高等植物的叶片上虽然有角质层,但当被雨水或露水湿润时,叶子也能吸水,但数量很少,在水分供应上没有重要意义。根系是陆生植物吸水的主要器官,它从土壤中吸收大量水分,满足植物体的需要。根系虽然是吸水器官,但并不是根的各部分都能吸水,根的吸水主要在根尖进行。在根尖中,以根毛区的吸水能力最大,根冠、分生区和伸长区较小。

根从土壤里吸收水分,主要是渗透现象。渗透是扩散的特殊形式,即溶剂分子通过半透膜的扩散作用。用长颈漏斗作一个简单的渗透计,漏斗口上紧扎一块半透性膜(如猪膀胱、玻璃纸等),里面装较浓的蔗糖溶液,然后把漏斗垂直浸在纯水里。几分钟后,漏斗里面的水面逐渐上升到一定的高度。产生这种现象的原因是半透性膜只能让水分子自由地通过,而不能让蔗糖分子通过。起初,在膜内外的水分子发生不等量的通透,膜外水分子进入膜内的数量大于膜内水分子排出膜外的数量,因此膜内溶液的体积增加,玻管里面的液面上升。当膜内外水分进出速度相等时,玻管里的液面不再上升。这一现象就是渗透作用。

水分子为什么会向膜内扩散得多而快呢? 这是由于膜的两侧有水势差。水势表示水分的能量状态,水势差表示水分流动的方向和限度。水势是一个相对的量,纯水水势规定为零值。在溶液中,水势小于零,为负值。因为膜的外侧是纯水,内侧是溶液,纯水的水势大于溶液,水就从水势高的膜外流向水势低的膜内,于是玻管的液面上升,直到膜两侧的水势相等为止。(www.daowen.com)

成长的植物细胞壁是全透性膜。可是原生质膜和液泡膜是半透性膜,而且液泡里溶有许多有机物和无机物质,有一定的浓度。当细胞处于不同浓度的溶液中时,在细胞内外就会有水势差,从而发生渗透作用。所以,可以把植物细胞看作是一个渗透系统,植物的根部细胞就是靠这种作用吸水的。

植物根部从土壤里吸收水分,首先决定于根毛跟土壤溶液之间的水势差。土壤、根毛以及根内细胞之间通常存在一个水势梯度,即土壤溶液水势＞根毛水势＞皮层细胞水势＞中柱细胞的水势,水就由土壤进入根毛、皮层,进而到达木质部导管。