雖然大多數(shù)作物的葉片有角質(zhì)層，但受到雨水或露水濕潤時，葉片仍能吸水，可是數(shù)量很少，在水分供應(yīng)上意義不大。根系是陸生作物的主要吸水器官，它從土壤中吸收大量的水分，滿足作物生長的需要。雖然根系是吸水器官，但并不是根系的所有部分都能吸水。另外，根系中不同部分的吸水能力也有明顯的差異。根系中表皮細(xì)胞木質(zhì)或木栓化部分的吸水能力很小，根的吸水主要在根尖進(jìn)行。根尖中以根毛區(qū)的吸水能力最大，根冠、分生區(qū)和伸長區(qū)較小。后三個部分之所以吸水能力較差，可能是因其細(xì)胞質(zhì)濃厚，輸導(dǎo)組織不發(fā)達(dá)，對水分運(yùn)移阻力大所致。

(一)根系吸水的動力

根系吸水有兩種動力:根壓和蒸騰拉力，后者更為重要。

1.根壓

由作物根系的生理活動而產(chǎn)生的使液體流從根部上升的壓力，稱為根壓。根壓把根部的水分壓到地上部，土壤中的水分又不斷補(bǔ)充到根部，形成根系吸水過程，這是由根部產(chǎn)生動力引起的主動吸水。各種作物的根壓大小不同，大多數(shù)作物的根壓為0.1 MPa～0.2 MPa。

2.蒸騰拉力

葉片蒸騰時，在蒸騰牽引力的作用下導(dǎo)管中可以維持連續(xù)的水柱，這可以用蒸騰流—內(nèi)聚力—張力學(xué)說(CT學(xué)說)來解釋，認(rèn)為蒸騰引起的木質(zhì)部汁液的張力是根系從土壤中吸水的主要驅(qū)動力。CT學(xué)說認(rèn)為:水有很大的內(nèi)聚力，在水柱斷裂之前能夠承受幾十兆帕的拉力;在張力作用下木質(zhì)部導(dǎo)管的水勢遠(yuǎn)低于土壤溶液的水勢;導(dǎo)管壁是導(dǎo)管中最脆弱的部位，可能溶有氣體或水汽晶粒，當(dāng)導(dǎo)管中的張力達(dá)到某一臨界值時，氣體就通過導(dǎo)管壁紋孔進(jìn)入導(dǎo)管形成空腔化(栓塞);通常情況下，水在土壤－植物－大氣連續(xù)系統(tǒng)(SPAC)中形成一個連續(xù)體。水分在該系統(tǒng)中的傳輸在屬性上是靜水力學(xué)特性;蒸騰降低了葉片水勢，引起水分從土壤—根系—木質(zhì)部—葉片組織—蒸騰細(xì)胞的傳輸。CT理論在理解植物體中水分傳輸過程起了重要的作用。木質(zhì)部汁液的內(nèi)聚力和張力除了牽引水分傳輸外，還引起木質(zhì)部水流阻力的變化。

根壓和蒸騰拉力在根系吸水過程中所占的比重，因植株蒸騰速率而異。通常情況下，作物的吸水主要是由蒸騰拉力引起的。從能量的角度出發(fā)，不論何種形式的吸水，均要以消耗能量為代價。水勢梯度是水分運(yùn)動的驅(qū)動力，主動吸水是滲透流，被動吸水是壓力流。根系吸水過程遵循如下關(guān)系:

式中:S為根系吸水速率;Lp為根系壓力流的水力傳導(dǎo)系數(shù);Δψp是根木質(zhì)部與根表皮外部液體間的壓力差;fo表示滲透有效系數(shù)，或稱反射系數(shù);Δψs為根木質(zhì)部溶液與根表皮外部液體間的溶質(zhì)(滲透)勢差。

當(dāng)Δψp=0時，水分完全依靠滲透進(jìn)入根中。然而當(dāng)Δψp增大時，增加的水流很快地稀釋木質(zhì)部溶液，由Δψs引起的滲透流(主動吸水)逐漸地被Δψp導(dǎo)致的壓力流(被動吸水)所代替。

(二)影響根系吸水的因素

1.根系自身因素

根系的有效性決定于根系的范圍和總表面積以及表面的透性。

2.土壤水分狀況

土壤水分對植物來說并不是都能被利用的。根部有吸水的能力，土壤有保水的能力。植物從土壤中吸水，實質(zhì)上是植物和土壤爭奪水分的問題。植物只能利用土壤中可用水分即土壤永久萎蔫系數(shù)以外的土壤水分。土壤可用水分多少與土粒粗細(xì)以及土壤膠體數(shù)量有密切關(guān)系，粗砂、細(xì)砂、砂壤、壤土和黏土的可用水分?jǐn)?shù)量依次遞減。

3.土壤通氣狀況

土壤通氣良好，根系吸水能力強(qiáng);土壤透氣狀況差，根系吸水受抑制。土壤通氣不良造成根系吸水困難的原因有:土壤通氣不良，造成土壤缺氧，二氧化碳濃度過高，短期內(nèi)可使細(xì)胞呼吸減弱，影響根壓，繼而阻礙吸水;缺氧時間較長，就形成無氧呼吸，產(chǎn)生和積累較多的酒精，根系中毒受傷，吸水更少;土壤微生物活動產(chǎn)生有毒物質(zhì)，不利于根系生長和水分吸收。作物受澇，反而表現(xiàn)出缺水現(xiàn)象，也是因為土壤空氣不足，影響吸水。