蒸散(transpiration)이란, 植物의 地上部에서 大氣中에 水蒸氣가 放出되는 現象이다. 蒸散의 大部分은 잎의 뒤편에서 일어나지만, 이것은, 蒸散이 行해지는 氣孔이 뒤편에 集中하고 있기 때문에, 잎의 겉이나 莖, 꽃, 果實에 對해도 볼 수 있다. 單純한 水分의 蒸發이 受動的인 現象인 한편, 蒸散은 生物體에 依한 能動的인 調節, 特히 氣孔의 開閉制御가 關與하는 點으로 다르다. 다만 氣孔을 完全하게 닫은 狀態에서도, 쿠치크라層을 通한 蒸散은 行해진다. 氣孔을 通해서 行해지는 蒸散을 氣孔蒸散(stomatal transpiration), 쿠치크라層을 通해 行해지는 蒸散을 쿠치크라 蒸散(cuticular transpiration)이라고 부른다.
槪論[]
氣溫이 높은 日中은, 잎이나 줄기라고 하는 器官으로부터 蒸散이 活潑히 行해져 植物의 地上部의 水分含量이 低下한다. 이것에 依해 地上部와 地下部와의 물포텐셜 勾配가 커지면, 물은 키베를 介入시켜 도무지 빨아 올릴 수 있다. 뿌리에 對해서는, 水分은 植物體와 土壤과의 浸透壓差이에 依해 移動해, 無機鹽類나 그 外의 養分과 함께 植物體에 吸收된다. 이와 같이 植物體內에 있어서의 물의 移動은, 蒸散을 起點으로 하는 물포텐셜의 變化에 依해 일으켜지고 있다. 또, 蒸散은 水分의 蒸發自體를 目的으로 해 行해지는 것 外에 植物이 光合成에 必要로 하는 二酸化炭素를 大氣中으로부터 水中에 넣을 때의 氣孔開閉에도 浮水해 일어난다.
蒸散에 關聯되는 要因[]
蒸散量을 決定하는 外部要因에는 以下와 같은 것이 있다.
太陽光의 光强度(吸收放射量)
水蒸氣의 擴散速度(바람에 依한 攪亂)
土壤의 水分含量
植物側의 要因으로서는, 植物體의 크기, 잎의 表面積, 氣孔의 開閉狀態等이 있다. 많은 植物은 물 不足에 露出되면 氣孔을 閉鎖해, 蒸散量을 低下시키는 것이 알려져 있다. 이 때, 氣孔의 閉鎖를 誘導해 蒸散量을 抑制하는 시그널의 하나로서, 植物호르몬의 一種인 아브시진酸의 機能이 重要하다라고 생각되고 있다.
蒸散率・蒸散量[]
한 植物, 特히 農産物의 生育期間에 있어서의 蒸散量의 積算値를, 그 植物의 最終的인 乾燥重量으로 나눈 값을 蒸散率이라고 한다. 主된 農産物에서는, 이 값은 200~1000 程度인 것이 알려져 있다(Martin, Leonard & Stamp 1976, p. 81) 。 蒸散量의 計測에는 吸水計(포트메이타, Potometer)가 使用된다. 氣溫이 높게 乾燥한 날에는, 한 個의 나루키로부터 1톤 以上의 水分이 蒸散에 依해 없어진다. 이것은, 도무지 吸收되는 水分의 大略90%에 相當한다. 沙漠의 植物이나 針葉樹는, 蒸散量을 줄여 水分을 保管 維持하기 爲해의 여러가지 特徵, 例를 들면 發達한 쿠치크라層, 작은 잎 面積, 埋沒型의 氣孔等을 갖추고 있다. 많은 多肉植物은, 잎은 아니고 主로 果實의 多肉性줄기로 光合成을 實施하기 爲해, 植物體의 表面積이 매우 작다. 이러한 乾燥地帶의 植物은 CAM型 光合成으로 불리는 特殊한 光合成을 實施하고 있어 낮은 氣孔을 닫고 夜間에 열려 있다. 이 方式에 依해, CO2 混雜에 隨伴하는 水分의 損失을 最小限으로 두고 있다.
蒸散과 放熱[]
例를 들면 直射光線에 露出되고 있는 두께 300μm의 잎은, 熱의 放散이 全혀 없으면 1分間으로 100℃에 이른다. 植物은 이 熱을 顯熱損失(sensible heat loss) 및 潛熱 損失(evaporative heat loss,=蒸發熱損失)로서 放散하고 있다. 蒸散에 隨伴하는 放熱은 後者에 相當한다. 一般的인 植物에서는, 太陽으로부터 入射하는 熱의 거의 반은 蒸散에 隨伴해서 없어진다. 顯熱輸送量의 潛熱輸送量에 對한 比率(前者를 後者로 나눈 것)을 보엔비라고 말한다(→아이라・보엔). 潤澤하게 冠水되는 農作物에서는 蒸散量이 크고, 따라서 보엔비는 낮다. 한편, 蒸散에 依한 水害에 依한 損失悉을 抑制하고 있는 선인장에서는 潛熱損失이 제로에 가까워, 보엔비는 無限大에 가까워진다.