内聚力-张力学说中关于负压的几点疑问

内聚力-张力学说(C-T学说)是目前解释高大树木体内水分上升机理的唯一理论,但对其的质疑从来没有停过。本文就该理论中关于负压的使用提出几点疑问。在C-T学说中,张应力(单位面积上受到的张力)具有和大气压强、静水压强、水势相同的单位-帕斯卡,且都可为负值,即负压。由于四者单位相同,张应力的负压被等同于负的大气压强、负的静水压强和水势。然而,四者具有不同的物理意义,不能相互比较和代替。负的大气压强和负的静水压强在物理学上不存在;水分在水势的作用下可以自由扩散,水分子间内聚力消失,而被蒸腾拉力往上拽时水分子间需要具有强大的内聚力才能承受张应力,因此,植物体内水分的水势和张应力不可能共存。张应力、水势、大气压强和静水压强四种负压只有一种是存在的,C-T学说需要对该理论中涉及到的负压进行重新合理的诠释。     

渗透压在植物体内水分运输中的作用

对渗透压和毛细现象的定量研究表明：在植物体内水分运输过程中，毛细上升只能说明小型植物水分向上移动的范围，而对高大植物（几十米高的大树）来说，渗透压起重要作用。植物生理学中认为，植物体内水分上升的动力来自“根压”和“蒸腾拉力”。“根压”的产生是由于植物细胞内存在着渗透压，“蒸腾”则是由于植物顶部水势高，而顶部大气水势低，致使水分向上渗透而产生拉力。因此，在植物体内水分运输过程中，可认为渗透压起重要作用。     

沙区五种珍稀濒危植物水分生理指标测定及分析

本文在测定沙区５种珍稀濒危植物的水分生理指标的基础上，分析了其抗旱性，意在探讨适应干旱环境的特性。研究结果表明：矮沙冬青保水能力与吸水能力强，对干燥炎热的环境有很强的适应性；银沙槐蒸腾强度大，失水快，但吸水力强，补偿水分快；裸果木通过强的保水力适应干旱；绵刺以强的吸水力和抗脱水力适应环境；准噶尔无叶豆以体内水分自我调节作用适应大气干旱。     

植物的抗高温耐干旱性能

盛夏,赤日炎炎,焚风过热,暑威逼人。一般植物的各种生理机能、生化效应急剧变化,主要表现在:一、体内各部位水分平衡失调,根压减弱,蒸腾大于吸水,引起树干干燥开裂,林木枯枝、老叶的水分流向幼叶     

活立木生理干燥过程中水分传输和散失机制探讨

木材中的水分会严重影响木材加工和使用性能,必须通过干燥使木材含水率控制在适宜范围内。常规蒸汽干燥耗能大、干燥缺陷多,热泵除湿干燥、太阳能干燥等新型节能干燥技术工业化应用尚不理想,因此,本文从木材水分来源和树木水分生理特性出发,探讨基于蒸腾作用降低木材水分的活立木生理干燥理论和技术,并从水分与植物生理的角度阐述活立木生理干燥的理论基础。通过分析树叶水分蒸发研究进展,总结叶内水分可能的3种蒸发位点,即暴露在内部气体空间的所有叶肉细胞和表皮细胞、气孔下腔室周围大部分区域的叶肉细胞和表皮细胞以及气孔下腔室周围其他区域的叶肉细胞和表皮细胞。通过分析植物体内水分传输机制研究进展和现状,总结植物叶内水分传输的3种可能途径,即通过胞间连丝的共质体传输途径、通过水孔蛋白的跨细胞传输途径以及通过未栓化细胞壁的质外体传输途径。阐明被广泛用于解释木质部水分长距离运输的内聚力-张力学说,分析其目前存在的争论及一些新提出的学说,如补偿压学说、多驱动力学说或水门学说,并分析木质部水分运输过程中时常发生的空穴和栓塞现象及其可能的恢复机制。在此基础上,提出今后研究活立木生理干燥过程中水分传输和散失机制的几个重点和方向:一是探讨生理干燥过程中处于水分胁迫状态下树叶叶孔蒸腾和角质层蒸腾之间的关系;二是探讨生理干燥过程中处于严重水分胁迫状态下树木叶内水分传输途径和蒸发位点;三是探讨纹孔等微观构造在木质部水分长距离传输中的作用以及在空穴和栓塞产生和恢复过程中的作用;四是探讨生理干燥过程中木质部内空穴和栓塞的产生和恢复机制及其对水分长距离传输的作用和影响。     

