植物水分代谢2.ppt

第五节 植物体内水分的运输 一、水分运输的途径 水分在植物体内运输的全过程为： 土壤水分→根毛→根皮层→根中柱鞘→中柱鞘薄壁细胞→根导管→茎导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙→气孔下室→气孔→大气 该途径可分为两部分，一是通过活细胞运输，属径向运输，包括根毛→根皮层→根中柱鞘以及叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙。径向的共质体运输距离虽短，但运输阻力大，速度慢； 另一是在维管束的死细胞（导管或管胞）和细胞壁与细胞间隙中运输，即质外体运输。质外体对水分运输的阻力小，运输速度快，适应于纵向长距离运输。 二、水分运输的动力 上部有蒸腾拉力，下部有根压，其中主要是蒸腾拉力。 水柱会被拉断吗??? 树木在旺盛蒸腾时，上部的蒸腾拉力可达3MPa以上。在这样大的拉力下导管水柱不被拉断的原因可用内聚力学说（cohesion theory）来解释：同种分子之间的吸引力称为内聚力。纯水的内聚力很高，可抵抗数百MPa的张力。 如果拉力过大，溶解在水中的空气会逸出，形成气泡，这种现象称为气穴（cavitation）或空化现象。这会使木质部中的水柱中断。 根部本身的生理活性对木质流的上升亦有一定的推动作用。 在早春植物叶未展开前或空气相对湿度较大，土温较高及土壤供水良好的条件下， 根系生理活性相对较高，矿质离子吸收加快，渗透势降低，导致根系吸水量增大，使根与地上部的水势差增大， 即增大了根部水流上升的驱动力。 三、植物体内水分运输的速度 木质部不流速度(m·h-1)： 蕨 类：0.5~2.2 松 柏：1.2(最高速度) 散 孔 材：1~6 环 孔 材：20~40 草本植物：10~60 藤本植物：150 共 质 体：10-3 cm/h 第六节 植物水分平衡与合理灌溉  一、土壤—植物—大气连续体系 二、植物的水分平衡 三、合理灌溉与节水农业的生理基础 一、土壤—植物—大气连续体系(Soilplantatmosphere continuum,简称SPAC) 水分经由土壤到达植物根表皮，进入根系后，通过植物茎，到达叶片，再由叶气孔扩散到宁静空气层，最后参与大气湍流交换， 形成了一个统一的，动态的相互反馈连续系统。 在SPAC中，水分运动的驱动力是水势梯度，即从水势高处向水势低处流动，其流动速率与水 势梯度成正比，与水流阻力成反比。 二、植物的水分平衡 在正常情况下，植物一方面蒸腾失水，同时不断地从土壤中吸收水分；这样就在植物生命活动中形成了 吸水与失水的连续运动过程。 一般把植物吸水、用水、失水三者的动态关系叫做水分平衡。 当失水小于吸水时 可能出现吐水现象. 或在阴雨连绵的情况下，植物体内水分达到饱和状态，对作物生长并不利，容易造成作物的徒长或倒伏，降低产量。 蒸腾大于吸收时 植物体内出现水分亏缺，叶片萎缩下垂，呈现萎蔫状态，体内各种代谢活动 如光合、呼吸、有机物质的合成、矿质的吸收与转化等都受到影响， 植物的生长受到抑制。 植物水分平衡 只有植物吸水与失水维持动态平衡 (即失水与吸水相等)时，植物才能进行旺盛的生命活动。 一般情况下，植物体内的水分平衡是有条件的、暂时的和相对的，而不平衡则是经常的和绝对的。 在正常利于蒸腾的环境中，植物吸水落后于蒸腾的原因 ① 蒸腾所产生的吸水动力，由叶面传到根尖时，需要一个相当长的时间。 ② 水分在根部运输所受到的阻力比在叶片运输所受阻力大. ③ 有时由于根部缺乏足够的吸收表面(例如苗木移栽时的情况) 。 水分在根部运输 所受到的阻力大的原因 1. 根部内皮层具有凯氏带，其细胞壁木栓化加厚，不透水，叶片没有这样的细胞； 2. 水分在根部通过活细胞原生质体运输 多于叶片，所以输导慢； 3. 叶片输导系统成网状， 分布在叶肉细胞之间输导系统末端距离气孔下室很近， 只有一至几个细胞，水分容易蒸发到气孔下室。 维持植物水分平衡的办法 一般从两方面入手: 保证和增加供水 减少蒸腾 ? 蓄水—防止渗漏、径流； 保墒—防止蒸发； 除草—防止无益消耗； 经济用水—适时适量灌溉等， 发展节水技术如喷灌、滴灌 既有供水又有减少蒸腾防止蒸发的效果。 减少蒸腾失水以维持植物体内水分平衡 保证灌溉是解决植物水分不平衡问题的主要途径。 任何减低蒸腾的办法 都不免降低植物的光合，因而