植物生理學(xué)課件(水分)

1、1第一章第一章 植物水分生理植物水分生理【難點(diǎn)難點(diǎn)】 植物細(xì)胞的滲透性吸水植物細(xì)胞的滲透性吸水【重點(diǎn)重點(diǎn)】 植物細(xì)胞的滲透性吸水，水分的運(yùn)輸，水分的植物細(xì)胞的滲透性吸水，水分的運(yùn)輸，水分的散失散失3水，孕育生命水，孕育生命陸生植物由水生植物進(jìn)陸生植物由水生植物進(jìn)化而來！化而來！水是植物的一個(gè)水是植物的一個(gè)“先天先天”環(huán)境條件！環(huán)境條件！4一、植物的含水量一、植物的含水量1、不同植物含水量不同、不同植物含水量不同水生植物水生植物鮮重的鮮重的90以上以上地衣、蘚類地衣、蘚類僅占僅占6左右左右草本植物草本植物7085木本植物木本植物稍低于草本植物稍低于草本植物水浮蓮滿江紅金魚藻2、一種植物，不同環(huán)境

2、下有差異、一種植物，不同環(huán)境下有差異蔭蔽、潮濕蔭蔽、潮濕 向陽、干燥環(huán)境向陽、干燥環(huán)境3、同一植株中，不同器官、組織不同、同一植株中，不同器官、組織不同根尖、幼苗和綠葉根尖、幼苗和綠葉： 6090樹干樹干：4050 休眠芽休眠芽：40風(fēng)干種子為風(fēng)干種子為814二、植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)二、植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài) 10烷烴基、苯基NH2OHCOOH11束縛水束縛水（bound water）被細(xì)胞內(nèi)膠體顆?；虼螅┍患?xì)胞內(nèi)膠體顆粒或大分子吸附或存在于大分子結(jié)構(gòu)空間，不能自由分子吸附或存在于大分子結(jié)構(gòu)空間，不能自由移動(dòng)，具有較低的蒸汽壓，在遠(yuǎn)離移動(dòng)，具有較低的蒸汽壓，在遠(yuǎn)離0以下的溫以下的溫度下結(jié)冰，

3、不起溶劑作用，并似乎對(duì)生理過程度下結(jié)冰，不起溶劑作用，并似乎對(duì)生理過程是無效的水。是無效的水。1. 在某低溫下，（通常是在在某低溫下，（通常是在-20至至-25）保持不結(jié)冰的水）保持不結(jié)冰的水2. 即使長時(shí)間在即使長時(shí)間在100的烘箱中，也不易去掉。在某些種子，孢的烘箱中，也不易去掉。在某些種子，孢子和少數(shù)高等植物的耐旱性中起著重要作用子和少數(shù)高等植物的耐旱性中起著重要作用。12自由水自由水(free water)：不被不被原生質(zhì)膠體吸附的水，能在體內(nèi)自原生質(zhì)膠體吸附的水，能在體內(nèi)自由移動(dòng)，并起溶劑作用的水由移動(dòng)，并起溶劑作用的水。參與代謝：多代謝強(qiáng)參與代謝：多代謝強(qiáng)三、水分在生命活動(dòng)中的作用

4、三、水分在生命活動(dòng)中的作用1細(xì)胞原生質(zhì)的主要組成分（細(xì)胞原生質(zhì)的主要組成分（70-90%）2代謝作用過程的反應(yīng)物質(zhì)代謝作用過程的反應(yīng)物質(zhì)3 是物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇┦俏镔|(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇? 可保持植物的固有姿態(tài)可保持植物的固有姿態(tài)5 水的理化性質(zhì)有利于植物的生命活動(dòng)水的理化性質(zhì)有利于植物的生命活動(dòng)高汽化熱和比熱，較高的導(dǎo)熱，高汽化熱和比熱，較高的導(dǎo)熱，有利于植物散發(fā)熱量、保持有利于植物散發(fā)熱量、保持體溫，體溫，可調(diào)節(jié)小氣候?？烧{(diào)節(jié)小氣候。允許紫外和可見光通過，允許紫外和可見光通過，有利于光合作用。有利于光合作用。具備這些作用的水是哪種存在狀態(tài)？具備這些作用的水是哪種存在狀態(tài)？13天氣炎熱的中午，