关于植物吸水动力的新见解

叶肉细胞产生的渗透吸力和根细胞产生的渗透压力是水分吸收运输的主要动力。根压是吸水结果而不是吸水动力。蒸腾只是一个失水过程而不能直接产生吸水动力,所谓蒸腾拉力是叶肉细胞通过渗透吸水在导管内产生的负压。水分的吸收运输完全是建立在渗透平衡基础上进行的。     

香椿栽后为何发芽迟

一、干旱大伤苗木元气。苗木体内水分是它的生命源泉。冬季无雨干旱严重,使苗木吸水和失水之间形成不平衡状态,造成树体原生质脱水增多,代谢强度自然减弱,苗木生活力大大降低,土壤长期(150多天)得不到水分时,苗木就会接近生理干旱或半干旱状态,处     

苗木掘起后根系吸水与根系再生的生理

苗木根系从土壤中吸收水肥的途径有二:一是经过根毛、表皮、外皮、皮层之类各细胞内部流进中柱导管;另一个是经过细胞间隙被吸进组织内部。前者是主动性吸水,它与细胞质的浓度和活力有关。后者是被动性吸水,是由于地上部分蒸腾引起导管产生负压所致。至于主动性吸水,即使把地上部分切断后,由于根的吸水作用,水分仍被送往地上部分,而由断面流出。如在树木生长期间根系吸水强烈时采伐,或采伐后持续相当长时间内,仍会从伤口流出水分。落叶阔叶树将开叶之前,根的吸水作用开始旺盛,经常可以看到水分从伐桩断     

内聚力-张力学说的新证据(英文)

虽然内聚力 -张力学说已经建立了一个多世纪 ,但要完全接受它仍有一些问题 ,因为它的一个推论是很难证实的 ,即木质部导管中存在大的负压 .特别是近年来木质部压力探针和Z型管试验的结果表明 ,引起空穴的木质部压力仅在 - 0 5MPa以上 .有人根据这一结果认为必须对木质部水分运输的内聚力 -张力学说加以修正 .但是 ,目前又有两个研究小组应用相似改良的Z型管方法测定了产生空穴的木质部压力 .他们的结果显示 ,不同树种木质部导管保持水分传导的压力范围在 - 1 2MPa到- 3 5MPa以下 .这表明树木木质部导管中存在较大负压 ,从而有力支持了内聚力 -张力学说     

雷竹开花期内源激素、氨基酸和营养成分含量变化

竹类植物开花较罕见 ,对其开花的原因也有不同的学说 ,如病理学说、营养学说、周期学说、个体变异和突变学说、气候学说等 (毛高喜等 ,1996 ;周芳纯 ,1998) ,但有学者认为内源激素对植物的开花有一定的调节作用 (王锋 ,1990 ;梁武元等 ,1986 ;王白坡等 ,1999;马国华等 ,1995 ;王彦清等 ,1998;陆军等 ,1993)。根据植物生长习性 ,开花植物有 2种不同衰老方式。其中一类是一生中只开一次花 ,即在开花结实后整株植株就衰老死亡 ,这类植物称为单稔植物 ,竹类植物就属于这一类植物。植物内源激素是体内十分重要的活性物质 ,它参与并调整植物的新陈…     

树木体内水分长距离运输的负压传递机制

蒸腾能使木质部产生不超过-0.1MPa的有限负压,这个负压在木质部内自上而下依次向下传递。水分在导管或管胞内所受的吸附力、毛管力、真空力等综合作用力要大于或等于所受的重力,这个综合作用力可以将水分托住而不受重力作用而下移,使水分在负压作用下以分段移动的方式从根部上升到植物顶端。空穴和栓塞是两个不同的概念,其形成过程、恢复机制都有其本质的不同。空穴的发生与负压和水分的分段移动有密切的关系。     

植物水分代谢与苗木栽培管理

植物由根系中的根毛从土壤中吸收水分,当植物体内的水分达到平衡状态时,根系吸收的水分发能够补充叶面的蒸腾,水分可以均衡地分配到所有的器官和组织,满足植物生长和发育的需要.     

