會,但不是用肺呼吸

植物沒有鼻子、嘴巴和肺,所以不會像人一樣一口一口吸氣吐氣。可是植物仍然會「呼吸」。更精準地說,植物的活細胞會進行呼吸作用。

可以先把呼吸作用想成植物體內的用電過程:光合作用先製造糖類等有機物,呼吸作用再把糖類裡的能量釋放出來,讓植物可以長根、長葉、開花、修補細胞,也能維持每個活細胞的基本工作。

植物白天會呼吸,晚上也會呼吸。差別是白天有光時,葉片常同時進行光合作用;晚上沒有足夠光時,光合作用停下或大幅降低,但呼吸作用仍會繼續。

一般盆栽植物的教學示意圖,葉片和根部周圍都有不同方向的氣體交換箭頭
葉片和根都和氣體交換有關。 這張生成教學圖用一般觀葉植物示意:葉片在有光時會和光合作用、呼吸作用都相關;根在介質裡也需要空氣孔隙中的氧氣。箭頭顏色只是教學區分,不是固定科學符號。

光合作用像存錢,呼吸作用像花錢

光合作用和呼吸作用常被放在一起講,但它們不是同一件事。

光合作用偏向「製造和儲存」:植物利用光能,把水和二氧化碳變成糖類等有機物,並釋放氧氣。

呼吸作用偏向「使用能量」:植物細胞利用氧氣分解糖類,把能量轉成細胞可用的形式,並產生二氧化碳和水。

兩個過程都重要,但工作不同

光合作用 把光能存進有機物

需要光、水和二氧化碳,常在有葉綠體的細胞裡進行。結果是製造糖類等有機物,並釋放氧氣。

呼吸作用 把有機物轉成可用能量

活細胞會利用氧氣分解糖類,取得能量,並產生二氧化碳和水。白天晚上都會發生。

所以植物不是只在夜晚呼吸。只要細胞還活著,就需要能量,也就需要呼吸作用。葉、莖、根、正在發芽的種子,都和呼吸作用有關。

根在介質裡,也需要空氣

呼吸作用最容易被忽略的地方,是根。

根埋在介質或土壤裡,看起來不像會接觸空氣,但根部細胞仍然需要氧氣。氧氣通常來自顆粒之間的孔隙,而不是來自一整盆長期積住的水。

如果介質長時間濕到孔隙幾乎都被水占滿,根周圍的氧氣會變少。這不代表植物一定立刻出問題,也不等於單一診斷;但它能解釋為什麼「排水」和「通氣」會影響根的工作。

這也是為什麼介質通氣性、盆器排水和澆水後乾濕變化,最後都會回到同一個核心:根不是只需要水,根也需要有氧氣可以進入的空間。

氣孔是葉片上的小開口

說到植物呼吸,很容易只想到根,其實葉片也有重要的氣體交換入口:氣孔。氣孔是葉片表面很小的開口,通常由兩個保衛細胞圍出一個縫隙。保衛細胞能調整這個開口的大小,讓氣體比較容易進出,或在需要減少水分散失時縮小開口。

氣孔和光合作用、呼吸作用都會碰在一起。白天有光時,二氧化碳可以透過氣孔進入葉片,成為光合作用的重要材料;氧氣和水蒸氣也可能從氣孔離開。植物細胞呼吸時需要氧氣,也會產生二氧化碳,這些氣體交換同樣和葉片表面的通道有關。

顯微鏡下的葉表皮,可看見兩個由保衛細胞圍成的氣孔開口
氣孔不是一個大洞,而是葉表皮上的微小開口。 這張顯微照片可看到氣孔旁的保衛細胞。不同植物的氣孔形態與分布會不同,這裡用來幫讀者先認識「葉片也有氣體交換入口」。圖片來源:Emilio Ermini / Wikimedia Commons,CC BY 4.0。

不過,氣孔不是單純「開越大越好」。氣孔打開時,氣體交換比較方便,但水分也更容易以水蒸氣形式散失;氣孔關小時,水分散失可降低,但二氧化碳進入也會受限制。這也是為什麼氣孔常被放在光合作用、蒸散作用和植物水分管理一起理解。