5、是否可天氣炎熱的中午，是否可以給植物以給植物澆水降溫澆水降溫呢？呢？1415第二節(jié)第二節(jié) 植物對(duì)水分的吸收植物對(duì)水分的吸收q1、滲透吸水、滲透吸水 q2、吸漲吸水、吸漲吸水16一、植物細(xì)胞吸收水分：一、植物細(xì)胞吸收水分：擴(kuò)散（擴(kuò)散（diffusiondiffusion）：）：是一種自發(fā)過程，是一種自發(fā)過程，指由于分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)所造成的物質(zhì)從濃度指由于分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)所造成的物質(zhì)從濃度高的區(qū)域向濃度底的區(qū)域移動(dòng)，順濃度梯度進(jìn)高的區(qū)域向濃度底的區(qū)域移動(dòng)，順濃度梯度進(jìn)行。短距離水分遷徙。行。短距離水分遷徙。 17集流集流(mass flow)(mass flow)：指液體中成群的原子或指液體中成群

6、的原子或分子在分子在壓力梯度壓力梯度下共同移動(dòng)。下共同移動(dòng)。 18水分在導(dǎo)管中運(yùn)輸方式水分在導(dǎo)管中運(yùn)輸方式水分從土壤溶液進(jìn)入植物體水分從土壤溶液進(jìn)入植物體水分集流和溶質(zhì)濃度無關(guān)水分集流和溶質(zhì)濃度無關(guān)19植物細(xì)胞的水分集流：植物細(xì)胞的水分集流： 水通道（水通道（water channel）: aquaporin20221、滲透吸水：、滲透吸水： 是物質(zhì)依水勢梯度的移動(dòng)。是指溶劑分子通過是物質(zhì)依水勢梯度的移動(dòng)。是指溶劑分子通過的移的移動(dòng)現(xiàn)象。動(dòng)現(xiàn)象。 規(guī)定純水的化學(xué)勢為規(guī)定純水的化學(xué)勢為“ 零零”。其他狀態(tài)下的水的化學(xué)勢總是負(fù)值，單位為其他狀態(tài)下的水的化學(xué)勢總是負(fù)值，單位為J mol-1(J=N

7、m)23（1）水勢的概念（水勢的概念（water potential)理解：理解：1.水勢就是水勢就是水的化學(xué)勢，單位是：水的化學(xué)勢，單位是：J mol-1 (J=N m)2.水的化學(xué)勢：當(dāng)溫度、壓力及物質(zhì)數(shù)量一定時(shí)，水量水的化學(xué)勢：當(dāng)溫度、壓力及物質(zhì)數(shù)量一定時(shí)，水量變化會(huì)引起的體系自由能的改變。變化會(huì)引起的體系自由能的改變。q依據(jù)水的化學(xué)勢的概念推理，則純水的水勢依據(jù)水的化學(xué)勢的概念推理，則純水的水勢為零，其他狀態(tài)下的為零，其他狀態(tài)下的(即其他溶液的）水勢即其他溶液的）水勢均為負(fù)值。均為負(fù)值。q理解：因?yàn)槿芤褐械娜苜|(zhì)顆粒降低了水自由理解：因?yàn)槿芤褐械娜苜|(zhì)顆粒降低了水自由能，所以溶液中水的自由

