中国社教·知识点教137
植物是如何从土壤里吸取水分的?什么样的土壤有利于植物吸取水分?
你知道植物一生中要喝多少水吗?可以告诉你这样一个数字:植物发育期所吸收的水分,相当于它本身重量的300~800倍。如果每亩地收获小麦500斤,连茎秆和根部在内,算它2000斤,那么它们在生长期间所需要的水分(收量按300倍计算),就是每亩600,000斤。这真是了不起的数字啊。当然蔬菜作物所需要的水分那就更多了。
植物是从土壤里吸取水分的。可是土壤又是怎样把水分供给植物的呢?
原来,虽然靠近根部的土壤是潮湿的,但当植物以很快的速度吸水时,靠近根部上层土壤中的水也会很快地耗尽,那时就必须由更深的土层来供给水分了,土壤不断地把各层中的水分送到根旁来供给植物使用。但是,为了供水,必须有一种能够使水移动、甚至把相当数量的水升到土壤上层的力量。
这种力量,就来自于毛细管。土壤是一种多孔的物体,具有很多毛细间隙,水就是沿着这些间隙上升到一定高度和分布到各个方面。各种土壤供给水的本领是不同的,土壤越密实或是越细碎,土壤中大的间隙也就越少,就会越快把水送到植物根部的地点。
我们可以从实验中看到这种现象。
你准备三个同样的两头空的玻璃管和一个盘子,把三种不同粗细的土壤(分最细、中等粗细、大粒土壤,这些土壤必须是干燥的),装在三个玻璃管里,一头用布包上;在盘子里装进水,然后把装有三种不同土壤的玻璃管竖在盘子里(扎布的一头要朝下)。这样我们就可以看到,水是沿着土壤上升的(因为潮湿的土壤和干燥的土壤颜色是不一样的),同时也能看出,不同粗细土壤吸取水分的毛细管作用也是不同的。
也许这样还不能看得很清楚,那么我们可以把实验稍稍改一改:把盘子里装的水改用煤油、酒精等可燃性的液体,你就可以在这用土壤做的“灯芯”上点火了。同时你能看到,各种不同粗细的土壤所燃着的火焰是不一般大的:最细的土壤的一个火焰最大;中等粗细的土壤的一个次之;大粒的土壤的一个火焰就最小。
根据火焰的大小,我们还可以判断出土壤结构和土壤松实的程度,以及它们在供水速度方面所起的作用。
【小科普】
1.毛细管作用
就是指液体在细管状物体的内侧因为内聚力以及附着力的差异,克服地心引力而向上升的作用。
当含有细微缝隙的物体与液体接触时,在浸润情况下液体沿缝隙上升或渗入,在不浸润情况下液体沿缝隙下降。在浸润情况下,缝隙越细,液体上升越高。
2.土壤的颜色
土壤的颜色能够反映土壤内在性质的变化,颜色是划分土壤层次、研究土壤性质的重要依据。
土壤里腐殖质含量的多少和矿物质组成的不同,决定了土壤具有不同颜色。因为腐殖质呈黑色或棕色,所以“黑土地”中腐殖质的含量一般较多,“黑土地油汪汪,不上肥也长粮”的农谚就是这么来的。而腐殖质含量少时,土壤则呈现灰色或灰白色,如新疆灰漠土。
什么元素可以改变土壤的颜色呢?土壤矿物质中的调色高手就是氧化铁。当它在土壤中的含量高时,土色发红,或者呈棕红色。
氧化铁又是一种善变的物质,在土壤里经常发生变化。
当它与水作用时,能转变为黄色的水化氧化铁。低洼潮湿的环境是这一变化的适宜条件,因而在这种地方,土壤常显黄色。
通风不良,养气缺乏时,土壤中的氧化铁又变成了氧化亚铁,当土壤中的氧化亚铁较多时,土壤就呈现出灰蓝色。
高岭土、氧化铝等物质在土壤中呈粉末状存在时,都可能让土壤呈现偏白的颜色。
紫色土则是由紫色砂岩和页岩风化物发育形成,在四川地区分布较多,富含钙、磷、钾等营养元素,其土色的决定因子主要为其中含有的结晶性氧化铁和锰化合物。
所以说,氧化铁才是改变土壤颜色的高手。
(自《十万个为什么》摘编 刘改英)