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《植物生理学实验指导》? 实验 7 露点法测定植物叶片水势和渗透势 水势和渗透势是植物水分状况的重要参数。水势与渗透势的测定方法可分为三大类，即液相平衡法（包括小液流法、质壁分离法测渗透势）、压力平衡法（压力室法测水势）和气相平衡法（包括热电偶湿度计法、露点法等）。液相平衡法所需仪器设备简单，但手续繁琐、效率低，难以自动记录；压力平衡法适于测定枝条或整个叶片的水势，对于小型样品如叶圆片等则无能为力。气相平衡法能广泛用于各种植物叶片水势和渗透势的测定，所需样品量极少、测量精度高，是近年来发展起来的一类较好的植物水势及其组分的测定技术。 一、原理 将叶片或组织汁液密闭在体积很小的样品室内，经一定时间后，样品室内的空气和植物样品将达到温度和水势的平衡状态。此时，气体的水势（以蒸气压表示）与叶片的水势（或组织汁液的渗透势）相等。因此，只要测出样品室内空气的蒸气压，便可得知植物组织的水势（或汁液的渗透势）。由于空气的蒸气压与其露点温度具有严格的定量关系，本仪器便通过测定样品室内空气的露点温度而得知其蒸气压。该仪器装有高分辨能力的热电偶，热电偶的一个结点便安装在样品室的上部。测量时，首先给热电偶施加反向电流，使样品室内的热电偶结点降温，当结点温度降至露点温度以下时，将有少量液态水凝结在结点表面，此时切断反向电流，并根据热电偶的输出电位记录结点温度变化。开始时，结点温度因热交换平衡而很快上升；随后，则因表面水分蒸发带走热量，而使其温度保持在露点温度，呈现短时间的稳衡状态；待结点表面水分蒸发完毕后，其温度将再次上升，直至恢复原来的温度平衡。记录下稳衡状态的温度，便可将其换算成待测样品的水势或渗透势。 二、仪器设备 本试验所用仪器为美国 Wescor 公司生产的 HR-33T 型露点微伏压计（图 7-1 ），该微伏压计实际上就是一个精密的电位计，能准确测出热电偶两端点温度差异而产生的细微的电位变化。仪器配套的 C-52 和 L-51 型样品室的基本结构都是由一个灵敏的热电偶和一个铝合金制的隔热性很好的叶室组成（图 7-2 ）。前者用于离体叶片水势测定，后者主要用于活体测定。 三、实验步骤 1. 离体测定法 用打孔器在待测叶片上钻取直径 0.6 cm 的叶圆片，迅速放入 C-52 型样品室中平衡 2 h （平衡时间视材料水势高低而定）；样品室与仪器连接，再按左边 π v ，用 π v set 调至空白读数；用 Read 档调零点； Cool 档指针至满度； D. P. 档指针自动回转；稳定后读数，即为待测样品的 μ V 数，除以 0.75 μ V 则为以 bar 为单位的水势值 （ bar 为非法定计量单位，应换算为 Pa ， 1bar=10 5 Pa ）。 2. 活体测定法 在田间供试植株的待测叶片上装上 L-51 型热偶，平衡一段时间后测定，其余步骤同前。 3. 叶片渗透势测定 （ 1 ）叶圆片冻融法 钻取供试植株叶圆片，然后迅速放入叶室中密封，随即放入 - 40 ～ - 35 ℃下冰冻 3 h ，取出于室温下平衡 3 h 后，即可测定。 （ 2 ）榨出汁液法 取供试植株叶片，去中脉，迅速放入一尖底离心管，封口，于 - 40 ℃下冰冻 1 h 后，取出融化，用一平头玻棒挤压叶片以榨出汁液，吸取 10μ L 置于 C - 52 叶室中，平衡一段时间（ 30 min 以上）即可测定。 ? ? ? ? ? 图 7-1 HR-33T 型露点微伏压计 ? ? ? ? 图 7-2 C-52 型样品室构造 ? ? [ 注意事项 ] 1. 本试验介绍的均为露点法，因露点法比湿度法较少受外界环境的影响，前者灵敏度比后者高 1 倍，测定结果更为可靠。 2. 样品水势不同，所需平衡时间不同，样品水势越低，所需平衡时间越长。如正常供水的小麦旗叶水势为 - 3.2 × 10 5 Pa ，平衡时间 50 ～ 60 min 即可；而严重干旱的小麦叶水势为 - 22.7 × 10 5 Pa ，平衡时间需 2 h 以上。平衡时间过短，不能测出正确结果；平衡时间太长，也会造成实验误差。 3. 一般认为从叶圆片边缘的水分散失和离体期间的淀粉水解会造成测定的一定误差，但只要合理取样并迅速将叶圆片密封到样品室中，可把误差减少到最小。 ? [ 思考题 ] 如何理解叶片水势越低，所用平衡时间越长？