植物生理学之水分生理课件.ppt

1、1标题添加点击此处输入相关文本内容点击此处输入相关文本内容前言点击此处输入相关文本内容标题添加点击此处输入相关文本内容34水分的吸收水分的运输水分的利用水分的散失 水是生命起源的先决条件,没有水就没有生命,也就没有植物。植物的水分代谢包括：5第一章 植物水分生理 第一节 水分对植物生命活动的作用 第二节 植物细胞吸水第三节 根系对水分的吸收第四节 蒸腾作用第五节 植物体内水分运输 第六节 合理灌溉的生理基础 6第一节 水分对植物生命活动的作用一、水的理化性质三、水分在植物生命活动中的作用四、植物体内水分状态及作用二、植物含水量7一、水的理化性质 （一）在生理温度下是液体 （二）高比热 （三）高

2、气化热 （四）高内聚力和亲合力 （五）水是很好的溶剂8水是植物的重要组成部分，比其它物质含量都高。二、植物含水量不同植物含水量不同 。同一植物不同器官和组织含水量不同。同一器官不同生理年龄含水量也不同。9三、水分在植物生命活动中的作用(一）水是原生质的主要成分(二）水是许多代谢过程的反应物质(三）水是生化反应和植物对物质吸收运输的溶剂10(四）水能使植物保持固有姿态(五）细胞分裂及伸长都需要水分(六）水还可以通过水的理化性质调节植物周围的环境，这就是水对植物的生态作用。三、水分在植物生命活动中的作用11 不被原生质胶体吸附的，能自由移动并起溶剂作用的水。被原生质胶粒紧密吸附的或存在于大分子结合

3、空间的水，不能自由移动，也不起溶剂作用的水。自由水：束缚水：12四、植物体内水分状态及作用自由水越高，代谢活动越活跃，但抗性减弱；束缚水越高，代谢活动减弱，但抗性增强。通常以自由水/束缚水的比值做为衡量植物代谢强弱和植物抗逆性大小的指标之一。13水与植物关系包括两方面：生理需水：直接满足植物生命活动的所需的水。生态需水：通过改变栽培环境，特别是土壤条件，从而间接地对植物产生影响的水分。14根据植物对水分的需求，可把植物分为三种：水生植物(hydrophytes)(hydrophytes)：需在水中完成生活史的植物旱生植物(xerophytes)(xerophytes)：适应于干旱环境的植物中生

4、植物(mesophytes)(mesophytes)：适应于不干不湿环境的植物15 1 1、扩散(diffusion)(diffusion)物质分子从高浓度(高化学势)区域向低浓度(低化学势)区域转移，直到均匀分布的现象。扩散速度与物质的浓度梯度成正比。扩散适合水分的短距离移动水的蒸发、叶片的蒸腾作用都是水分子扩散现象。一、水分跨膜运输的途径和方式162 2、集流(mass flow)(mass flow)液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象。17 水通道蛋白生物膜上具有通透水分功能的内在蛋白，亦 称 水 孔 蛋 白(aquaporin)(aquaporin)质膜内在蛋白液泡膜

5、内在蛋白6个跨膜螺旋与两个保留的NPA（Asn-Pro-Ala）残基的水孔蛋白的结构18二、水分跨膜运输的原理（一）水势的概念（二）植物细胞的水势（三）相邻细胞间水分的运转（五）植物细胞是一个渗透系统（四）渗透作用19 自由能：一个体系的总能量。即生物体（或恒温恒压下）用以做功的能量。指物质具有运动的潜能。化学势：一种物质每偏molmol的自由能。即一个庞大的体系中，在等温等压保持其他组分浓度不变时，加入1mol1mol该物质，所增加的自由能。（一）、水 势201.1.水势：在相同温度、压力下，体系中水与纯水之间每偏molmol体积水的自由能之差。用w w 表示，单位为帕（PaPa）。1MPa

6、=101MPa=106 6Pa=10bar=9.87atmPa=10bar=9.87atm 标准状态下，纯水水势=0=0 1 1偏molmol体积就是在一个庞大的体系中，等温等压下加入1mol1mol水，体积的增加数。21表 几种常见化合物水溶液的水势范围溶 液w（MPa）纯水0Hoagland营养液-0.05海水-2.501molL-1蔗糖-2.691molL-1KCl-4.50222.2.含水体系水势组成在温度不变的情况下 w w=s s+m m+p p+g g23 s s (溶质势)：又叫 渗透势，是由于溶质的存在而引起水的自由能下降的值，为负值，S S-iCRT-iCRT 。p p (

