用的动力学原因。
毛细作用下,很容易导出管内液体上升高度的计算公式为:
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但是植物体内输送水分的木质部分中并没有这种敞口的弯曲液面,虽然有许多空的导管或部分充满水的导管中也有气泡,但是那些起作用的导管却是从顶端到底部完全充满了水的。因此通常所说的毛细管现象不可能在植物体内起作用。即使起作用,它也是一种不重要的力量,因为这种作用只能使水分上升1米左右,对于3~5甚至更高的树木,毛细作用根本就不能解决树冠的供水问题了。

本文发布于:2024-09-24 10:24:45,感谢您对本站的认可!

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