수액상승

요약 뿌리에서 흡수된 수액이 식물의 물관 및 헛물관을 따라 위쪽의 가지나 잎으로 이동하는 현상으로 최종적으로 수증기가 되어 증산된다. 이 과정에서 토양으로부터 흡수된 무기물질이 동화되므로 수액의 상승과 수분의 증산은 식물의 중요한 생리작용이다. 수액의 상승을 이론하는 설명으로 근압설, 증산에 의한 음압설, 물관의 모세관현상 및 물분자 사이의 응집력설이 있다.

뿌리에서 흡수하여 물관에 이른 수액이 줄기의 물관을 따라 잎에 도달하면 대부분 수증기가 되어 증산된다. 이 과정에서 토양으로부터 흡수된 무기물질이 동화된다. 따라서, 수액의 상승과 수분의 증산은 식물의 생육상 중요한 생리작용이다. 수액은 줄기의 물관을 따라 올라가고, 잎의 동화물질은 체관[篩管]을 따라 뿌리쪽으로 내려간다. 이것은 줄기껍질의 일부를 환상(環狀)으로 벗겨내어 물에 꽂아 두는 환상박피(環狀剝皮) 실험으로 알 수 있다. 즉, 수피를 도려낸 위쪽에서는 잎과 뿌리가 나오지만 아래쪽에는 이러한 현상이 일어나지 않는다. 이것은 도려낸 위쪽에서는 동화물질이 저장되기 때문이다. 수액이 이렇게 상승하는 이유에 대해서는 여러 가지 설이 있다.

뿌리의 흡수작용 결과 줄기의 물관조직 속에 생기는 근압에 의하여 수액이 밀려 올라간다고 하는 근압설(根壓說)도 있고, 잎의 증산작용에 의하여 조직 속에 음압(陰壓)이 생겨서 물을 빨아올린다고 하는 설도 있다. 또한 줄기에 있는 물관의 모세관현상(毛細管現象)에 의하여 물이 상승한다는 설도 있다. 그러나 어느 설도 수액상승의 모든 것을 충분히 설명할 수는 없다. 예를 들면, 근압은 때때로 상당히 강해진다. 층층나무의 근압은 보통 1∼2 atm으로, 봄에 잎이 돋아날 때에는 2 atm 이상 된다. 따라서 식물체내에 음압이 생겼다고 해도 기압에 의한 진공관(眞空管) 속의 물의 상승은 약 10 m 이상이 될 수 없으므로, 높이 수십 m 이상 되는 큰 나무의 수액상승은 근압만으로는 설명할 수가 없다. 그리하여 오늘날에는 앞에서 말한 힘이 독립적으로 작용하는 것이 아니라 각 설이 공동으로 작용하는 동시에, 또한 물분자 사이의 응집력에 의하여 물이 뿌리에서 줄기까지 연결된 하나의 물기둥이 되어 물관 속을 상승한다고 생각되는 응집력설(凝集力說)이 지배적이다. 이 때 물관 속에서 생기는 점착력(粘着力)과 모세관현상도 유력한 힘이 되어 협력하는 것이라고 생각된다. 또한 물관에 접해 있는 살아 있는 세포도 관계한다고 여겨진다.