8、能比純水中的低，能，所以溶液中水的自由能比純水中的低，水勢就為負(fù)值。濃度越高水勢越低。水勢就為負(fù)值。濃度越高水勢越低。24幾種常見化合物水溶液的水勢范圍純水0Hoagland營養(yǎng)液 -0.05海水-2.501mol/L 蔗糖-2.691mol/L KCl-4.50（2）滲透現(xiàn)象）滲透現(xiàn)象滲透作用：是擴(kuò)散和集流的集合，是水分從水滲透作用：是擴(kuò)散和集流的集合，是水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象。象。 是物質(zhì)依水勢梯度的移動(dòng)。是指溶劑分子通是物質(zhì)依水勢梯度的移動(dòng)。是指溶劑分子通過半透膜的移動(dòng)現(xiàn)象。過半透膜的移動(dòng)現(xiàn)象。蔗糖溶液水a(chǎn).燒杯中的

9、純水和燒杯中的純水和漏斗內(nèi)液面相平；漏斗內(nèi)液面相平； b.由于滲透作用使由于滲透作用使燒杯內(nèi)水面降低而燒杯內(nèi)水面降低而漏斗內(nèi)液面升高漏斗內(nèi)液面升高28（3）植物細(xì)胞是滲透系統(tǒng)）植物細(xì)胞是滲透系統(tǒng) 29環(huán)境原生質(zhì)層細(xì)胞液環(huán)境原生質(zhì)層細(xì)胞液（溶解物使其具有水勢）（溶解物使其具有水勢） 具有質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。具有質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。30（4）植物細(xì)胞水勢）植物細(xì)胞水勢 w= s+ p+ g + m1. w：細(xì)胞水勢細(xì)胞水勢2. s：滲透勢（溶質(zhì)勢）滲透勢（溶質(zhì)勢）3. p：壓力勢壓力勢4. g ：重力勢：重力勢5. m：襯質(zhì)勢襯質(zhì)勢 3132 s （Osmotic potentia

10、l or solute potential)：溶液的滲透勢決定于溶液中溶質(zhì)的顆粒（分子或離溶液的滲透勢決定于溶液中溶質(zhì)的顆粒（分子或離子）總數(shù)。子）總數(shù)。 相同濃度下的電解質(zhì)和非電解質(zhì)溶液相比，哪個(gè)滲相同濃度下的電解質(zhì)和非電解質(zhì)溶液相比，哪個(gè)滲透勢低？透勢低？0.1mol/L的的NaCl中，有接近中，有接近80的的NaCl可分解成可分解成Na+和和Cl-，所以其溶質(zhì)總數(shù)要比同濃度的非電解質(zhì)多所以其溶質(zhì)總數(shù)要比同濃度的非電解質(zhì)多80，滲透勢也低滲透勢也低80。 P（Pressure potential）：細(xì)胞壁細(xì)胞壁產(chǎn)生一種限制原生質(zhì)體膨脹的反作用力，即壓力勢。產(chǎn)生一種限制原生質(zhì)體膨脹的反作用力

11、，即壓力勢。q壓力勢增加還是降低細(xì)胞的水勢？壓力勢增加還是降低細(xì)胞的水勢？q其符號(hào)是正還是負(fù)？其符號(hào)是正還是負(fù)？q開放體系開放體系溶液的溶液的水勢等于什么？水勢等于什么？33 g（Pravity potential）：是由于水分因重力下移而引起的水勢是由于水分因重力下移而引起的水勢變化的值，增加細(xì)胞水分自由能，提變化的值，增加細(xì)胞水分自由能，提高水勢的值。高水勢的值。水分在細(xì)胞水平移動(dòng)（細(xì)胞之間），水分在細(xì)胞水平移動(dòng)（細(xì)胞之間），和滲透勢壓力勢相比，可以忽略。和滲透勢壓力勢相比，可以忽略。3435 m （Matric poential）：q 是由于細(xì)胞是由于細(xì)胞質(zhì)質(zhì)膠體的親水性和毛細(xì)管對(duì)水的膠

