[植物生物学]第3章植物的水分生理和矿质营养解说.ppt

土壤—植物—大气连续体系中的水势 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 土壤温度直接影响根系的生理活动和根系的生长，所以对根系吸水影响很大。土壤温度过低，根系吸水能力明显下降。这是因为低温使根系代谢减弱，低温使水分和原生质的粘滞性增加，因而影响了根系对水分的吸收。 温度过高，酶易钝化，根系代谢失调，对水分的吸收也不利。 3.土壤通气状况 根系通气良好，代谢活动正常，吸水旺盛。通气不良，若短期处于缺氧和高CO2的环境中，也会使细胞呼吸减弱，影响主动吸水。若长时间缺氧，导致植物进行无氧呼吸，产生和积累较多的酒精，使根系中毒，以至吸水能力减弱。植物受涝而表现缺水症状，就是这个原因。 植物吸收的水分0.15%—0.2%用于组成植物体，其余大约99.8%以上的水分，则通过蒸腾作用而散失。 植物通过地上部分的组织（主要是叶）以水蒸气状态散失水分的过程称为蒸腾作用（transpiration）。基本上是蒸发作用，但受植物结构和气孔行为的调节 （一）蒸腾作用的意义 1.植物吸收和运输水分的主要动力。 2.蒸腾流作为盐类和其他物质在植物体内运输的载体。 3.降低植物体和叶面温度，使植物免受灼伤。 （二）蒸腾作用的指标和部位 1.蒸腾速率：植物在一定t内，单位叶面积上散失水分的量。以g/(m2.h)表示。 2.蒸腾比率：植物在一定时间内积累干物质与蒸腾失水量的比值。蒸腾失水1kg时所形成的干物质的克数。 g/kg 3.蒸腾系数：形成1g干物质所消耗的水分。 整体蒸腾：幼小植株全部表面都能蒸腾。 皮孔蒸腾（lenticular transpiration）：通过皮孔蒸腾，约占全部蒸腾的0.1%。 叶片蒸腾：包括角质蒸腾（cuticular transpiration），约占5%；气孔蒸腾（stomatal transpiration ），约占95%。 （三）气孔蒸腾和气孔运动 气孔蒸腾—水分通过叶表面的气孔向外蒸腾。 气孔蒸腾要比等面积的自由水面的蒸发量快50倍之多。这可以用小孔定律来解释。 气孔按照一定的规律开张和关闭，并且通过保卫细胞来调节。 A. 保卫细胞的细胞壁厚度不同 B. 纤维素微纤丝排列方式 马铃薯表皮气孔 双子叶植物气孔：肾形，内壁厚、外壁薄 从气孔向外扇形辐射排列 单子叶植物气孔：哑铃形，中间厚、两头薄 从气孔中心向两端径向辐射 1.内部因子：气孔和气孔下腔结构。 2.外部因子：光照、大气湿度、温度等等。 （一）水分运输的途径： 下：根压 （较小，一般为0.2Mpa，当蒸腾速率升高时，根压会更小，根压不能使水分在高大的桥木中向上运输） 上：蒸腾拉力使水柱向上移动，水柱的另一端受到向下的重力，方向相反，故水柱受到张力。木质部张力为0.5-3Mpa。相同分子之间有相互吸引的力量，称内聚力。植物细胞中水分子内聚力达20Mpa，远远大于张力，故可使水柱不断。 蒸腾拉力-内聚力-张力学说：爱尔兰人H.H. dixon迪克松 蒸腾拉力 内聚力 张力学说 * 第一节 植物的水分生理 一、植物细胞对水分的吸收 主要有三种方式 （一）、扩散 （二）、集流 （三）、渗透作用 是一种自发过程，是由于分子的随机热运动所造成的，物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动的现象。－－细胞间水分的迁移（短距离） ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 水分子 水通道 类脂 水分跨膜移动途径示意图 水孔蛋白（aquaporins,AQPS) 植物体内主要存在三种类型水孔蛋白： 1. 质膜水孔蛋白(PIP)。 2. 液泡膜水孔蛋白(TIP)。 3. 根瘤共生膜上的内在蛋白 是指大量分子在压力梯度作用下集体移动。 是水分长距离运输的重要方式－－导管 根压和蒸腾拉力 蔗糖溶液 水 　　经过一段时间 压力（水势） 半透膜 液面上升 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。 植物细胞是一个渗透系统，质膜、液泡膜接近于半透膜，同细胞质和胞外环境组成了渗透系统。 质壁分离(plasmolysis)和质壁分离复原(deplasmolysis)现象就可证明植物