증산

Transpiration
이 기사는 식물의 증식에 관한 것이다.인간과 동물의 생리학에서의 증산은 땀과 다한증을 참조하십시오.
증산 개요:
  1. 물은 수동적으로 뿌리로, 그리고 나서 목부로 운반된다.
  2. 응집력과 접착력은 물 분자가 목질부에서 기둥을 형성하게 한다.
  3. 물은 목질에서 중엽세포로 이동하고, 표면에서 증발하며 기공을 통한 확산에 의해 식물을 떠난다.
목질 내 물의 증산
토마토 잎의 스토마(Stoma)를 색칠한 주사 전자현미경으로 표시
아마존 열대우림의 이 이미지 속의 구름은 증발 증식의 결과이다.

증산은 식물이 물을 이동시키고 잎, 줄기, 꽃과 같은 공중에서 증발하는 과정이다.물은 식물에 필요하지만 뿌리가 흡수하는 적은 양의 물만 성장과 신진대사에 사용된다.나머지 97~99.5%는 증산과 [1]내장에 의해 손실된다.잎 표면에는 기공(단일 기공)이라고 불리는 기공이 점점이 있고, 대부분의 식물에서는 잎의 밑면에 더 많다.기공은 [2]모공을 열고 닫는 가드 세포와 기공 부속 세포로 둘러싸여 있습니다.증산은 기공 구멍을 통해 일어나며, 광합성을 위해 공기에서 이산화탄소가스의 확산을 허용하기 위해 기공의 개방과 관련된 "비용"으로 생각될 수 있습니다.증산은 또한 식물을 식히고 세포의 삼투압을 변화시키며 뿌리에서 새싹까지 미네랄 영양소와 물의 대량 흐름을 가능하게 한다.토양에서 뿌리로의 물의 흐름 속도에 영향을 미치는 두 가지 주요 요인은 토양의 유압 전도율과 토양을 통과하는 압력 구배 크기입니다.이 두 가지 요인 모두 목질을 [3]통해 뿌리에서 잎의 기공으로 이동하는 물의 대량 흐름 속도에 영향을 미칩니다.

뿌리에서 잎으로의 액체 물의 대량 흐름은 부분적으로 모세관 작용에 의해 추진되지만, 주로 물의 전위차에 의해 추진된다.대기 중 수분 전위가 기공의 잎 공역 내 물 전위보다 낮으면 수증기는 구배를 따라 내려가 잎 공역에서 대기 중으로 이동한다.이 움직임은 잎 공역에서의 물의 가능성을 낮추고 중엽 세포벽에서 액체 상태의 물의 증발을 일으킨다.이 증발은 세포벽에 있는 물의 메니시에 대한 장력을 증가시키고 반경을 감소시켜 세포 안의 물에 가해지는 장력을 감소시킨다.물의 응집력 있는 특성 때문에, 장력은 잎 세포를 통해 잎과 줄기 목질부로 이동하는데, 여기서 물이 [4]뿌리로부터 목질부를 끌어올릴 때 순간적인 음압이 생성됩니다.잎 표면에서 증발이 일어날 때, 접착과 응집성의 특성은 함께 작용하여 뿌리, 목질 조직, 그리고 [5]기공을 통해 식물 밖으로 물 분자를 끌어냅니다.키가 큰 식물과 나무에서는 물이 기공에서 대기로 확산되어 식물 상부의 정수압(물)이 감소해야만 중력을 극복할 수 있다.물은 삼투에 의해 뿌리에 의해 흡수되고, 용해된 미네랄 영양소는 목질을 통해 그것과 함께 이동합니다.

응집장력 이론은 잎이 어떻게 목질을 통해 물을 끌어당기는지를 설명한다.물 분자는 서로 달라붙거나 응집력을 보인다.물 분자가 잎 표면에서 증발하면서,[6] 그것은 인접한 물 분자를 끌어당겨 식물을 통해 지속적인 물의 흐름을 만든다.

어원학

우리는 그것을 "횡단"을 의미하는 라틴어 명사인 트랜스(trans), 그리고 "숨쉬다"를 의미하는 라틴어 동사 sprrarare에서 유래한 스피레이션으로 나눌 때 그 단어의 증산의 역사를 볼 수 있다.운동 접미사는 "행동"의 의미를 더하고, 그래서 우리는 말 그대로 "숨을 쉬며 건너가는 행동"이라는 것을 알 수 있습니다. 이것은 식물 잎에서 나오는 증기 방출을 명확하게 식별합니다.

모세관 작용

모세관 작용은 액체가 중력과 같은 외부 힘의 도움이나 반대 없이 좁은 공간에서 흐르는 과정입니다.그 효과는 페인트 브러시의 털 사이, 얇은 튜브, 종이와 석고와 같은 다공질 재료, 모래와 액화 탄소 섬유와 같은 일부 비다공질 재료 또는 생체 세포에서 액체를 끌어내는 것에서 볼 수 있다.액체와 주변의 고체 표면 사이의 분자간 힘 때문에 발생합니다.튜브의 직경이 충분히 작을 경우 표면 장력(액체 내 응집력에 의해 발생)과 액체와 용기 벽 사이의 접착력 조합이 [7]액체를 추진합니다.