12、體的親水性和毛細(xì)管對(duì)水的束縛而引起的水勢的降低的值，以負(fù)值表示。束縛而引起的水勢的降低的值，以負(fù)值表示。q 未形成液泡的細(xì)胞具有一定的的襯質(zhì)勢，可未形成液泡的細(xì)胞具有一定的的襯質(zhì)勢，可達(dá)到達(dá)到100MPa，但形成液泡后其很小，只但形成液泡后其很小，只有有0.01MPa大小，可以忽略不計(jì)。大小，可以忽略不計(jì)。36所以，所以， w= s+ P+ g + m w= s+ P37（五）細(xì)胞間水分的移動(dòng)（五）細(xì)胞間水分的移動(dòng)細(xì)胞間水分移動(dòng)依據(jù)它們之間的水勢差：細(xì)胞間水分移動(dòng)依據(jù)它們之間的水勢差： -1.4MPa p=+0.8MPa m=-0.6MPa =-1.2MPa p=+0.4MPa m=-.8MP

13、a水分移動(dòng)水分移動(dòng)多細(xì)胞時(shí)，順?biāo)畡萏荻扔筛呦虻土鲃?dòng)。多細(xì)胞時(shí)，順?biāo)畡萏荻扔筛呦虻土鲃?dòng)。38同一植株中水勢大小排列如下：同一植株中水勢大小排列如下：q 地上部分比根低地上部分比根低q 葉片距離地面越高水勢越低葉片距離地面越高水勢越低q 葉片中距主脈越遠(yuǎn)水勢越低葉片中距主脈越遠(yuǎn)水勢越低q 根部中內(nèi)部低于外部根部中內(nèi)部低于外部*2、細(xì)胞吸漲作用細(xì)胞吸漲作用（imbibition）：是親水膠體吸水膨脹現(xiàn)象。是親水膠體吸水膨脹現(xiàn)象。 干燥種子干燥種子 w=？3940二、植物根系對(duì)水分的吸收二、植物根系對(duì)水分的吸收41根毛區(qū)對(duì)植物吸水的結(jié)構(gòu)適應(yīng)：根毛區(qū)對(duì)植物吸水的結(jié)構(gòu)適應(yīng)：q許多根毛，增大了吸收面積許多根

14、毛，增大了吸收面積q根毛細(xì)胞壁外部有果膠質(zhì)組成，根毛細(xì)胞壁外部有果膠質(zhì)組成，黏性強(qiáng)，親水性也強(qiáng)，非常有黏性強(qiáng)，親水性也強(qiáng)，非常有利和土壤顆粒粘著和吸水利和土壤顆粒粘著和吸水q輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，對(duì)水分移動(dòng)阻輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，對(duì)水分移動(dòng)阻力小力小2、根系吸水途徑、根系吸水途徑 質(zhì)外體途徑、共質(zhì)體途徑質(zhì)外體途徑、共質(zhì)體途徑 424344是指水分通過細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙等沒有原是指水分通過細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙等沒有原生質(zhì)部分的移動(dòng)。生質(zhì)部分的移動(dòng)。凱氏帶：由于其存在，水分通過根毛區(qū)吸收必經(jīng)凱氏帶：由于其存在，水分通過根毛區(qū)吸收必經(jīng)凱氏帶才可進(jìn)入中柱凱氏帶才可進(jìn)入中柱共質(zhì)體途徑共質(zhì)體途徑跨膜途徑跨膜途徑細(xì)胞途徑細(xì)胞途徑

15、46473、根系吸水的動(dòng)力、根系吸水的動(dòng)力（1）根壓：植物根系的）根壓：植物根系的形成形成并引起并引起。通過根壓的吸水為根通過根壓的吸水為根 證明根壓存在的現(xiàn)象：證明根壓存在的現(xiàn)象：q傷流傷流：將植物從莖基部切斷，會(huì)有液滴從傷口流出。：將植物從莖基部切斷，會(huì)有液滴從傷口流出。從受傷或折斷的植物組織溢出液體的現(xiàn)象叫傷流。流從受傷或折斷的植物組織溢出液體的現(xiàn)象叫傷流。流出的液體是傷流液（含水、無機(jī)鹽、有機(jī)物和激素）。出的液體是傷流液（含水、無機(jī)鹽、有機(jī)物和激素）。葫蘆科植物葫蘆科植物q吐水吐水：未受傷植物處于土壤水分充足、天氣潮濕的：未受傷植物處于土壤水分充足、天氣潮濕的環(huán)境中，葉片尖端或邊緣也有