7、压力势)：由于压力存在而增加的水势。一般为正值。(在细胞中是细胞壁压力)m m(衬质势)：由于衬质存在而引起水势降低的数值。一般为负值 （衬质：亲水层表面能吸附水的物质）g g(重力势)：由于重力存在使水势增加的数值。一般为正值。243 3、水的移动方向 水的移动方向由水势决定，由水势高的地方移向水势低的地方25植物细胞水势由三部分组成：渗透势、压力势、衬质势。w=s+p+mw=s+p+m261 1、ss：2 2、pp：一般压力势为正值，只有在特殊情况下如质壁分离时p=0p=0，强烈蒸腾时pp0 0。273 3、mm：在未形成液泡的细胞，如干燥种子有一定mm，形成液泡后，细胞内的亲水物质都被水

8、饱和了，m 0 m 0，通常忽略不计。因此 成熟植物细胞 m 0 w=s+p但 风干种子 mp+s,w=m 质壁分离的细胞 p=0 w=s 28品种渗透势（MPaMPa）水势（MPaMPa）小麦-1.00-1.40-0.30-0.60玉米-0.90-1.10-0.40-0.90高梁-1.20-1.80-0.60-0.90棉花-1.30-0.60-0.20杨树-2.10-0.20-0.50表 常见植物叶片的渗透势和水势值范围 29W W6Pa 6Pa W W8Pa 8Pa W W11Pa11Pa水势可判断水分运动方向，水势差可判断水分运动速度As17Pap 11 Pa Bs16Pap 8 PaC

9、s16Pap5 Pa30(三)、相邻细胞间水分运转的方向AS17PaP 11 Pa BS16PaP 8 PaCS16PaP5 Pa31(三)、相邻细胞间水分运转的方向AS17PaP 11 Pa BS16PaP 8 PaCS16PaP5 PaAB C32W W6Pa 6Pa W W8Pa 8Pa W W5Pa5PaXS14PaP 8 Pa YS14PaP 4 PaZS12PaP7 Pa33XS14PaP 8 Pa YS14PaP 4 PaZS12PaP7 Pa34W W6Pa 6Pa W W8Pa 8Pa W W5Pa5PaXYZXYZXS14PaP 8 Pa YS14PaP 4 PaZS12P

10、aP7 Pa3536(四)、渗透作用渗透装置水柱1 1小时后的液面 由于渗透作用纯水通过选择透性膜向糖溶液移动，使糖溶液液面上升37等压 高渗 低渗Bag 5%surgae5%surgaePurewater15%surgae38 经过一段时间后，由于水分子可以自由通过半透膜，而蔗糖分子不可以。单位体积内，清水中水分子数多于蔗糖分子中的，因此，单位时间内由清水向蔗糖溶液扩散的水分子数多。故而蔗糖分子半透膜水分子39(四)、渗透作用渗透作用：水分子透过半透膜从水势高的系统向水势低的系统移动的作用称渗透作用。渗透系统-半透膜以及由它隔开的两侧水势不同的溶液，即水势差和半透膜。40(五)、植物细胞是一

11、个渗透系统1 1、植物细胞是一个渗透系统质膜和液泡膜大液泡41一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置细胞壁原生质层（全透性）原生质层具有选择透过性，近似于半透膜细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞核42(五)、植物细胞是一个渗透系统2 2、植物细胞的渗透现象质壁分离就是植物细胞的渗透现象。43质壁分离(plasmolysis)(plasmolysis)：细胞高浓度溶液，细胞内水分外，细胞体积缩小,原生质层与细胞壁分开.44 质壁分离复原(deplasmolysis)(deplasmolysis)：细胞(质壁分离)溶液(水势较高)或纯水，外界水分细胞内，液泡体积增大，原生质体积增大，细胞恢复原状.45

12、刚开始发生质壁分离明显发生质壁分离洋葱上表皮细胞的质壁分离46质壁分离的作用：测定细胞渗透势；判断细胞死活。（死细胞质膜无选择透性，因此只有活细胞才有质壁分离现象；作为细胞是一个渗透系统的证据。47 吸胀作用(imbibition)(imbibition)是亲水胶体吸水膨胀的现象。吸胀作用的原动力就是细胞的mm。亲水性 蛋白质淀粉纤维素三、吸胀吸水48吸胀吸水-依赖于低的m m而引起的吸水。风干种子中，处于凝胶状态的原生质的衬质势常低于-10MPa-10MPa，甚至-100MPa,-100MPa,所以吸胀吸水就很容易发生。未形成液泡的幼嫩细胞能利用细胞壁的果胶、纤维素以及细胞中的蛋白质等亲水胶