森林与生态因子—水

一、水的生态意义: 水是建造植物体的主要原料——氢的来源,又是构成植物体的无机成分之一。从活细胞的原生质,到林木种子都含有不同量的水分。树木的生命活动要在有水分的条件下才能进行。水是植物体从环境中摄取营养物质的唯一溶剂,又是植物体内物质运输的载体和动力。水可以使树木的一些组织保持膨胀状态,使一些器官保持一定的形状和功能,还可以通过蒸腾使树木的温度状况得到调节。如果树木失去了过多的水分,就会使它的生理机能受到抑制而产生萎蔫、甚至死亡。水也是植物繁殖、种子迁移的动力,许多     

植物水分代谢与苗木栽培管理

植物由根系中的根毛从土壤中吸收水分,当植物体内的水分达到平衡状态时,根系吸收的水分能够补充叶面的蒸腾,水分可以均衡地分配到所有的器官和组织,满足植物生长和发育的需要。反之,植株的细胞会失去膨胀状态,叶子和幼茎出现下垂、萎蔫。     

宁夏盐池沙地水分动态研究初探

采用沙地土壤定位研究方法,系统地研究了毛乌素沙地土壤的水分特性及SPAC(土壤-植物-大气连续体)中水势的变化规律.结果表明(1)经验方程θ=AS-B对该地区的土壤水分特征曲线有良好的模拟性,该区土壤的水分特性为持水量低,供水力小,耐旱性差;(2)水分从树叶扩散到大气中的阻力是土壤-植物-大气连续体中水分传输的主要阻力,土壤水势的变化受降雨、土壤蒸发和林木蒸腾的共同影响,林地的土壤水分表现出明显的季节性变化,树木的叶水势日变化呈明显的单峰曲线,树木受到水分胁迫时水势最低值出现的时间前移,大气水势、土壤水势与叶水势之间均具有一定的相关性.     

宁夏盐池沙地水分动态研究初探

采用沙地土壤定位研究方法，系统地研究了毛乌素沙地土壤的水分特性及SPAC(土壤-植物-大气连续体)中水势的变化规律。结果表明：(1)经验方程θ=AS^-B对该地区的土壤水分特征曲线有良好的模拟性，该区土壤的水分特性为：持水量低，供水力小，耐旱性差；(2)水分从树叶扩散到大气中的阻力是土壤-植物-大气连续体中水分传输的主要阻力，土壤水势的变化受降雨、土壤蒸发和林木蒸腾的共同影响，林地的土壤水分表现出明显的季节性变化，树木的叶水势日变化呈明显的单峰曲线，树木受到水分胁迫时水势最低值出现的时间前移，大气水势、土壤水势与叶水势之间均具有一定的相关性。     

SPAC的水势热力学系统

在植物生理学史上,最初用热力学原理去考察植物细胞水分关系的学者是我国著名植物生理学家汤佩松教授和著名热力学家王竹溪教授。汤佩松与王竹溪(1941)提出,用水的化学势标志细胞的水分状态,用细胞与其环境之间水的化学势差标志细胞吸水或失水,用水的蒸气压差测定细胞与其环境之间水的化学势差。同一时期Edlefsen认为,水的移动是沿自由能梯度而发生的。1947年Broyer建议植物的水分移动也用同一方法解释,但是植物学家当时对于根据热力学来解释尚不易接受,直到1960年slatyer和Taylor的论文出现后水势这一概念才开始被人采用。1966年Kramer     

性能各异的特种水泥

吸水水泥。日本鹿岛建设公司研制出具有吸水功能的水泥。使用这种水泥混合而成的混凝土,其表面可自然生长出植物。一般混凝土为防止内部钢筋腐蚀,仅能吸收其重量3%的水分,而这种吸水水泥因掺有植物纤维,其重量不仅减轻了30%,并且最多可吸收占其重量35%的水分。另外,这种水泥并不因吸有大量水分而使其强度下降。这种水     

用根压法研究竹子的耐旱、耐寒性

水分在植物体内长距离传输是植物水分研究中一个很重要的研究方向(Tyree,1997;Steudle,2001;Zimmermann et al.,2002;2004)。木质部管道分子(导管或管胞)是植物体内水分长距离运输     

沙区隔墒法植苗造林

沙区隔墒法植苗造林邵飞舟谢文梅（内蒙古自治区乌审旗林业局０１７３００）沙区土壤干燥，地表蒸发强烈，植苗造林常因根系吸水困难，植株体内出现水分亏缺，而干枯死亡。利用隔墒法减少根系土壤水分损耗，保留水分供给植株吸水、生根，使得植株体内水分平衡，提高造林成...