16、液體外秘的現(xiàn)象，這種環(huán)境中，葉片尖端或邊緣也有液體外秘的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為吐水。植物在蒸騰小于吸水時(shí)（如早晨和傍現(xiàn)象稱為吐水。植物在蒸騰小于吸水時(shí)（如早晨和傍晚）可見此現(xiàn)象。晚）可見此現(xiàn)象。 4849（2） 蒸騰拉力蒸騰拉力q葉片蒸騰，導(dǎo)致氣孔下腔周圍細(xì)胞水勢下降，并從相鄰葉片蒸騰，導(dǎo)致氣孔下腔周圍細(xì)胞水勢下降，并從相鄰細(xì)胞取水。如此下去，便從導(dǎo)管取水，最后根部就從土細(xì)胞取水。如此下去，便從導(dǎo)管取水，最后根部就從土壤環(huán)境中取水，壤環(huán)境中取水，q這種由于蒸騰失水而產(chǎn)生的根部吸水的力叫蒸騰拉力。這種由于蒸騰失水而產(chǎn)生的根部吸水的力叫蒸騰拉力。 q蒸騰拉力是由植物的枝葉產(chǎn)生并傳給根而引起的根的吸蒸騰

17、拉力是由植物的枝葉產(chǎn)生并傳給根而引起的根的吸水是植物體的被動(dòng)吸水。水是植物體的被動(dòng)吸水。q設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明蒸騰作用和或蒸騰拉力的存在。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明蒸騰作用和或蒸騰拉力的存在。4、影響根吸水的土壤條件、影響根吸水的土壤條件（1）土壤中可用水）土壤中可用水q植物和土競爭水分：植物可吸水，土壤保水（有植物和土競爭水分：植物可吸水，土壤保水（有機(jī)無機(jī)膠體，顆粒）機(jī)無機(jī)膠體，顆粒）q植物只能利用土壤中可利用水植物只能利用土壤中可利用水q粗沙粗沙細(xì)紗細(xì)紗沙壤沙壤壤土壤土粘土粘土(可利用水可利用水)50（2）土壤通氣狀況：）土壤通氣狀況：q短期缺氧可使細(xì)胞呼吸減弱，影響根短期缺氧可使細(xì)胞呼吸減弱，影響根壓壓q長

18、時(shí)間缺氧形成無氧呼吸產(chǎn)生和積累長時(shí)間缺氧形成無氧呼吸產(chǎn)生和積累較多的酒精，根系中毒受傷吸水減少。較多的酒精，根系中毒受傷吸水減少。51（3） 土壤溫度：土壤溫度：降低溫度使吸水減少。降低溫度使吸水減少。q水分本身黏性增加擴(kuò)散速率降低。水分本身黏性增加擴(kuò)散速率降低。q細(xì)胞質(zhì)黏性增大，水分不易通過。細(xì)胞質(zhì)黏性增大，水分不易通過。q呼吸減弱，影響根壓。呼吸減弱，影響根壓。q根系生長緩慢，吸水面積減少。根系生長緩慢，吸水面積減少。土壤溫度過高對(duì)根系也不利，同樣影響吸水。土壤溫度過高對(duì)根系也不利，同樣影響吸水。q高溫加速根的老化使根的木化程度和范圍加大，高溫加速根的老化使根的木化程度和范圍加大，減少了根