13、体对水的吸附力吸收水分。49四、降压吸水-因p p的降低而引发的细胞吸水蒸腾旺盛时，导管和叶肉细胞的细胞壁失水收缩，压力势下降，引起水势下降而吸水。失水过多时，还使细胞壁内陷而产生负压，这时p p00，细胞水势更低，吸水力更强。水稻开花时颖壳的张开是由着生在颖花内的浆片吸水膨大所致。浆片的吸水膨大是由细胞壁松弛、压力势下降引起的。50降压吸水-因p p的降低而引发的细胞吸水蒸腾旺盛时，导管和叶肉细胞的细胞壁失水收缩，压力势下降，引起水势下降而吸水。失水过多时，还使细胞壁内陷而产生负压，这时p p0 植物根的水势 茎木质部水势 叶片的水势 大气的水势，使根系吸收的水分可以源源不断地向地上部分输送

14、。56一、根的吸水部位 二、根系吸水途径三、根系吸水机理 主动吸水 被动吸水四、影响根吸水的土壤条件57伸长区分生区根冠根毛区一、根的吸水部位 58一、根的吸水部位 根毛区59根毛区吸水能力最大，因为 根毛扩大了吸水面积；根毛区输导组织发达，对水分移动阻力小。根毛壁的果胶浓度高，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着，使吸水能力加强；60二、根系吸水途径根吸水主要通过根毛 皮层内皮层 中柱水分在根内的径向运转的途径有：质外体:内质体:不越过任何膜，阻力小，移动速度快越过原生质膜，阻力大，移动速度慢61Endodermal cytoplasmCasparian stripH2O维管柱皮层凯氏带

15、62Endodermal cytoplasmCasparian strip 凯氏带是环绕在内皮层细胞壁上的木栓化、木质化程度高，一种结构。细胞质与凯氏带紧密结合，质与壁无间隙，水分既不能在壁中作径向运动也不能在壁与膜之间移动，而只能通过内皮层的原生质，这样能限制外界溶液及物质进入中柱，内皮层有控制水分运转功能，起半透膜作用）63三、根系吸水机理 主动吸水 被动吸水64主动吸水由于根系生理活动而引起的吸水过程叫主动吸水。2 2 根压植物根系生理活动促使水分从根部上升的压力称为根压，根压是主动吸水的动力。653 3 根压的存在可以通过下面两种现象证明:(1)(1)伤流 :从受伤或折断的植物组织中溢

16、出液体的现象，叫做伤流。(2)(2)吐水 :没有受伤的植物如处在土壤水分充足，气温适宜，天气潮湿的环境中，叶片的尖端或边缘也有液体外泌的现象，这种现象称为吐水。66 叶尖水孔示意图一孔口及其下的通水组织以及木质部末端。674 4 根压的产生机理渗透论和代谢论 渗透论：根压产生是一个渗透过程。根部导管与外液之间建立起渗透系统。代谢论：有争议呼吸释放能量参与了根系吸水 根细胞(导管)-)-呼吸-能量-无机盐 简单有机物-水势下降-吸水，685 5 主动吸水与呼吸速率密切相关69被动吸水：由于枝叶蒸腾引起的根部吸水，叫被动吸水。吸水的动力来自于蒸腾拉力，与植物根的代谢活动无关。被动吸水是植物吸水的主

17、要方式。蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力。70（一）土壤中的可用水分土壤中的水分和土壤水势水分存在形式水势(Mpa)(Mpa)植物能否利用束缚水 土壤颗粒所吸附的水分 -3.1-0.01-0.01影响土壤通气性，旱田应排除，水田可作为生态需水四、影响根系吸水的土壤条件71（二）土壤温度 1 1、土温低使根系吸水下降，原因：水粘度增加，扩散速率降低；根系呼吸速率下降，主动吸水减弱；根系生长缓慢，有碍吸水面积的扩大。2 2、土温过高对根系吸水不利，原因：提高根的木质化程度，加速根的老化，根细胞中各种酶蛋白变性失活。72 CO CO2 2浓度过高或O O2

