土壤—植物.PPT

本人信息 刘晚苟 Mob:Email: liuwangou@163.com 植物生物学 Plant Biology 植物学 植物生理学 生态学 植物生理学 （Plant Physiology) 定义：研究植物生命活动规律的科学 内容（规律）：生长发育、物质和能量转换、信息传递和信号转导 本书涉及到的植物生理学部分 植物营养：包括无机营养和有机营养（第3～4章） 植物生长发育及其调控（第6章） 第三章　植物的无机营养 植物体为了维持生命，必须依赖环境供给的物质（无机物营养）、能量（光能）和信息（光、温等），并通过复杂的代谢过程来完成生长发育。 植物的营养 无机营养：水，矿质营养 有机营养：二氧化碳（光合作用） 第一节 植物的水分代谢 H2O 的重要作用 水是细胞原生质的主要组成成分 水是重要代谢过程的反应物质和产物 细胞分裂及伸长都需要水分 水是植物物质吸收和运输及生化反应的良好溶剂 水能使植物保持固有姿态，有利于光合作用和传粉 调节植物体周围的温、湿度，维持植物体温稳定 掌握要点 植物体内水分从何而来？又到哪里去？（何去何从），包括：（1）运输途径，（2）动力 植物如何维持体内水分平衡？ 一、植物细胞对水分的吸收（P41~44) （一）渗透作用（ osmosis）：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。 渗透作用 （二）水势 1、自由能、化学势、水势的概念 自由能：物质能用于做功的潜在能量。 化学势（μ）：每摩尔体积某物质的自由能。 水势（water potential：ψw）：每摩尔体积水与纯水的化学势差. 植物细胞就是一个渗透系统 成熟细胞的原生质层（原生质膜、原生质和液泡膜）相当于半透膜。 液泡液、原生质层和细胞外溶液构成了一个渗透系统。 1 渗透势(osmotic potential) 渗透势ψs（或Ψπ）亦称溶质势(solute potential), 是由于溶质颗粒的存在而降低的水势值。是负值。 2 压力势(pressure potential) 压力势是指由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值。是正值 。 细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力（膨压），引起细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。 溶液:ψw = ψs 因为ψp= 0 压力势Ψp 一般情况下，压力势为正值； 质壁分离时，压力势为零； 剧烈蒸腾时，压力势为负值。 3 衬质势（matric potential) Ψm:衬质势，细胞中亲水物质引起的负水势。干种子的Ψm很低，是种子吸涨作用的动力。成熟细胞的Ψm忽略不计。 二、植物根系对水分的吸收 根系是吸收水分的主要器官。根系吸水的部位主要是根尖，包括分生区、伸长区和根毛区。其中根毛区吸水能力最强。移栽时尽量勿伤细根。 水分还可以通过皮孔、裂口或伤口处进入植物体。 （一）根系对水分的吸收 两种方式： 1.被动的物理过程——被动吸水。 2.主动的生理过程——主动吸水。 以被动吸水（为主） 1.被动吸水 由于枝叶的蒸腾作用而引起的根部吸水现象。 实验证据：麻醉的或死亡的根部能吸水。 原因：由于蒸腾作用使水分沿导管上升，使根吸水的力量叫蒸腾拉力。（实际是由于蒸腾作用引起叶细胞水分亏缺，水势下降，相邻细胞造成了水势差。） 被动吸水的动因不是在根内，根系只是一种被动的吸收表面，蒸腾拉力才是被动吸水的动因。麻醉的或死亡的根部能吸水 2.主动吸水 仅由根系代谢活动而引起的根系从外界环境吸水的过程叫主动吸水。 （1）现象 吐水（guttation）、伤流(bleeding)和根压(root pressure)。 温度以及影响根部呼吸的抑制剂都能影响吐水、伤流和根压。 （2）机理 通常认为由根部代谢活动而引起的离子吸收和运输，造成了内外的水势差，从而使得水分按照依次下降的水势梯度，从外界环境通过表皮、皮层和内皮层而进入中柱导管，并进而向上运输。 根系吸收水分是个复杂的过程，它不仅取决于根系的结构，根系水势的调节，茎叶的结构；也取决于土壤的性质，土壤的水分状况；还取决于当时当地的各种气候条件。因此植物吸收水分是受到土壤—植物—大气这样一个连续体系内的水势梯度的影响和调节。 （二）影响根部吸水的外部条件 1.土壤可用水分 根系能否吸水取决于根系溶液水势与土壤溶液水势之差值，只要土壤溶液水势高于根系溶液水势，植物根系就能吸水。 土壤水势 土壤溶液的水势包括土壤溶液的渗透势和衬质势。 土壤溶液浓度提高，会降低土壤溶液水势。因此在盐碱土中栽培植物，往往因根系吸收水分困难而不能正常出苗和生长。 2.土壤温度