蒸騰拉力的試驗探析

程天轉

（安徽省寧國市教退協(xié)，安徽 宣城 242300）

據(jù)說，蒸騰拉力理論最早是科學家牛頓提出的，1895年，植物學家迪克松(H.H.Dixon)提出內(nèi)聚力-張力學說，支持蒸騰拉力理論。長期以來，科學家們對蒸騰拉力的爭論一直沒有停止。由于爭議雙方都拿不出試驗證據(jù)，因而，誰也說服不了誰。我國幾十年來，各版本的高校教科書《植物生理學》中，都將蒸騰拉力作為植物體內(nèi)水分運行的主要動力來敘述，如:“（1）蒸騰作用是植物對水分的吸收和運輸?shù)闹饕獎恿?，特別是高大的植物，假如沒有蒸騰作用，由蒸騰拉力引起的吸水過程便不能產(chǎn)生，植株較高部分也無法獲得水分。”[《植物生理學》（高等教育出版社1979年4月第1版022）]。蒸騰拉力理論究竟正確與否，從以下試驗出現(xiàn)的現(xiàn)象中，可以看出究竟。

1 水分向下運行試驗

1.1 試驗材料與方法

1.試驗材料。一棵三角楓樹(AcerPaxii.FranCh)

2.試驗方法。

2017年7月7日，將一棵三角楓樹的樹干劈開。如（圖1）。

圖1

1.2 試驗結果

從2018年3月18日拍攝的照片中可以看出，被劈開的AB段傷口處長了很多愈傷組織（即瘤狀物）。

1.3 結論

AB段的生存與生長瘤狀物所需要的水分只有A以上的樹干供給這2018年3月18日的現(xiàn)象一條路。AB段所獲的水分都是從A以上往下運行的，假如蒸騰拉力是水分上升的動力，那么，AB段的水分都會被上部枝葉的蒸騰拉力拉去，AB段(特別是B的橫截面)就不可能獲得水分，就必然會死亡。從實驗中水分下行的現(xiàn)象可以看出蒸騰拉力不是植物體內(nèi)水分運行的動力。

2 植物體內(nèi)水分平行和向上運行的試驗

2.1 材料與方法

1.試驗材料。一棵油菜。

2.試驗方法。

2016年3月24日，將一棵剛進入花期的油菜割下來，放在陽臺上，油菜下鋪有塑料布，油菜可享受充足的日照，但淋不到雨。如（圖2）。

圖2 2016年3月24日的狀況

3月27日時，油菜的花比3月24日開得多，而下部的葉有些萎蔫了，花穗下部五、六朵花謝了，長出了細小的油菜角。如（圖3）。

圖3 3月27日的狀況

3月29日時，油菜下部的葉有的已經(jīng)干死，下部的莖也由原來的青色轉為黃色，上部的油菜花比3月29日開得更多更旺，油菜角也增多了幾個。從第一朵花到頂部的莖比（圖2）的莖長長了6、7cm。如（圖4）。

圖4 3月29日的狀況

4月5日時，油菜的葉巳干到點火即燃的程度，下部的莖已被干枯變成白色，而上部的花仍在開放，油菜角也長粗了。如（圖5）。

圖5 2016年4月5日的狀況

2.2 試驗結果

從3月24日（圖2）到3月29曰（圖4）的比較中可以發(fā)現(xiàn)，圖4中油菜的第一朵花以上，莖長長了，油菜角增多了，花也增多了，到4月5日時，第1個油菜角以下的莖、葉都干死了，而油菜上部的花仍在開放。

2.3 結論

在同樣環(huán)境中，從圖2到圖4油菜的變化中可以看出，油菜第1朵花以下的莖、葉逐漸失水，直到被干死，而花穗部分的花間莖卻在逐漸長長，油菜角不斷增多，花愈開愈旺。從這種現(xiàn)象可以看出，花穗以下的莖和葉中的水分一部分是被蒸發(fā)掉的，另一部分是送給了花穗部分了，要不然，花穗部分的莖長長，油菜角的增多，花的開放等等，所需要的水分從哪來，在這期間，油菜第一朵花以下的莖、葉，所受蒸發(fā)的面積比花穗所受蒸發(fā)的面積不知要大多少倍，按照蒸騰拉力觀點講，花穗部分的水應該被下部莖、葉的蒸騰拉力而拉去，然而，莖葉的水卻向著花穗部分去。由此可見，蒸騰拉力不是植物體內(nèi)水分運行的動力。

以上兩個試驗都證明蒸騰拉力不是植物體內(nèi)水分行進的動力，那么，植物體內(nèi)水分運行靠的是什么力呢？根據(jù)根壓原理，可以猜想，植物體內(nèi)水分的行進靠的是細胞的壓力。油菜的莖葉在沒有根壓的情況下，能將水壓到花穗頂端，同理可推，細胞壓將水壓到百米高大樹的頂端是不成問題的。

弄清楚植物體內(nèi)水分運輸動力問題，對于科研、教育、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都具有很大的意義。