18、2不足，则根的呼吸减弱，不但会影响根压的产生和根系吸水，而且还会因无氧呼吸累积较多的酒精而使根系中毒受伤。中耕耘田，排水晒田可增加根系周围的O O2 2,减少COCO2 2以及消除H H2 2S S等的毒害，以增强根系的吸水和吸肥能力。73（四）土壤溶液浓度通常土壤溶液浓度较低,水势较高，根系易于吸水。在盐碱地上,水中的盐分浓度高，水势低(有时低于-10MPa)10MPa)，作物吸水困难。74一、蒸腾作用的概念、意义二、蒸腾作用的途径及指标三、蒸腾作用的气孔调节四、蒸腾作用的非气孔调节五、影响蒸腾的内外条件及人工调节757677一、蒸腾作用的概念、意义（一）蒸腾作用:78（二）蒸腾作用的生理意

19、义 1 1、蒸腾作用所产生的蒸腾拉力是植物 对水分吸收和运输的主要动力。2 2、促进矿物质和有机物的运输 3 3、降低叶片温度 4 4、有利于气孔开放，利于COCO2 2同化一、蒸腾作用的概念、意义79 (一)蒸腾的途径:1 1 皮孔蒸腾（0.10.1）2 2 角质层蒸腾（5 51010）3 3 气孔蒸腾二、蒸腾作用的途径及指标80l皮孔（lenticular）蒸腾（茎、枝）l角质层（cuticular）蒸腾（叶）l气孔（stomatal）蒸腾（叶）植物蒸腾作用的最主要方式皮孔试验前三天后81（二）蒸腾作用的指标 1 1蒸腾速率 (蒸腾强度):):一般用g.mg.m-2-2.h.h-1-1或

20、mg.dmmg.dm-2-2.h.h-1-1表示.现在国际上通用mmol.mmmol.m-2-2.s.s-1-1来表示.2 2蒸腾效率 g.kgg.kg-1-1表示 3 3蒸腾系数 植物在一定生长时期内的蒸腾失水量与积累的干物质量之比。g.gg.g-1-1表示，又称为需水量。82作 物蒸腾系数 作 物蒸腾系数水 稻211300油 菜277小 麦257774蚕 豆230大 麦217755马铃薯 167659高 粱204298向日葵 290705玉 米174406甘 蔗125350表 几种主要作物的蒸腾系数（需水量）83（一）气孔大小与分布（二）小孔扩散率（三）气孔运动（四）气孔运动机理（五）影响

21、气孔运动因素（六）影响气孔蒸腾的内外因素8485 气孔数目多，分布广，气孔大小、数目与分布随植物种类、生长环境的不同而不同（一）气孔大小与分布86植物气孔数/amm2下表皮气孔大小长宽（nm）上表皮下表皮玉米5268195燕麦2523388向日葵58156228苹果04001412莲40087植物气孔面积很小，气孔面积占叶片总面积很小，一般不超过1 1，但植物叶片蒸腾速率却高，通过蒸腾失水占植物总失水量的9090以上，为什么？88r=1共9个r=3（二）小孔扩散律89r=1共9个r=3（二）小孔扩散率90小孔扩散律：气体经小孔的扩散速率与小孔周长成正比，而不与小孔面积成正比，这就是小孔扩散律。

22、(也就是说面积一定，小孔越小，水分散失越多。)91边缘效应：扩散层边缘的水分子的扩 散速度比中央快的现象称。92边缘效应：扩散层边缘的水分子的扩 散速度比中央快的现象称。93边缘效应：扩散层边缘的水分子的扩 散速度比中央快的现象称。94边缘效应：扩散层边缘的水分子的扩 散速度比中央快的现象称。95边缘效应：扩散层边缘的水分子的扩 散速度比中央快的现象称。96边缘效应：扩散层边缘的水分子的扩 散速度比中央快的现象称。97（三）气孔运动1 1、气孔的结构：气孔由成对保卫细胞组成。98（三）气孔运动2 2、保卫细胞特点：保卫细胞的细胞壁厚薄不均，靠气孔的内 壁厚，背气孔的外壁薄，形状呈月芽形、哑铃形