19、的吸收面積。減少了根的吸收面積。q使根的酶鈍化，影響根的主動(dòng)吸水。使根的酶鈍化，影響根的主動(dòng)吸水。52（4） 土壤溶液濃度土壤溶液濃度 鹽堿土，水勢低，植物很難吸水鹽堿土，水勢低，植物很難吸水 使用化肥過量，有燒苗現(xiàn)象。使用化肥過量，有燒苗現(xiàn)象。5354第三節(jié)第三節(jié) 植物體內(nèi)水分的散失植物體內(nèi)水分的散失55陸生植物所吸收的水只有陸生植物所吸收的水只有15用于代謝，剩下的用于代謝，剩下的絕大部分要散失到植物體外。絕大部分要散失到植物體外。途徑有：途徑有：吐水和蒸騰吐水和蒸騰56 蒸騰作用：蒸騰作用：q 指水分以氣體狀態(tài)，通過植物指水分以氣體狀態(tài)，通過植物體的表面（主要是葉片）從體體的表面（主要是

20、葉片）從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。q 受受植物結(jié)構(gòu)和氣孔行為植物結(jié)構(gòu)和氣孔行為的調(diào)節(jié)。的調(diào)節(jié)。（一）蒸騰作用的生理意義（一）蒸騰作用的生理意義q蒸騰作用是植物水分吸收和運(yùn)輸?shù)恼趄v作用是植物水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿χ饕獎(jiǎng)恿Γㄕ簦ㄕ趄v拉力）騰拉力）q有利于植物有利于植物吸收礦質(zhì)鹽吸收礦質(zhì)鹽(礦質(zhì)鹽只有溶解在水中才礦質(zhì)鹽只有溶解在水中才能被植物吸收和運(yùn)輸能被植物吸收和運(yùn)輸)。q蒸騰作用可以蒸騰作用可以降低降低植物體的葉片的植物體的葉片的溫度溫度。葉片溫。葉片溫度過高，會(huì)燒傷葉片。度過高，會(huì)燒傷葉片。5758（二）蒸騰作用的部位和指標(biāo)：（二）蒸騰作用的部位和指標(biāo)：q 小植物小植物: 暴

21、露在地上部分都可以蒸騰暴露在地上部分都可以蒸騰q 成年植物成年植物:皮孔蒸騰（占全部蒸騰的皮孔蒸騰（占全部蒸騰的0.1%）葉片蒸騰：角質(zhì)蒸騰、氣孔蒸騰葉片蒸騰：角質(zhì)蒸騰、氣孔蒸騰59蒸騰速率蒸騰速率：植物在單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積蒸騰的植物在單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。單位是水量。單位是g.m-2.h-1 蒸騰作用的表示方法蒸騰作用的表示方法蒸騰比率蒸騰比率：植物每消耗：植物每消耗1kg的水時(shí)所產(chǎn)生的的水時(shí)所產(chǎn)生的干物質(zhì)質(zhì)量（干物質(zhì)質(zhì)量（g）。）。 野生植物野生植物 18g；作物作物 210g蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù)或水分利用效率或水分利用效率：植物制造植物制造1g干物干物質(zhì)所需的水分（質(zhì)所需的水分（

22、g）。）。蒸騰系數(shù)越大，利用水蒸騰系數(shù)越大，利用水分的效率就越低。分的效率就越低。 野生植物野生植物 1251000g；作物作物 100500g三、氣孔蒸騰三、氣孔蒸騰6061為什么說氣孔蒸騰量大而且是為什么說氣孔蒸騰量大而且是植物蒸騰的主要形式？植物蒸騰的主要形式？ 氣孔占葉片面積的氣孔占葉片面積的1，所以經(jīng)過氣孔蒸騰的量應(yīng)，所以經(jīng)過氣孔蒸騰的量應(yīng)該等于與葉同等面積自由水面的該等于與葉同等面積自由水面的1，但實(shí)際上氣，但實(shí)際上氣孔的蒸騰量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于孔的蒸騰量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，可達(dá)到，可達(dá)到50，甚至，甚至100。氣體通過小孔表面擴(kuò)散速度，不與小孔的面積成正氣體通過小孔表面擴(kuò)散速度，不與小孔的面積成正