규정

식물은 기공 개구부의 크기를 조절함으로써 증산 속도를 조절한다.증산 속도는 또한 경계층 전도율, 습도, 온도, 바람, 입사 햇빛과 같은 잎 주변 대기의 증발 수요에 의해 영향을 받습니다.지상 요인들과 함께, 토양 온도와 습기는 기공 [8]개구부에 영향을 미칠 수 있으며, 따라서 증산 속도에 영향을 미칠 수 있습니다.식물에 의해 손실되는 물의 양은 식물의 크기와 뿌리에서 흡수되는 물의 양에 의해서도 달라진다.증산은 잎과 어린 줄기가 식물에 의한 수분 손실의 대부분을 차지한다.증산은 리터당 2260kJ의 큰 잠열로 인해 증발수가 열에너지를 빼앗아 가기 때문에 식물을 증발 냉각시키는 역할을 한다.

특징 증산에 미치는 영향
잎수 더 많은 잎(또는 가시 또는 다른 광합성 기관)은 기체 교환을 위한 더 큰 표면적과 더 많은 기공을 의미합니다.이것은 더 큰 수분 손실을 초래할 것이다.
기공수 기공이 많을수록 증산을 위한 모공이 많아집니다.
잎의 크기 표면적이 큰 잎은 표면적이 작은 잎보다 빨리 전이된다.
식물 큐티클 유무 왁시 큐티클은 수증기와 수증기에 비교적 투과성이 있어 기공을 경유하지 않는 한 식물 표면으로부터의 증발을 저감한다.반사 큐티클은 태양열을 줄이고 잎의 온도 상승을 줄여 증발 속도를 감소시킵니다.잎 표면에 있는 트리콤이라고 불리는 작은 털 같은 구조 또한 잎 표면에 높은 습도 환경을 조성함으로써 수분 손실을 억제할 수 있다.이것들은 많은 건생식물에서 발견될 수 있는 물의 보존을 위한 식물의 적응의 몇 가지 예입니다.
가벼운 공급 증산의 비율은 기공 개도에 의해,고 이 작은 모공 광합성 특히를 위해 열려 조정된다.거기에 있는 동안 이( 같은 밤이나 CAM광합성)에도 예외는 있지만 일반적으로 가벼운 공급 공개 stomata을 권장할 것이다.
온도 온도 두가지 방법으로 비율에 영향을 주다.

1)증발의 요금 부담 증가 기온 상승으로 인해 수분의 손실을 재촉할 것이다.
2)잎 밖에서 상대 습도 축소는 수분 퍼텐셜 기울기를 늘릴 것이다.

상대 습도 Drier 환경 등 증산 작용의 증가는 더 가파른 수분 퍼텐셜 기울기를 준다.
바람 아직도 공기 속에서 물 증발 때문에 증기가 가깝게 잎 표면에 모을 수 있는지를 잃었다.내면으로부터 나온 잎 밖의 물을 잠재적인 기울기 살짝 적기, 물 손실의 속도가 감소한다.바람이 잎 표면 근처에 이 수증기의 대부분은 잠재적인 경사도 급격할 수 있고 주변 공기로 물 분자의 확산 속도를 내고 있었다.바람에서도 수증기로 더 천천히 움직이는 공기는 잎 표면의 옆에 얇은 경계층에도 있을지도 모른다고.나뭇잎이 바람 더 강한 비만 이 계층어야 하며, 그 가파른 수분 퍼텐셜 기울기 쉬울 것이다.
물 공급 물은 스트레스는 흙에서 제한 급수로 인한 기공 폐쇄와 증산 작용 비율을 줄일 수 있다.
  • The effect of temperature on the transpiration rate of plants.

    온도의 식물의 증산 속도에 미치는 영향

  • The effect of wind velocity on the transpiration rate of plants.

    풍속의 식물의 증산 속도에 미치는 영향

  • The effect of humidity on the transpiration rate of plants.

    습도가 식물의 증식 속도에 미치는 영향.

몇몇 건생식물들은 수분 결핍 동안 나뭇잎의 표면을 감소시킬 것입니다.온도가 충분히 시원하고 수위가 적당하면 잎은 다시 팽창합니다(오른쪽).

성장기 동안, 나뭇잎은 자신의 무게보다 몇 배 더 많은 물을 배출할 것이다.옥수수 1에이커는 매일 약 3,000~4,000갤런의 물을 방출하고, 큰 떡갈나무는 연간 40,000갤런의 물을 배출할 수 있습니다.증산비는 생성된 건조물 질량에 대한 물의 질량의 비율이다. 작물의 증산비는 200에서 1000 사이(즉,[9] 생성된 건조물 kg당 농작물 식물이 200에서 1000 kg의 물을 증산한다)로 떨어지는 경향이 있다.

