第2章 无土栽培的理论基础.ppt

第二章 无土栽培的理论基础 无土栽培作物之所以能够取得高产优质，是因为它提供给作物生长的水分、养分、光照、温度、湿度等环境条件比作物千百年来生长的土壤环境要来得优越。了解作物在无土栽培条件下养分、水分和温度等对作物生长的影响是成功进行无土栽培的基础。? 第一节 植物的矿质营养学说与无土栽培 1840年德国的李比希(Liebig)创立了植物的矿质营养学说 1858年Knop和Sachs用盐类制成的人工营养介质栽培植物成功，有力地证明了矿质营养学说的正确性。 人们对植物营养的本质有了较为清晰的认识。 植物矿质营养学说的创立具有划时代的意义。 无土栽培技术充分证明了李比希矿质营养学说的正确性，充实和丰富了矿质营养学说的内容。 反过来，日趋完善的植物营养学说又进一步推动了无土栽培技术的发展。 可见，植物的矿质营养学说是无土栽培的理论基础。 第二节 植物的根系及其功能 根系是植物吸收养分和水分主要的器官，它的生长状况与植物地上部的生长息息相关。 无土栽培的显著优越性之一就表现在植物的根际环境要比土壤的易于控制。 一、根系的形态和结构（一）根系的形态 一株植株所有的根的总体称为根系。植物从种子萌发开始，胚根从种皮中伸出并向下生长，这种从胚中长出的根称为主根，随着生长过程的进行，又会在主根上长出侧根，而当侧根长到一定的时候又会长出次一级的侧根，这样不断生长就形成了一个植物的根系。 a.须根系 b.直根系 直根系和须根系示意图 (二) 根系的结构 从根尖向根基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟区(根毛区)这四个部分。 从根的横切面从外向根内观察，可分为表皮、(外)皮层、内皮层和中柱这4个部分。 二、根系的功能 1、根系的支撑功能 2、根系的吸收功能 根系吸收的物质包括水分、无机盐类的分子或离子、简单的小分子有机化合物以及气体等 3、根系的输导功能 是指根系将其吸收的水分、无机盐类和其它物质以及根系代谢形成的物质输送到地上部供其生长所需，同时也可将地上部生产的有机物质运送到根部。 (双向运输) 4、根系的代谢功能 5、根系的贮藏功能 6、根系与其它微生物共生的功能 7、根系的繁殖功能 三、根系对淹水的适应性 水生植物，如海带 沼泽性植物或半沼泽性植物，如水稻 旱生植物，如大部分蔬菜 第三节 无土栽培的生理学基础 水分从介质 植物 环境的过程： 1)由介质迁移到根系皮层组织，再运送到木质部导管； 2)由根系木质部导管向地上部运输并分配到各器官中； 3)由地上部器官(主要是叶片)以气态水的形式(水蒸汽)释放到空气中。 根系的吸水机理：渗透作用和毛细管作用 渗透作用是指水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统迁移的现象。 水势是指在一定的温度和压力条件下，1摩尔容积的水溶液与1摩尔容积的纯水之间的自由能的差值。纯水的自由能最大，水势也最高。 表示水势的单位为大气压(atm)或巴(Pa)。1巴=0.987大气压。 二、蒸腾作用及其生理意义 蒸腾作用是指水分由植物体的地上部以水蒸汽的形式扩散的过程称为。 蒸腾作用对植株体内水分自根系向地上部所产生的拉力称为蒸腾拉力。蒸腾拉力是植物吸收与传导的主要动力 植株蒸腾作用的部位主要是叶片，可通过气孔蒸腾和角质层蒸腾这两个途径来进行。 植物的蒸腾作用主要是通过气孔来完成的，气孔的蒸腾量占总蒸腾量的80%～90%以上。 根系吸收的水量如果比蒸腾作用所消耗的水量来得少，则会出现茎叶萎蔫，如果萎蔫状态维持的时间不长，根系吸水速率可以赶得上蒸腾速率，则植株的细胞间的膨压可以得到恢复，萎蔫状态可以消除，这种萎蔫称为暂时萎蔫。 如果萎蔫状态维持的时间较长，即使介质中有充足的水分供应，而植物仍不能从萎蔫状态恢复的，这种萎蔫称为永久萎蔫。 永久萎蔫会对植物正常生长产生很大的伤害，甚至导致植株死亡。 蒸腾系数是指在一定的生长时期内的蒸腾失水量与其干物质累积量的比值。通常用每生产单位重量(g)干物质所蒸腾散失的水量(g)来表示。 因此，蒸腾系数也可以理解为水分的利用效率，即蒸腾系数越大，植物的水分利用效率越低，也即生产同等重量的干物质，蒸腾系数大的植