23、比，而和小孔的周長成正比，這就是小孔律。比，而和小孔的周長成正比，這就是小孔律。62小孔律小孔律63小孔蒸騰具有邊緣效應(yīng)小孔蒸騰具有邊緣效應(yīng)（一）氣孔的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)（一）氣孔的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)64四、四、影響氣孔運(yùn)動(dòng)的因素影響氣孔運(yùn)動(dòng)的因素q光光:水分充足時(shí)，光是調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)的主要環(huán)境因素水分充足時(shí)，光是調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)的主要環(huán)境因素l光導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞合成蔗糖，降低水勢，吸水，氣孔光導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞合成蔗糖，降低水勢，吸水，氣孔張開。張開。l藍(lán)光刺激氣孔張開：活化保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的藍(lán)光刺激氣孔張開：活化保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的ATP-質(zhì)子質(zhì)子泵，使得保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜超極化，吸收離子和積累有泵，使得保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜超極化，吸收離子

24、和積累有機(jī)物，降低水勢，吸水，氣孔打開。機(jī)物，降低水勢，吸水，氣孔打開。65q溫度：溫度：一般隨溫度上升氣孔開度增大。一般隨溫度上升氣孔開度增大。35以上開以上開度變小。低溫，氣孔不開度變小。低溫，氣孔不開。q二氧化碳二氧化碳：低濃度是促進(jìn)低濃度是促進(jìn)氣孔打氣孔打開，高濃度促進(jìn)關(guān)開，高濃度促進(jìn)關(guān)閉（光暗均此）閉（光暗均此）。qABA促使氣孔關(guān)閉促使氣孔關(guān)閉：調(diào)控細(xì)胞質(zhì)調(diào)控細(xì)胞質(zhì)Ca2+濃度增加和濃度增加和細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)pH，抑制內(nèi)向，抑制內(nèi)向K+通道蛋白活性，活化外向通道蛋白活性，活化外向Cl-活活性。性。66五、影響蒸騰作用的內(nèi)外條件五、影響蒸騰作用的內(nèi)外條件67（一）外部因素對(duì)蒸騰作用（一）

25、外部因素對(duì)蒸騰作用的影響的影響6869光光:v 光影響氣孔運(yùn)動(dòng)，影響蒸騰光影響氣孔運(yùn)動(dòng)，影響蒸騰v 光同時(shí)提高大氣和葉面溫度，而往光同時(shí)提高大氣和葉面溫度，而往往葉面溫度高于大氣溫度往葉面溫度高于大氣溫度210，使蒸氣壓差增大，促進(jìn)氣孔蒸騰；使蒸氣壓差增大，促進(jìn)氣孔蒸騰；促使氣孔開張，也有利于蒸騰促使氣孔開張，也有利于蒸騰70空氣濕度空氣濕度： 空氣濕度增大，就增大了空氣濕度增大，就增大了空氣的蒸氣壓，使壓差減小，空氣的蒸氣壓，使壓差減小，蒸騰變慢。蒸騰變慢。 71溫度溫度：p 相對(duì)濕度相同時(shí)，溫度越高，相對(duì)濕度相同時(shí)，溫度越高，蒸氣壓越大。蒸氣壓越大。p 當(dāng)溫度相同時(shí)，相對(duì)濕度越當(dāng)溫度相同時(shí)

26、，相對(duì)濕度越大，蒸氣壓就越大。大，蒸氣壓就越大。p 升溫可以導(dǎo)致內(nèi)外壓差加大。升溫可以導(dǎo)致內(nèi)外壓差加大。 72風(fēng)風(fēng)： 其影響比較復(fù)雜，微風(fēng)促其影響比較復(fù)雜，微風(fēng)促進(jìn)蒸騰，因?yàn)槲L(fēng)可以使擴(kuò)散進(jìn)蒸騰，因?yàn)槲L(fēng)可以使擴(kuò)散層變薄或消失，有利于蒸騰；層變薄或消失，有利于蒸騰；但強(qiáng)風(fēng)，可能會(huì)引起氣孔關(guān)閉，但強(qiáng)風(fēng)，可能會(huì)引起氣孔關(guān)閉，阻力增大，蒸騰也變慢。阻力增大，蒸騰也變慢。73土壤：土壤： 間接影響。間接影響。74蒸騰作用在一天中變化：蒸騰作用在一天中變化：q 太陽升起，溫度提高，氣孔張大，太陽升起，溫度提高，氣孔張大，蒸騰也漸漸加快。蒸騰也漸漸加快。q 到中午到中午12時(shí)至下午時(shí)至下午12時(shí)，達(dá)到高時(shí)