白天和晚上,差別在哪裡

白天有足夠光線時,葉片常同時進行光合作用和呼吸作用。光合作用會使用二氧化碳並釋放氧氣;呼吸作用會使用氧氣並產生二氧化碳。兩者同時存在,所以整株植物的氣體進出,不能只用一句「白天吸二氧化碳、晚上吸氧氣」概括。

晚上沒有足夠光時,光合作用停下或大幅降低,但呼吸作用不會因為天黑就停止。植物仍需要維持細胞工作,所以仍會使用糖類和氧氣取得能量。

這裡也要小心:知道植物晚上會呼吸,不等於要把植物寫成室內健康風險。這篇只談植物生理原理,不做人體健康、睡眠或室內空氣安全判斷。

容易混淆的地方

  • ✕ 植物只做光合作用,不會呼吸。
  • ✓ 植物也會呼吸,因為活細胞都需要可用能量。
  • ✕ 植物只有晚上會呼吸。
  • ✓ 植物白天和晚上都會呼吸,只是白天常同時有光合作用。
  • ✕ 根在土裡,所以不需要空氣。
  • ✓ 根部細胞也需要氧氣;介質或土壤孔隙中的空氣很重要。
  • ✕ 呼吸作用和光合作用完全相反。
  • ✓ 它們方向不同、彼此相連,但不是可以簡單對調的同一套反應。
  • ✕ 植物晚上吸氧,所以不適合放室內。
  • ✓ 植物夜晚仍會呼吸,但不能把這個概念直接推成室內擺放結論。

常見問題

植物會像人一樣吸氧吐二氧化碳嗎?

植物也會使用氧氣並產生二氧化碳,但不是用肺吸氣吐氣。植物會透過葉片氣孔等構造、部分莖部表面,以及根周圍孔隙進行氣體交換,支援細胞呼吸作用。

植物白天也會呼吸嗎?

會。植物白天也需要能量,所以活細胞仍會呼吸。只是白天有光時,光合作用也在進行,整體氣體變化常被光合作用影響。

植物晚上會不會和人搶氧氣?

植物晚上仍會呼吸,會使用氧氣並釋放二氧化碳。不過本文不做人體健康或室內空氣安全判斷;不要把這個概念寫成恐慌式結論。

根在土裡怎麼呼吸?

根不是用肺呼吸,而是根部細胞需要氧氣。氧氣通常從土壤或介質孔隙中的空氣擴散到根附近,所以一般盆栽介質不宜讓根區長時間缺乏空氣。

種子還沒長葉子也會呼吸嗎?

會。種子發芽初期還沒有完整葉片,也需要把儲存的養分轉成可用能量,才能讓胚根伸出、幼苗繼續生長。

光合作用和呼吸作用是不是剛好相反?

可以把它們想成方向不同、彼此相連的過程,但不要說成完全一樣的反向反應。光合作用把光能存進糖類等有機物;呼吸作用把有機物中的能量釋放出來,供細胞使用。

相關詞彙

  • 呼吸作用:細胞把糖類等有機物中的能量釋放出來,轉成可用能量的過程。
  • 光合作用:植物利用光能,把水和二氧化碳轉成糖類等有機物的過程。
  • 氣孔:葉片表面可調節氣體進出的微小開口。
  • 孔隙:土壤或介質顆粒之間的空間,可被空氣或水占據。
  • 有氧呼吸:需要氧氣參與的呼吸作用。

接著看

已開放 光合作用是什麼? 先看植物如何利用光製造糖類等有機物。 已開放 介質通氣性是什麼? 把根需要氧氣連到盆栽介質的孔隙。 待審中 盆土為什麼要排水? 理解多餘水分離開後,根旁邊才有空氣空間。 已開放 根的功能是什麼? 從固定、吸水到根部環境,重新看根的工作。 已開放 種子怎麼發芽? 發芽初期還沒完整葉片,也需要呼吸作用取得能量。
規劃中 氣孔是什麼? 進一步理解葉片如何調節氣體進出。