23、，微纤丝与细胞壁相连；99（三）气孔运动 保卫细胞具有多种细胞器，内含叶绿体、线粒体，可进行光化学反应，合成ATPATP、OAAOAA；2 2、保卫细胞特点：100（三）气孔运动 保卫细胞与周围细胞联系紧密；（三）气孔运动2 2、保卫细胞特点：101（三）气孔运动 保卫细胞与周围细胞联系紧密；（三）气孔运动2 2、保卫细胞特点：保卫细胞体积小，膨压变化迅速。102（四）气孔运动机理1 1、淀粉糖转变学说2 2、无机离子泵吸收学说（又叫K K+泵学说）3 3、苹果酸代谢学说103 气孔运动是由保卫细胞水势的变化而引起的。淀粉糖互变学说（starch-sugar-interconvertion）由

24、植物生理学家F.E.LloydF.E.Lloyd在19081908年提出认为气孔运动是由于保卫细胞中蔗糖和淀粉间的相互转化而引起渗透势改变而造成的。淀粉可溶性糖（pH6.17.3）（pH2.96.1）淀粉磷酸化酶1041 1、淀粉糖转变学说淀粉淀粉磷酸化酶糖PH=5PH=5淀粉磷酸化酶在不同PHPH下作用方向不同PHPH高促进水解，PHPH低促进合成光保卫细胞光合作用，COCO2 2减少（PEPcasePEPcase）PHPH上升溶质浓度上升淀粉糖保卫细胞水势下降气孔开放吸水105无机离子泵学说，又称 K K+泵假说、钾离子学说日本学者于19671967年发现，照光时，K K+从周围细胞进入保

25、卫细胞，保卫细胞中K K+浓度增加，溶质势降低，吸水，气孔张开；暗中则相反，K K+由保卫细胞进入表皮细胞，保卫细胞水势升高，失水，气孔关闭。1062 2、无机离子泵吸收学说（又叫K K+泵学说）ATPATP、NADPH+HNADPH+H+K K+是保卫细胞主要的渗透调节物质ATPaseATPase活性上升，H H+运出保卫细胞形成跨类囊体PHPH，间质PH=8.5PH=8.5（升高）细 胞 水 势 下 降驱动K K+从周围细胞进入保卫细胞气孔开放K K+进入保卫细胞 ，同时伴随ClCl-进入，以保持电中性光保卫细胞中不存在RuBpcaseRuBpcase和Ru5PRu5P激酶，但有PEPca

26、sePEPcase也能进行光反应；PEPcasePEPcase最适PHPH为8.08.08.58.5107n光下：保卫细胞质膜上存在H H+ATPaseATPase，被光激活，水解ATPATP，产生的能量将H+H+从保卫细胞分泌到周围细胞中，使保卫细胞的pHpH值升高，周围细胞的pHpH值降低，驱动K+K+通过保卫细胞K K+通道进入保卫细胞，在进入液泡，K+K+浓度增加，水势降低，水分进入，气孔张开。n暗处：H H+ATPaseATPase缺乏ATPATP停止，保卫细胞质膜去极化，促使K+K+经外向K+K+通道向周围细胞转移，导致保卫细胞水势升高，水分外移，气孔关闭。1081093.3.苹果

27、酸代谢学说(malate metabolism theory)光照下,保卫细胞内的部分COCO2 2被利用时,pH,pH上升至8.08.08.58.5，从而活化了PEPPEP（磷酸烯醇式丙酮酸）羧化酶,它可催化由淀粉降解产生的PEPPEP与HCOHCO3 3-结合成草酰乙酸,并进一步被NADPHNADPH还原为苹果酸。PEPPEPHCOHCO3 3-PEPPEP羧化酶 草酰乙酸磷酸 草酰乙酸NADPH(NADH)NADPH(NADH)苹果酸还原酶 苹果酸NAPDNAPD+(NAD(NAD+)苹果酸的存在可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。同时，苹果酸被解离为2H2H+和苹果酸根；苹果酸根进

28、入液泡和ClCl-共同与K K+在电学上保持平衡。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。110保卫细胞光合作用，COCO2 2减少光合磷酸化、淀粉PHPH上升，保卫细胞中剩下的COCO2 2形成HCOHCO3 3-MalMalPEP PEP 解离出H H+OAAOAA光MalMal、K K+、ClCl-上升植物细胞水势下降植物细胞吸水气孔开放呼吸氧化磷酸化ATP含量上升ATPase活性上升光活化H H+-ATPase-ATPase111112（五）影响气孔运动因素1 1、光：一般情况下光可促进气孔开放，暗中则气孔关闭。2 2、COCO2 2：低浓度促开放，高浓度关闭3 3、温度：在1010303

