植物生理学：第一章 植物的水分生理.ppt

气孔的电子显微照片 每一个复合体由两个绕形成孔道的保卫细胞和两个边侧的副卫细胞构成 关于气孔蒸腾的试验 试验当天： 试验三天后： 气孔的分布是植物长期适应生存环境的结果： 一般禾谷类作物的上、下表面气孔数目较为接近； 双子叶植物的叶下表面气孔较多，有些植物（特别是木本植物），通常只是下表面有气孔， 水生植物气孔只分布在上表面。 气孔开度对蒸腾有着直接的影响。现在一般用气孔导度（stomatic conductance）表示，其单位为mmol/m2/s，也有用气孔阻力表示的，它们都是描述?气孔开度的量。 气孔开闭的机理 1)淀粉-糖转化学说 2)离子泵学说 3)苹果酸代谢学说 淀粉—糖互变（转化）学说 保卫细胞在光下进行光合作用 消耗CO2，使细胞内pH增高 淀粉磷酸化酶水解淀粉为可溶性糖 水势下降 从周围细胞吸水 气孔张开 保卫细胞在黑暗中进行呼吸作用 释放CO2，使细胞内pH下降 淀粉磷酸化酶把可溶性糖合成为淀粉 水势升高 向周围细胞排水 气孔关闭 钾离子吸收学说（无机离子泵学说） 气孔运动和保卫细胞积累K+有着密切的关系。 ψw下降，吸水 ATP酶 光活化 GC K+ H+ K+ Cl- Cl- 质膜 超极化 壳梭孢素 钒酸盐 保卫细胞质膜上具有光活化ATP酶-H+泵 水解ATP，泵出H+到细胞壁，造成膜电位差 ψw降低，水分进入保卫细胞，气孔张开 激活K+ 通道和Cl-通道， K+ 和Cl-进入保卫细胞 苹果酸生成学说 保卫细胞在光下进行光合作用 消耗CO2 pH增高(8.0-8.5), 活化PEP羧化酶 PEP + HCO3- → 草酰乙酸→ 苹果酸 苹果酸使细胞内液泡水势下降 气孔张开 从周围细胞吸水 糖、苹果酸和K+、Cl-等进入液泡 保卫细胞水势下降 吸水膨胀 气孔就开放 气孔运动的调节因素 光； CO2； 温度, 气孔开度一般随温度的升高而增大。在30℃左右，气孔开度达最大。但35℃的温度会引起气孔开度减小。低温下长时期光照也不能使气孔张开；??? 水分, 当叶水势下降时，气孔开度减小或关闭； 风, 高速气流（风）可使气孔关闭； 植物激素, 细胞分裂素可以促进气孔张开，而ABA可以促进气孔关闭。 4.5影响蒸腾作用的因素 凡是能改变水蒸汽分子的扩散力或扩散阻力的因素，都可对蒸腾作用产生影响。 影响蒸腾作用的因素 内部因素 ???? 　气孔构造特征是影响气孔蒸腾的主要内部因素。 外界环境因素 ??1. 光照 ????2. 大气湿度 ????3. 大气温度 4. 风　 ????5. 土壤条件　 5 水分在植物体内的运输 5.1 水分运输的途径 5.2 运输动力 通常 土壤的水势 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。 图：土壤—植物—大气连续体系中的水势 从下到上的 土壤水→根毛→根皮层→根中柱鞘→根导管→茎导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气。 上端原动力：蒸腾拉力 下端原动力：根压 水分上升的主要动力不是靠根压。蒸腾拉力才是水分上升的主要动力。 蒸腾拉力要使水分在茎内上升，导管的水分必须形成连续的水柱。如果水柱中断，蒸腾拉力便无法把下部的水分拉上去。那么，导管的水柱能否保证不断呢？ 5.2 水分运输的动力 内聚力：相同分子之间相互吸引的力量。 植物细胞中水分子内聚力竞达-200MPa以上。 木质部水柱张力为-0.5 — -3MPa。 蒸腾-内聚力-张力学说（transpiration-cohesion-tension theory） 内聚力学说（H. H. Dixon提出） 叶片因蒸腾失水 导管或管胞吸水， 导管或管胞的水柱产生张力，水分子内聚力大于张力， 保证水柱由根至叶的连续而使水分不断上升 6 合理灌溉 6.1作物的需水规律 　１.不同作物对水分的需要量不同 　２.同一作物不同生育期对水分的需要量不同 　作物的水分临界期：水分临界期指植物对水分不足特别敏感的时期。 同一作物不同生育期对水分的需要量不同（以小麦为例） 时期 第一时期 第二时期 第三时期 第四时期 第五时期 萌芽到分蘖前期 分蘖末期到抽穗期 抽穗到开始灌浆 开始灌浆到乳熟末期 乳熟末期到完熟期 需水量 不大 多 较多 多 不需要 6.2 灌溉的方法 　1.漫灌 　应用最广泛的灌溉方法，操作简单方便、运行费用低。 最大缺点是水资源的浪费,还会造成土壤冲刷,肥力流失,土地盐碱化等诸多弊端。 改进地面灌溉的关键是提高土地平整度和改善