식물의 증산 속도는 포토미터, 리미터, 기압계, 광합성 시스템, 온도계 수액 유량 센서를 포함한 많은 기술로 측정될 수 있다.동위원소 측정 결과 증산이 증발 [10]증산의 더 큰 성분인 것으로 나타났습니다.물의 안정 동위원소에 대한 전지구적[11] 연구의 최근 증거는 방출된 물이 지하수 및 하천과 동위원소적으로 다르다는 것을 보여준다.이는 토양수가 널리 [12]추정되는 것만큼 잘 혼합되지 않았다는 것을 시사한다.

사막 식물들은 두꺼운 큐티클, 줄어든 잎 면적, 움푹 패인 기공, 그리고 증산을 줄이고 물을 보존하기 위한 털과 같은 특별히 적응된 구조를 가지고 있다.많은 선인장들은 잎이 아닌 다육질의 줄기에서 광합성을 하기 때문에 새싹의 표면적이 매우 낮다.많은 사막 식물들은 크라스라세안산 대사 또는 CAM 광합성이라고 불리는 특별한 광합성을 가지고 있는데, 이 광합성은 기공이 낮에는 닫혀 있고 증산이 더 낮은 밤에 열립니다.

캐비테이션

식물이 건강을 유지하는 데 필요한 압력 구배를 유지하기 위해서는 뿌리로 물을 지속적으로 섭취해야 한다.증발로 인해 손실되는 물의 수요를 충족시킬 수 있어야 합니다.만약 식물이 증산과 평형을 유지하기에 충분한 물을 가져올 수 없다면 캐비테이션으로 알려진 현상이 발생한다.[13]캐비테이션은 식물이 목질부에 충분한 물을 공급할 수 없을 때 목질부가 물로 채워지는 대신 수증기로 채워지기 시작하는 것이다.이 수증기 입자들은 함께 모여 식물의 목질 안에서 막힘을 형성한다.이것은 식물들이 [14]혈관계를 통해 물을 운반하는 것을 막는다.그 식물의 목질 전체에 캐비테이션이 어디에서 일어나는지에 대한 명백한 패턴은 없다.효과적으로 관리하지 않을 경우 캐비테이션은 식물이 영구 시들어 죽을 수 있습니다.따라서, 식물은 이 캐비테이션 막힘을 제거하는 방법을 가지고 있어야 하며,[15] 그렇지 않으면 식물 전체에 걸쳐 혈관 조직의 새로운 연결을 만들어야 합니다.이 식물은 밤새 기공을 닫아 증산의 흐름을 중단시킵니다.그러면 뿌리가 0.05mPa 이상의 압력을 발생시킬 수 있으며, 이는 막힘을 파괴하고 목질을 물로 채워 혈관 시스템을 다시 연결할 수 있습니다.식물이 폐색을 근절할 수 있는 충분한 압력을 생성할 수 없는 경우, 피트 배를 사용하여 폐색이 확산되는 것을 방지하고 식물의 [16]혈관계를 다시 연결할 수 있는 새로운 목질을 만들어야 합니다.

과학자들은 자기공명영상(MRI)을 이용하여 비침습적인 방식으로 증산 중 목질의 내부 상태를 관찰하기 시작했다.이 영상촬영 방법은 과학자들이 식물 전체의 물의 움직임을 시각화할 수 있게 해준다.또한 목질 내에서 물이 어떤 단계에 있는지 볼 수 있어 캐비테이션 현상을 시각화할 수 있습니다.과학자들은 20시간 동안 햇빛이 비치는 동안 10개 이상의 목질 혈관이 가스 입자로 채워지기 시작했다는 것을 볼 수 있었다.MRI 기술은 또한 이러한 목질 구조가 공장에서 수리되는 과정을 볼 수 있게 했다.어둠 속에서 3시간 후에 혈관 조직에 액체 상태의 물이 공급되는 것이 보였다.이것은 어둠 속에서 식물의 기공이 닫혀 있고 증산이 더 이상 일어나지 않기 때문에 가능했다.증산이 중단되면 캐비테이션 기포는 뿌리에서 발생하는 압력에 의해 파괴됩니다.이러한 관찰은 MRI가 목질의 기능 상태를 관찰할 수 있고 과학자들이 캐비테이션 현상을 처음으로 [15]볼 수 있게 한다는 것을 암시한다.

「 」를 참조해 주세요.

Wikisource에는 1905년 신국제 백과사전 기사 "Transpiration"의 텍스트가 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ Sinha, Rajiv Kumar (2004-01-01). Modern Plant Physiology. CRC Press. ISBN 978-0-8493-1714-9.
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외부 링크