29、0温度越高，气孔开度越大。超出这个范围，气孔开放受抑制。4 4、水分：缺水、蒸腾过剧、水过多等情况下会引起气孔关闭，113（五）影响气孔运动因素5 5、植物激素：ABAABA两反馈环 胞内COCO2 2，COCO2 2传感器接受信号，MalMal和ATPATP形成，K K+细胞，气孔张开，COCO2 2便进入细胞，满足光合作用所需；114（五）影响气孔运动因素5 5、植物激素：ABAABA两反馈环 当植物缺水时，ABAABA形成，ABAABA作为缺水信号通过K K+从细胞中运出，使气孔关闭。第一反馈环满足光合需COCO2 2，第二反馈环防止过多水损耗（一个控制COCO2 2，一个控制水）。11

30、5ABA+ABA+受体CaCa2+2+进入细胞内刺激细胞CaMCaM活化阴离子通道ClCl-流出保卫细胞保卫细胞质膜去极化刺激K K+向外的通道打开K K+外流气孔关闭 116（六）影响气孔蒸腾的内外因素1 1、内部因素：气孔大小、频度、开度、构造、下腔容积等。（气孔频度指1mm1mm2 2叶片上气孔数）2 2、光：增强蒸腾作用。3 3、大气湿度：空气相对湿度增大，蒸腾变慢。117（六）影响气孔蒸腾的内外因素4 4、温度：温度促进蒸腾。5 5、风：促进蒸腾作用。但风速过大会使气孔关闭、叶温下降，反而抑制蒸腾。以上就是影响蒸腾作用的主要环境因素，总之蒸腾作用受许多环境因子综合影响。118气孔的最

31、优化调节119四、蒸腾作用的非气孔调节（一）“初干”或“初萎”初干是指由于叶肉细胞水分亏缺，引起细胞壁的水分饱和程度下降，细胞保水力加强，而使蒸腾作用减弱的现象。120四、蒸腾作用的非气孔调节(二)萎蔫植物在严重水分亏缺时，失去膨胀状态，叶子和茎的幼嫩部分下垂的现象称为萎蔫。也是一种有效的非气孔调节方式。萎蔫分为两种:121四、蒸腾作用的非气孔调节(二)萎蔫暂时萎蔫如果当蒸腾速率降低后，萎蔫植株可恢复正常，这种萎蔫称暂时萎蔫永久萎蔫如果当蒸腾速率降低后，萎蔫植株仍不能恢复正常，这种萎蔫称永久萎蔫122五、影响蒸腾的内外条件及人工调节（一）影响蒸腾的内外条件蒸腾速率扩散力/扩散阻力。1 1影响气

32、孔阻力的因素如：气孔孔径小、气孔下腔容积小气孔下陷等都会增加气孔阻力，因而也会使蒸腾变慢123五、影响蒸腾的内外条件及人工调节（一）影响蒸腾的内外条件2 2影响边界层阻力的因素 边界层阻力是指叶片表面一层相对静止的空气 对气体进出叶片所产生的阻力。124五、影响蒸腾的内外条件及人工调节（一）影响蒸腾的内外条件3 3影响叶片-大气水气压差的因素125五、影响蒸腾的内外条件及人工调节（二）蒸腾作用的人工调节1 1、减少蒸腾面积如移栽时去掉枝叶等2 2、降低蒸腾速率如搭棚遮荫等3 3、使用抗蒸腾剂126第五节 植物体内水分运输 一、运输途径二、运输动力(水沿导管上升机制)127一、运输途径水分的运输

33、途径主要有两种质外体运输共质体运输水分通过导管或管胞，以液流方式运输。运输距离长，但运输速度快。水分通过活细胞运输，运输距离很短，不过几毫米，但运输速度很慢。128水分运输的具体途径：土壤水分根毛根皮层根中柱根导管茎的导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙与气孔下腔气孔大气一、运输途径129 在木质部运输速度比在薄壁细胞中快得多，为3-45m.h3-45m.h-1-1 活细胞中原生质对水流阻力很大（亲水胶体把水吸住，保持在水合膜上，水流便遇到阻力）。在0.1MPa0.1MPa下，水流经过原生质体的速度只有1010-3-3 cm.h cm.h-1-1水分运输的速度130 二、水分沿导管或管胞上升的机制动

