植物水分生理–陈智忠.ppt

§2-2. 植物对水分的吸收及其运动 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. 水分运动 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 §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。 (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。 以种子为收获对象的植物，为生殖器官形成和发育时期； 以营养器官为收获对象的植物，在营养生长最旺盛时期。 二、合理灌溉指标及灌溉方法  作物是否需要灌溉可依据气候特点、土壤墒情、作物的形态、生理性状和指标加以判断。 (一)土壤指标 一般来说，适宜作物正常生长发育的根系活动层(0～90cm),其土壤含水量为田间持水量的60％～80％，如果低于此含水量时，应及时进行灌溉。土壤含水量对灌溉有一定的参考价值，但是由于灌溉的对象是作物，而不是土壤，所以最好应以作物本身的情况作为灌溉的直接依据。 （二）形态指标  作物缺水的形态表现为，幼嫩的茎叶在中午前后易发生萎蔫；生长速度下降；叶、茎颜色由于生长缓慢，叶绿素浓度相对增大，而呈暗绿色；茎、叶颜色有时变红，这是因为干旱时碳水化合物的分解大于合成，细胞中积累较多的可溶性糖，形成较多的花色素，而花色素在弱酸条件下呈红色的缘故。如棉花开花结铃时，叶片呈暗绿色，中午萎蔫，叶柄不易折断，嫩茎逐渐变红，当上部3～4节间开始变红时，就应灌水。从缺水到引起作物形态变化有一个滞后期，当形态上出现上述缺水症状时，生理上已经受到一定程度的伤害了。 (三)生理指标 生理指标可以比形态指标更及时、更灵敏地反映植物体的水分状况。植物叶片的细胞汁液浓度、渗透势、水势、叶片相对含水量RWC和气孔开度等均可作为灌溉的生理指标。植株在缺