itslabtime.com

生命科学 · 代謝 · 植物生理学

蒸散と気孔の調節

蒸散とは、植物から水が蒸発する現象です。これには、気孔の開閉を観察することと、水蒸気が葉から放出される際の条件を観察することが含まれます。

関連する実験:蒸散と環境 →
蒸散と環境
蒸散と環境の実験画面 →

概念と仕組み

葉内での水の蒸発は、主に気孔を通して外へ移動します。蒸散は、水の移動と無機物質の移動、および葉の冷却に関連しています。

空気の状態が乾燥している場合、葉の内部と外部の水の蒸気量の差が大きくなり、風は境界層を弱めることができます。気孔を閉じることで、水の損失を減らすことができますが、同時にCO₂の取り込みも変化します。

関係式と成立条件

実験において、葉の面積、気孔の開度、相対湿度、および風速係数を掛け合わせることで、相対速度を計算します。同一の葉について、1つの条件を一度変えることで、傾向を比較します。

単純な乗算の式は、実際の植物における普遍的な生理学的法則ではありません。気孔の反応(水不足による)や葉の温度といった要素は、それぞれ個別に考慮する必要があります。

仮想実験で読み取る変化

湿度が高いと蒸散が減り、風や葉面積が大きくなると増えます。気孔が閉じても角皮蒸散が約5%残ります。

すべての水分損失量と速度は仮想相対値です。風係数.2s/mと角皮5%は説明用仮定です。フォトメーターの水吸収が蒸散量と同じだとかっこいいです。水分貯蔵・光度・温度・種差・水分不足による気孔反応は省略します。スケールの気泡は累積値をリセットせず、120相対値外は縮尺を外れたと表示します。

重要な関係式と記号

v = 葉面積×(.05+.95×気孔開放)×(1−相対湿度)×(1+.2×風速)

式で使う記号と単位
記号意味単位
相対湿度同じ温度の飽和水蒸気量に対する比%
気孔の開き実験で設定した相対的な開き具合0~1

例で確かめる

気孔を完全に閉じると水分損失はどうなりますか?

有効な開口面積 = 0.05 + 0.95 × 散孔の開度。散孔の開度が 0 の場合、0.05 が維持される。湿度効果は (1 − 0.8) / (1 − 0.5) = 0.4。

よくある誤解

  • 風が強い場合、すべての植物、そしてすべての条件下で、蒸散の増加は、均一な速度で起こらない。

この概念を実験で確かめる

参考資料

OpenStax · Biology 2e(英語)