34、力：下：根压 上：蒸腾拉力 中：内聚力：相同分子之间相互吸引的力量。131132二、水分沿导管或管胞上升的机制内聚力：相同分子之间存在相互吸引的力量，称为内聚力。（水分子能形成氢键，所以有很大内聚力。133水分上升的动力是根压和蒸腾拉力导管中的水柱的连续性通常用狄克逊(H.H.(H.H.Dixon)Dixon)的内聚力学说 (cohesion theory)来解释：水分子的内聚力大于张力，从而能保证水分在植物体内的向上运输。导管水柱中的张力可达0.5-3.0MPa0.5-3.0MPa水分子的内聚力可达几十MPaMPa。134蒸腾拉力g张力内聚力水沿导管上升机制蒸腾拉力-内聚力-张力学说(内聚力

35、学说)由于水的内聚力大于张力，还由于水与输导组织间有强的附着力，所以水柱不会中断而使水分向上运输.135北美红杉高可达110m136一、作物需水规律二、合理灌溉指标三、灌溉方法137合理灌溉的基本原则：用最少量的水取得最大的效果。一、作物的需水规律(一)不同作物对水分的需要量不同根据蒸腾系数估计水分的需要量：生物产量蒸腾系数 =理论最低需水量(生物产量-指作物一生中形成的全部有机物的总量)138一些作物的蒸腾系数：作物高粱 玉米 大麦 小麦 棉花 马铃薯 水稻 菜豆蒸腾系数 322 370 520 540 570 640 680 700(二)同一作物不同生育期对水分的需要量不同 早稻苗期 由于

36、蒸腾面积较小，水分消耗量不大；分蘖期 蒸腾面积扩大，气温逐渐升高，水分消耗量增大；孕穗开花期 蒸腾量达最大值，耗水量也最多；成熟期 叶片逐渐衰老、脱落，水分消耗量又逐渐减少。139(三)作物的水分临界期 -植物在生命周期中，对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。大多处于花粉母细胞四分体形成期，这个时期一旦缺水，就使性器官发育不正常。如小麦一生中有两个水分临界期：v孕穗期，缺水，小穗发育不良，特别是雄性生殖器官发育受阻或畸形发展。v开始灌浆到乳熟末期，缺水，影响旗叶的光合速率和寿命，减少有机物的制造和运输，影响灌浆，空瘪粒增多，产量下降。140 由于水分临界期缺水对产量影响很大，因此，应确保农作物水

37、分临界期的水分供应。调亏灌溉（regulated deficit regulated deficit irrigation,RDIirrigation,RDI）-一种新型节水技术，在作物营养生长旺期适度亏水，在作物需水临界期充分供水，促控结合提高水的利用效率，增加作物产量。141作物是否需要灌溉可依据气候特点、土壤墒情、作物的形态、生理性状加以判断。（一）土壤指标根系活动层(0(090cm)90cm)的土壤含水量为田间持水量的60608080为宜，如低于此值，应灌溉。田间持水量-指排除重力水以后的土壤含水量。土壤含水量对灌溉有一定的参考价值，最好应以作物本身的情况作为灌溉的直接依据。142（二

38、）形态指标作物缺水的形态表现为：1.1.萎蔫 细胞膨压下降，幼嫩茎叶尤易发生萎蔫 2.2.生长速率下降 缺水影响正常代谢，生长缓慢 3.3.茎叶颜色变化 由于生长缓慢，叶绿素浓度相对增大，叶色变深，呈暗绿色；茎叶有时变红，这是因为干旱时糖类分解大于合成，细胞中积累较多的可溶性糖，形成较多的花色素的缘故。1431.1.叶水势 缺水时叶片水势下降不同的叶片、不同的时间测定的水势值有差异，一般取样以上午9 91010点为宜。2.2.渗透势 缺水时叶片细胞溶质势下降3.3.细胞汁液浓度 干旱情况下细胞含水量下降，汁液浓度升高，当汁液浓度超过一定值后，会阻碍植株生长。4.4.气孔开度随着水分的减少，气孔开度逐渐缩小，当土壤的可利用水耗尽时，气孔完全关闭。Q&A问答环节敏而好学，不耻下问。学问学问，边学边问。Heisquickandeagertolearn.Learningislearningandasking.结束语感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边点击进入感谢您的观看与聆听本课件下载后可根据实际情况进行调整