植物的根和物質(zhì)吸收

林天成

摘 要 植物的根系非常龐大，依靠根部與土壤牢牢固定在一起的植物，其根部不僅能夠吸收水分和無機(jī)鹽，而且還能把植物牢牢固定在地面上保持水土。本文三個試驗的研究可以看出植物是通過根吸收水分，有選擇地吸收水分或者排出水分，以獲取對植物生長必要的無機(jī)鹽，確保植物自身的營養(yǎng)合成。通過對植物的根和物質(zhì)吸收這個課題的研究，希望能讓大家對其有更進(jìn)一步的了解，并激發(fā)同學(xué)們的求知欲和對科學(xué)知識的探索熱情。

關(guān)鍵詞 植物 根 吸收 水 無機(jī)鹽

中圖分類號：Q945.12 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.10.066

Abstract The roots of plants are very large and depend on the roots and soil firmly attached to their roots， not only to absorb water and inorganic salts， but also to firmly fix the plants on the ground and keep the soil and water. In this study， three experiments show that plants absorb moisture through the roots， selectively absorb moisture or expel water to obtain essential inorganic salts for plant growth， and to ensure vegetative synthesis of plants themselves. Through the study of the root and matter absorption of plants， we hope that we can have a better understanding of it， and arouse the curiosity of the students and explore the passion for scientific knowledge.

Keywords plant； root； absorption； water； inorganic salt

2016年7月，臺風(fēng)“尼伯特”重創(chuàng)福建，在它影響下，福州泥石流突發(fā)導(dǎo)致多人下落不明，許多房屋損壞。泥石流總發(fā)生在光禿禿的山坡上，有樹有草的山坡卻較少發(fā)生，這是為什么呢？

我們要在河堤、山坡、沙地上造林種草，是因為植物的根系非常龐大，不僅固定了植物體，而且還能牢牢的抓住土壤，起到保持水土的作用。依靠根部與土壤牢牢固定在一起的植物，其根部不僅能夠吸收水分和無機(jī)鹽，而且還能把植物牢牢固定在地面上保持水土。根系是指一株植物所有的根合在一起，根系有兩種（1）直根系，主根和側(cè)根分別明顯，主根不但長而且粗，側(cè)根短而細(xì)。雙子葉植物大多是直根系，如大豆、青菜等。（2）須根系，沒有明顯主側(cè)根之分的根系，主要由不定根組成。單子葉植物大多是須根系，如水稻、小麥等。下面我們對植物的根和物質(zhì)吸收的相互關(guān)系進(jìn)行一些實(shí)驗研究。

實(shí)驗一：

實(shí)驗名稱：研究根的吸水部位（圖1）。

實(shí)驗?zāi)康模?/p>

研究1根能夠吸水，根的各個部位是否都吸水？

2根吸收水分的主要部位在哪里？

實(shí)驗步驟：

（1）準(zhǔn)備兩株根系生長良好的小麥。

（2）一株小麥減掉所有根系，另一株小麥根系正常。

（3）對這兩株實(shí)驗小麥生長進(jìn)行對比。

實(shí)驗現(xiàn)象：

被減去根的前端的小麥先出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象。

實(shí)驗結(jié)論：

植物吸收水分主要是靠植物的根尖。移栽植物幼苗時需要連土一塊移栽。因為植物吸收水分的主要部位在其根尖。如此能夠避免損傷幼嫩的根尖，使根尖能從被夾帶的土壤中獲取必需的水分及其營養(yǎng)物質(zhì)，慢慢去適應(yīng)新環(huán)境，提高移栽成活率。

實(shí)驗二：

實(shí)驗名稱：植物細(xì)胞吸水/失水實(shí)驗（圖2）

實(shí)驗?zāi)康模貉芯恐参锏母谌魏吻闆r下，都能從土壤中吸收水分嗎？

實(shí)驗步驟：

（1）準(zhǔn)備一瓶鹽水和一瓶清水，以及實(shí)驗植物（蘿卜或馬鈴薯切塊）。

（2）將實(shí)驗實(shí)物分別放入鹽水和清水中。

（3）觀察玻璃管中液面升降。

實(shí)驗現(xiàn)象：（1）清水中玻璃管液面下降。（2）濃鹽水中玻璃管液面上升。

實(shí)驗結(jié)論：植物細(xì)胞吸水/失水的條件。（1）當(dāng)植物根部毛細(xì)胞液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（濃度）大于土壤溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（濃度）時，根部毛細(xì)胞吸水。（2）當(dāng)植物根部毛細(xì)胞液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（濃度）小于土壤溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（濃度）時，根部毛細(xì)胞失水。

實(shí)驗三：

實(shí)驗名稱：植物健康生長需要多種無機(jī)鹽（圖3）。

實(shí)驗?zāi)康模貉芯恐参锏纳L除了吸收水分之外，還需要無機(jī)鹽嗎？

實(shí)驗步驟：（1）將實(shí)驗植物分別放入土壤浸出液和蒸餾水中，對比觀察。（2）配制四種不同營養(yǎng)液，分別為正常培養(yǎng)液（可用土壤浸出液）和分別缺乏氮、磷、鉀元素的培養(yǎng)液，觀察植物在不同營養(yǎng)液中的生長狀況。

實(shí)驗現(xiàn)象：（1）在土壤浸出液中植物生長正常。（2）在蒸餾水中植物生長萎蔫。（3）在分別缺乏氮、磷和鉀元素的培養(yǎng)液中，植物的生長狀況各不相同，分別出現(xiàn)生長異常。（4）按照標(biāo)準(zhǔn)分別添加含氮、磷和鉀的化合物后，植物的生長可以慢慢恢復(fù)正常。

實(shí)驗結(jié)論：（1）植物的健康生長需要無機(jī)鹽。（2）不同的無機(jī)鹽對植物生長能夠起到不同的作用。來自土壤的13種礦質(zhì)營養(yǎng)元素，可以分為三類：1.大量營養(yǎng)元素（氮、磷、鉀）；（2）中量營養(yǎng)元素（鈣、鎂、硫）；（3）微量營養(yǎng)元素（鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯）。

生活舉例——“水華”現(xiàn)象（圖4）。

水華（water blooms）是由藻類引起的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，水華發(fā)生時，水的顏色一般呈現(xiàn)出藍(lán)色或綠色，這是由于水的富營養(yǎng)化引起的（水體富營養(yǎng)化就是水體含有過多的氮、磷元素）水體氮磷元素的主要來源：（1）農(nóng)業(yè)上使用過多使用氮肥和磷肥。（2）工業(yè)上排放的富有N、P及有機(jī)物的廢水等。（3）生活上排放大量的含有化學(xué)成分的污水。水體富營養(yǎng)化污染會在淡水中出現(xiàn)水華現(xiàn)象，在海水里出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象，而淡水中的水華能夠?qū)︼嬘盟丛斐赏{，水華中的藻毒素會嚴(yán)重影響人類的健康。

總之，我們從上面的三個實(shí)驗可以看出，植物通過根吸收水分，利用細(xì)胞內(nèi)外濃度差，有選擇地吸收水分和排出水分，以及獲取對植物生長必要的無機(jī)鹽，從而保證植物自身的營養(yǎng)合成。通過對植物水分吸收的實(shí)驗研究，增強(qiáng)了學(xué)生的動手能力和分析能力，更進(jìn)一步拓寬了學(xué)生的科學(xué)視野，為學(xué)生以后從事科學(xué)研究打下堅實(shí)基礎(chǔ)（部分圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）。endprint