植物の水

草本植物では、通常、水は新鮮な重量の90%以上を占めていますが、まれに70%以下になることもあります。 木本植物では、生重量の50%以上が水である。 植物の水分の60〜90%は細胞内に存在し、残りの10〜40%は主に細胞壁に存在します。

植物内の水の総量は、植物の一生の間に蒸散する水の総量に比べて非常に小さいものです。

植物内の水の総量は、その一生の間に蒸散される水の総量に比べて非常に少なく、1日単位で見ても、暖かく晴れた日に1日分の蒸散量を十分に緩衝するには不十分です。

細胞内に含まれる水の主な機能は、細胞や組織の収縮を維持することです。

細胞に含まれる水の主な機能は、細胞や組織の収縮を維持することです。

細胞に含まれる水の主な機能は、細胞や組織の収縮を維持することです。 水はその高い誘電率のため、多くの鉱物や有機物の溶質の溶媒として働き、細胞内や植物全体への輸送を可能にする。 また、光合成によるCO2の還元など、細胞内の化学反応にも水が直接関与している。 冷却も水の主な機能の一つである。

植物の水の状態は、植物の成長と発達、つまり農業システムにおける作物の生産性、および自然システムにおける植物の生存を決定する主要な要素です。 ほとんどすべての植物の生理的プロセスは、植物の水分量に直接または間接的に影響を受けます。

植物の水分状態は、大気、植物、土壌の様々な要因の相互作用の総和です。

植物の水の状態は、土壌の水の利用可能性、大気中の需要(放射線、湿度、温度、風によって決まる)、根系の吸水能力と植物の吸水した水を蒸散する葉に運ぶ能力、蒸散を調節するための気孔の反応など、すべてが植物の水の状態に大きく影響します。

植物の水の状態は、一般的に水ポテンシャル(Ψ)によって特徴づけられます。

植物の水分状態は、一般的に水ポテンシャル(Ψ)によって特徴づけられます。水ポテンシャルは、水の自由エネルギー状態を示す指標であり、土壌・植物・大気の各構成要素に適用できるため、これらの構成要素間の水の動きを考慮することができます。 理論的には、1モルの水を植物(または土壌)内の選択された地点から、同じ温度、大気圧の純水の基準地点まで移動させるのに必要な仕事を表しています。 Ψは、基準点でのゼロから植物や土壌内での負の値まで変化する。

葉は、植物と大気の間でCO2とH2Oの交換がほとんど行われている植物の器官です。 CO2の内向き拡散の経路は、H2O蒸気の外向き拡散の経路とほぼ同じです。 植物内の飽和した表面から乾燥した大気へのH2O蒸気の外向きの拡散は、H2O蒸気の分圧の勾配に沿って行われる。 光合成によるCO2固定を最大化するためには、日中にできるだけ長く気孔を開けておく必要がある。

葉の水分状態(Ψとする)は、蒸散によって大気中に失われる水分(T)と、植物が土壌から吸収する水分(土壌の水ポテンシャル(ψsoil)と根や芽の水分移動に対する抵抗力(r)の組み合わせ)のバランスで決まります。

ψ=ψsoil-Tr

飽和土壌(ψsoil=0)であっても、蒸散が起こるとΨは負になります。 日中は、主に土壌から根の木部組織への水の流れに対する抵抗が大きいため、水分の吸収が蒸散よりも遅れます。 朝になって大気中の蒸発要求が高まると、蒸散が増加し、水が蒸発している細胞の水ポテンシャルが低下する。 植物の内部では、水は、Ψが高い葉の非蒸発性柔細胞から蒸発性細胞に向かって移動し、Ψ勾配が形成される。 この勾配が植物-土壌系全体に伝わり、継続的な水の移動が可能になる。 午後になると、大気中の蒸発需要が減少するため、蒸散量は減少する。 しかし、根による水の吸収は、柔細胞が完全に水分を補給し、そのΨが土壌のΨと等しくなるまで続きますが、これは通常夜間に起こります。 この段階で、植物と土壌の水は平衡状態となり、根による吸収は停止する。 特定の気候条件(夜間の蒸気圧不足が大きい、風がある)の下では、夜間に蒸散が起こる種もあるが、その場合、一般的には昼間の蒸散に比べて相対的に少なくなる。 しかし、夜間の植物と土壌の水分ポテンシャルの平衡化を妨げるのに十分な量であることもあります

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