植物水分生态生理.ppt

目录 一、地球水资源 水资源 地球水储量 地球水分循环 二、植物生活与水分 1. 生命由水中而来 植物水分关系演化 水中光温环境 2. 水的生命作用 3. 土壤水分与植物 4. 水分指标体系 三、植物生态类型 1. 水生植物 水鼈通气组织 水稻和小麦根比较 2. 旱生植物 (1) 旱生植物模式 (2) 肉质旱生植物 仙人掌失水试验 (3)硬叶旱生植物 硬叶旱生植物 刺叶石竹刺状叶 夹竹桃叶结构 北美驼绒藜 羽茅叶结构 骆驼刺根系 柠条白刺霸王 (4)变水植物藻类和地衣 四、气孔和气孔运动 1. 气孔结构分布 几种植物气孔形态 气孔分布 气孔分布 2. 外因与气孔运动 气孔开张光饱和点 棉气孔开度与日照 烟草气孔日变化 S- 气孔开度与波长 光合作用吸收光谱 气孔开度与光和水 辐射和温湿度与气孔 辐射和温湿度与气孔 温度与气孔开启 烟草开度与气温 蚕豆开度与气温 水/CO2交换通道 CO2与气孔开闭 铃兰膨压与气孔开度 3. 内因与气孔运动 气孔运动周期性 小麦气孔日周期 蚕豆气孔日周期 蚕豆气孔长短周期 周期性意义 4. 气孔运动机制 各种学说 相反例证 三种反应 1)水主动反应 2) 光主动反应 3)被动反应 鸭跖草气孔补缀 气孔开关的中间状态 扶芳藤气孔 五、蒸腾作用 蒸腾速率 蒸腾作用模式图 水稳与非稳模型 水稳与非稳多样性 针茅的蒸腾调节 3种植物的蒸腾调节 图19 8植物6月光照分幅 图19　8种植物蒸腾作用与光照强度环路响应关系分幅图 (June 7,2002) 图23 心叶3因子季节分幅 图23　心叶驼绒藜蒸腾作用与温度、湿度、光强回环关系季节变化分幅图 植物蒸腾量比较 多种植物蒸腾强度 风速与蒸腾 叶面等温线及涡流 药西瓜蒸腾冷却效应 霸王叶温高于气温 老叶Tr对缺水迟钝 树冠蒸腾调控顺序 树冠水势调控顺序 蒸腾作用与CO2交换 水与CO2交换图 蒸腾作用与光合作用 蒸腾作用与光合作用 六、水势与水流 水分运输动力阻力 水分运输阻力因素 木质部传导和蒸腾流 最大液流速度 杨桦蒸腾流与辐射流 木质部液流与蒸腾流 温度对根系吸水影响 渗透势范围 灌溉与否水势渗透势 植物与土壤水势 七、水分与植物生产 纬度和水分与生产力 灌溉与粮食增产 群丛水分经济 蒸腾系数(需水量) 参考书目 风和RH与光合作用 缺水离体叶光合 叶含水量与光合 裸大麦生发与吸水 水流由土壤经根系向上运输是由于大气和土壤间存在着水势梯度。蒸腾拉力是主要动力。木质部液流速度取决于叶-根之间的水势差和木质部阻力。 与木质部阻力有关的因素为输导面积(mm2/g)、木质部结构、摩擦力、水重力等。 与木质部阻力有关的因素： 输导面积: 荒漠植物为2-3，阳生草本为1-2，木本和阴生植物低于0.5，水生植物和肉质植物更低。 木质部结构：如导管类型、孔径等。 摩擦力：水与输导组织内壁的摩擦力。 水重力：水自身的重力势。 木质部液流的度量：比传导率和蒸腾流速 导管的长度一般为几厘米到1米，而藤本植物可长达几米。 左图、下图：木质部流速因植物种类而异 右图： 3 种植物树干、分枝和根中液流速度。白蜡树树干中液流速度很高。 杨、桦蒸腾流依辐射流的日变化 1)蒸腾流随辐射流而变化，有较强的敏感性 2)杨树蒸腾流速远大于桦树 蒸腾流可由对树干液流的测定而得知 一株16米高的云杉其树冠蒸腾流与树干木质部水流的关系 木质部水流落后于蒸腾流一定相位，如果消除这种相位差，二者之间具有很高的吻合度，因而茎流能够很好地指示出整个树冠的蒸腾耗水信息。 温度对3种树木 根系吸水的影响 黑杨适应于寒冷气候，在温度略高于0℃时根系即可活跃吸收水分，余二者则要求较高温度。可以推断，3 种树木的喜冷程度：黑杨＞山毛榉＞白蜡树。 每种生态类型植物的渗透势都占有很宽范围，表明不同植物对环境的适应方式不同，但耐旱植物可以有很低的渗透势，中生、湿生植物等则没有。 灌溉与非灌溉条件对水势和渗透势的影响 植物与土壤水势的变化 气孔运动的几种学说 有些特殊例证,与上述理论完全违背。例如，叶子萎蔫时气孔反而开张；把叶子沉入水中或把水压入细胞间隙时则气孔关闭等。 因此，可以认为，在叶子水分状态与气孔开度之间的关系上，是有着若干不同机理的。 有理由认为，气孔运动不仅可因保卫细胞本身膨压的变化而引起，表皮细胞对保卫细胞也会产生某种作用，从而影响气孔的运动。 关于保卫细胞水分与气孔运动关系的相反例证 Stalfelt 根据在蚕豆叶子气孔上观察的结果，把气孔运动划分为下列三种类型: 1) 水主动反应 2) 光主动反应 3) 被动反应 在田间所看到的气孔运动，应是三类反应的综合结果。 气孔响应于水分运动的三种类型 1)水主动反应 保卫细胞含水量随叶含水量的变化而变化。保卫细胞膨压变化，支配气孔运动。叶含