植物生理——水分.ppt

§2-2. 植物对水分的吸收 植物体的水分集流通过膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的。 水孔蛋白：是一类具有选择性、高运转水分的跨膜通道蛋白，它只允许水分通过 ，不允许离子和代谢物通过。因为水通道的半径大于水分子半径小于最小溶质分子半径。 分质膜内在蛋白和液胞膜内在蛋白。 水孔蛋白的丝氨酸残基磷酸化，水通道加宽，水集流通过量剧增；去磷酸化，则水通道变窄。 1、水势： 图 2-1由渗透作用引起的水分运转a.烧杯中的纯水和漏斗内液面相平； b.由于渗透作用使烧杯内水面降低而漏斗内液面升高 化学势(chemical potential,μ) 每偏摩尔物质所具有的自由能。用希腊字母μ表示。可用来描述体系中组分发生化学反应的本领及转移的潜在能力。如果物质带电荷或电势不为零时的化学势称为电化学势（electrochemical potential）。物质总是从化学势高的地方自发地转移到化学势低的地方，而化学势相等时，则呈现动态平衡。 2. 细胞的渗透性吸水 (1)渗透作用(osmosis) （2）细胞的水势 (3) 细胞间的水分移动 3. 细胞的吸胀性吸水 4.代谢性吸水 5. 水分子通道 (water channel) 二. 植物根系对水分的吸收 1.根部吸水的区域 2.根系吸水的途径 根部吸水的途径 3.根系吸水的动力 伤流和根压示意图A.伤流液从茎部切口处流出； B.用压力计测定根压 4.影响根系吸水的土壤条件 §2-3 蒸腾作用(transpiration) 一、蒸腾作用的概念、生理意义和指标 1.气孔数目多、分布广GO 2.气孔的面积小，蒸腾速率高GO 3.保卫细胞体积小,膨压变化迅速 4.保卫细胞具有多种细胞器5.保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构GO 6.保卫细胞与周围细胞联系紧密GO 图2-11 双子叶植物(A) 和禾本科植物(B) 气孔的保卫细胞形状和保卫细胞中纤维素的排布 气孔开启机理图解 §2-4 植物体内水分的运输 一、水分运输的途径 图 2-15 水分从根向地上部运输的途径 二、水分沿导管或管胞上升的机制 三、水分运输的速度 §2-5 合理灌溉的生理基础 合理灌溉是农作物正常生长发育并获得高产的重要保证。合理灌溉的基本原则是用最少量的水取得最大的效果。我国水资源总量并不算少，但人均水资源量仅是世界平均数的26%，而灌溉用水量偏多又是存在多年的一个突出问题。因此节约用水，合理灌溉，发展节水农业，是一个带有战略性的问题。要做到这些，深入了解作物需水规律，掌握合理灌溉的时期、指标和方法，实行科学供水是非常重要的。 一、 作物的需水规律 二、合理灌溉指标及灌溉方法 (一) 不同作物对水分的需要量不同 一般可根据蒸腾系数的大小来估计某作物对水分的需要量，即以作物的生物产量乘以蒸腾系数作为理论最低需水量。例如某作物的生物产量为15000kg·hm-2，其蒸腾系数为500，则每hm２该作物的总需水量为7500000kg。但实际应用时，还应考虑土壤保水能力的大小、降雨量的多少以及生态需水等。因此，实际需要的灌水量要比上述数字大得多。 (二)同一作物不同生育期对水分的需要量不同 同一作物在不同生育时期对水分的需要量也有很大差别。例如早稻在苗期由于蒸腾面积较小，水分消耗量不大；进入分蘖期后，蒸腾面积扩大，气温也逐渐升高，水分消耗量明显增大；到孕穗开花期蒸腾量达最大值，耗水量也最多；进入成熟期后，叶片逐渐衰老、脱落，水分消耗量又逐渐减少。 小麦一生中对水分的需要大致可分为四个时期：①.种子萌发到分蘖前期，消耗水不多；②.分蘖末期到抽穗期，消耗水最多；③.抽穗到乳熟末期，消耗水较多，缺水会严重减产；④.乳熟末期到完熟期，消耗水较少。如此时供水过多，反而会使小麦贪青迟熟，籽粒含水量增高，影响品质。 （三）作物的水分临界期 水分临界期(critical period of water)是指植物在生命周期中，对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。一般而言，植物的水分临界期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。小麦一生中有两个水分临界期，第一个水分临界期是孕穗期，这期间小穗分化，代谢旺盛，性器官的细胞质粘性与弹性均下降，细胞液浓度很低，抗旱能力最弱，如缺水，则小穗发育不良，特别是雄性生殖器官发育受阻或畸形发展。第二个水分临界期是从开始灌浆到乳熟末期。这个时期营养物质从母体各部输送到籽粒，如果缺水，一方面影响旗叶的光合速率和寿命，减少有机物的制造；另一方面使有机物质液流运输变慢，造成灌浆困难，空瘪粒增多，产量下降。其他农作物也有各自的水分临界期，如大麦在孕穗期，