點圖放大認識氣孔、蒸散與植物的水分調節
我們每天替植物澆水。
水被根吸進去以後,會一路往上送到莖與葉片。
但是有沒有想過:
這些水到了葉片以後,最後去了哪裡?
答案可能和很多人想的不太一樣
植物從根部吸收的大部分水,最後會從葉片變成水蒸氣,再回到空氣中。
這個過程,就叫做蒸散作用。
葉片上有許多看不見的「小門」
葉片表面有許多肉眼很難直接看到的小開口,叫做氣孔。
我們可以把氣孔想像成植物葉片上的「小門」。
植物進行光合作用,需要讓空氣中的二氧化碳進入葉片。
可是氣孔一打開,除了二氧化碳可以進來,葉片裡的水分也會以水蒸氣的形式跑出去。
所以氣孔同時關係著兩件事情:
二氧化碳進來,水分出去。
植物必須不斷在「取得二氧化碳」與「減少水分流失」之間取得平衡。
好不容易吸進來的水,為什麼又讓它離開?
看起來好像很浪費,其實不是。
水從根部一路流向葉片,再經由蒸散離開,可以:
幫助水分持續向上運輸、帶動部分礦物養分的運送,也能幫助葉片散熱。
所以蒸散並不是植物在浪費水,而是正常生命活動的一部分。
整個水的旅程可以簡單看成:
介質中的水
↓
根部吸收
↓
往莖、葉運送
↓
到達葉片
↓
蒸發成水蒸氣
↓
經由氣孔離開
↓
回到大氣
植物為什麼會萎凋?
這時就要看植物每天都在進行的一場「水分收支」。
一邊是:
根部吸進來多少水。
另一邊是:
葉片失去多少水。
如果根部補水的速度足以跟上葉片失水的速度,植物通常可以維持正常狀態。
但是如果變成:
葉片失去的水 > 根部補進來的水
細胞失去原本的膨壓,葉片就可能開始下垂、萎凋。
所以:
植物萎凋,不一定代表土裡沒有水。
真正要問的是:
「土裡雖然有水,根現在吸得進去嗎?」
土裡有水,根也不一定吸得順利
影響根部吸水的原因很多。
例如:
介質太乾
→ 沒有足夠的水可以吸。
介質鹽分過高
→ 外面雖然有水,根取得水分會變得比較困難。
根部缺氧或受傷
→ 根的正常生理功能下降,吸水能力也可能受到影響。
還有一個很容易被忽略的因素:
低土溫、低根溫。
根是活的組織,不是一條單純的吸水管。
當根部溫度過低時,根系的生理活動與水分通過根部的能力可能下降,吸水速度因此變慢。
所以即使介質裡明明還有水,植物仍可能因為:
根部補水速度跟不上需要
而出現暫時性的水分失衡甚至萎凋。
另外一邊,也要看葉片失水有多快
除了根吸不吸得到水,也要看葉片正在失去多少水。
例如:
高溫、強光、空氣乾燥、有風
都可能讓葉片的水分散失加快。
所以不同原因最後可能得到很相似的結果:
葉片失水 > 根部補水
↓
膨壓下降
↓
葉片下垂、萎凋
因此「萎凋」是一個我們看到的現象,背後的原因卻不一定相同。
看到植物萎凋,不能只有一個反應:
「缺水了,趕快澆水!」
有時候水已經很多了,再繼續澆,反而可能讓根部環境變得更差。
水分流失太快,植物也會想辦法「關門」
當葉片失水太快,而根部來不及補水時,植物會進行調節。
其中一個重要方法,就是:
把氣孔關小。
氣孔關小,可以減少水分繼續散失。
但是另一方面,二氧化碳也比較不容易進入葉片,光合作用可能因此受到限制。
所以植物其實一直在做一件事情:
既要取得二氧化碳,又不能讓自己失去太多水。
這就是植物的水分調節。
所有植物都是白天開氣孔、晚上關氣孔嗎?
不完全是。
不同植物為了適應不同環境,也發展出不同策略。
大多數常見蔬菜、花卉及樹木屬於 C3植物,通常主要在白天進行氣體交換。
玉米、甘蔗等屬於 C4植物,在高溫、強光環境下通常具有較好的水分利用效率。
而仙人掌及許多多肉植物屬於 CAM植物,它們主要選擇在比較涼爽的夜間打開氣孔吸收二氧化碳,以減少炎熱白天的水分散失。
但是要注意:
CAM植物比較會「省水」,並不代表「不需要水」。
耐旱與不用澆水,是完全不同的事情。
C3、C4、CAM的差異,我們以後有機會再單獨介紹;這裡只要先知道:
不同植物,也有不同的水分調節策略。
種植物,不能只問「有沒有澆水」
看到這裡,其實不需要記很多專有名詞。
只要先記住:
根——把水吸進來。
莖與木質部——把水往上送。
葉——使用水,也會失去水。
氣孔——調節水分出去的速度。
植物真正要維持的,就是:
吸進來的水與失去的水之間的平衡。
所以照顧植物時,我們不能只問:
「今天有沒有澆水?」
還應該再想:
「介質裡有水嗎?」
「根吸得進去嗎?」
「水送得上去嗎?」
「葉片現在失水快不快?」
當我們開始這樣思考,就會發現:
很多看起來一模一樣的「萎凋」,真正的原因可能完全不同。
植物的水分管理,真正要了解的從來不只是:
多久澆一次水。
而是整株植物如何完成:
吸水 → 運水 → 用水 → 失水 → 調節
這一整套不斷變動的生命過程。
新生種苗園 —— 植物栽培原理分享