植物的根和物質吸收

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鹽，確保植物自身的營養合成。通過對植物的根和物質吸收這個課題的研究，希望能讓大家對其有更進一步的了解，并激發同學們的求知欲和對科學知識的探索熱情。

關鍵詞 植物 根 吸收 水 無機鹽

中圖分類號：Q945.12 文獻標識碼：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“尼伯特”重創福建，在它影響下，福州泥石流突發導致多人下落不明，許多房屋損壞。泥石流總發生在光禿禿的山坡上，有樹有草的山坡卻較少發生，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，主根和側根分別明顯，主根不但長而且粗，側根短而細。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吸收的相互關系進行一些實驗研究。

實驗一：

實驗名稱：研究根的吸水部位（圖1）。

實驗目的：

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？

實驗步驟：

（1）準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）對這兩株實驗小麥生長進行對比。

實驗現象：

被減去根的前端的小麥先出現萎蔫現象。

實驗結論：

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物質，慢慢去適應新環境，提高移栽成活率。

實驗二：

實驗名稱：植物細胞吸水/失水實驗（圖2）

實驗目的：研究植物的根在任何情況下，都能從土壤中吸收水分嗎？

實驗步驟：

（1）準備一瓶鹽水和一瓶清水，以及實驗植物（蘿卜或馬鈴薯切塊）。

（2）將實驗實物分別放入鹽水和清水中。

（3）觀察玻璃管中液面升降。

實驗現象：（1）清水中玻璃管液面下降。（2）濃鹽水中玻璃管液面上升。

實驗結論：植物細胞吸水/失水的條件。（1）當植物根部毛細胞液中溶質的質量分數（濃度）大于土壤溶液中溶質的質量分數（濃度）時，根部毛細胞吸水。（2）當植物根部毛細胞液中溶質的質量分數（濃度）小于土壤溶液中溶質的質量分數（濃度）時，根部毛細胞失水。

實驗三：

實驗名稱：植物健康生長需要多種無機鹽（圖3）。

實驗目的：研究植物的生長除了吸收水分之外，還需要無機鹽嗎？

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

實驗現象：（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、磷和鉀元素的培養液中，植物的生長狀況各不相同，分別出現生長異常。（4）按照標準分別添加含氮、磷和鉀的化合物后，植物的生長可以慢慢恢復正常。

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

生活舉例——“水華”現象（圖4）。

水華（water blooms）是由藻類引起的一種自然生態現象，水華發生時，水的顏色一般呈現出藍色或綠色，這是由于水的富營養化引起的（水體富營養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）農業上使用過多使用氮肥和磷肥。（2）工業上排放的富有N、P及有機物的廢水等。（3）生活上排放大量的含有化學成分的污水。水體富營養化污染會在淡水中出現水華現象，在海水里出現赤潮現象，而淡水中的水華能夠對飲用水源造成威脅，水華中的藻毒素會嚴重影響人類的健康。

總之，我們從上面的三個實驗可以看出，植物通過根吸收水分，利用細胞內外濃度差，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鹽，從而保證植物自身的營養合成。通過對植物水分吸收的實驗研究，增強了學生的動手能力和分析能力，更進一步拓寬了學生的科學視野，為學生以后從事科學研究打下堅實基礎（部分圖片來源于網絡）。endprint