27、，達(dá)到高峰。峰。q 太陽西落，蒸騰下降至停止。太陽西落，蒸騰下降至停止。75（二）內(nèi)部因素對(duì)蒸騰作用的影響（二）內(nèi)部因素對(duì)蒸騰作用的影響 761 、氣孔頻度（、氣孔頻度（氣孔數(shù)量氣孔數(shù)量/cm2）2 、氣孔大小氣孔大小直接影響蒸騰速率。直接影響蒸騰速率。3 、氣孔下腔容積氣孔下腔容積大，即暴露在氣孔下腔大，即暴露在氣孔下腔的潮濕的細(xì)胞壁的面積大，可不斷補(bǔ)充水的潮濕的細(xì)胞壁的面積大，可不斷補(bǔ)充水蒸汽，使氣孔下腔內(nèi)保持一個(gè)較高的相對(duì)蒸汽，使氣孔下腔內(nèi)保持一個(gè)較高的相對(duì)濕度，內(nèi)外壓差增大，蒸騰快。濕度，內(nèi)外壓差增大，蒸騰快。 對(duì)于成熟葉片，氣孔頻度不變，此時(shí)對(duì)于成熟葉片，氣孔頻度不變，此時(shí)氣孔開張度

28、是主要的影響因素氣孔開張度是主要的影響因素。 774 、下陷氣孔：、下陷氣孔：由于擴(kuò)散層加厚，由于擴(kuò)散層加厚，阻力大所以蒸騰慢。阻力大所以蒸騰慢。 5 、葉片內(nèi)部面積：、葉片內(nèi)部面積：（即細(xì)胞間隙（即細(xì)胞間隙面積）大，細(xì)胞壁變成水蒸氣的面面積）大，細(xì)胞壁變成水蒸氣的面積增大，細(xì)胞間隙充滿水蒸氣，使積增大，細(xì)胞間隙充滿水蒸氣，使內(nèi)外壓差增大，蒸騰快。內(nèi)外壓差增大，蒸騰快。78六、減慢蒸騰速率的途徑六、減慢蒸騰速率的途徑 移栽苗木時(shí)，要盡量保護(hù)幼根，適當(dāng)去掉一些移栽苗木時(shí)，要盡量保護(hù)幼根，適當(dāng)去掉一些枝葉，減少蒸騰面積。枝葉，減少蒸騰面積。79 第四節(jié)第四節(jié) 植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸植物體內(nèi)水分的運(yùn)輸8

29、0（一）水分運(yùn)輸?shù)耐緩剑ㄒ唬┧诌\(yùn)輸?shù)耐緩酵寥乐兴滞寥乐兴指钠痈钠痈闹兄矢闹兄矢?、莖、葉的導(dǎo)管或管胞根、莖、葉的導(dǎo)管或管胞葉肉細(xì)胞葉肉細(xì)胞葉葉細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙氣室氣室氣孔氣孔空氣中水汽空氣中水汽81（一）水分運(yùn)輸?shù)耐緩剑ㄒ唬┧诌\(yùn)輸?shù)耐緩絨 土壤水溶液土壤水溶液q 根毛或根的表皮細(xì)胞根毛或根的表皮細(xì)胞q 皮層細(xì)胞皮層細(xì)胞q 木質(zhì)部導(dǎo)管或管胞木質(zhì)部導(dǎo)管或管胞q 向上莖葉的木質(zhì)部的導(dǎo)管和管胞向上莖葉的木質(zhì)部的導(dǎo)管和管胞q 氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞細(xì)胞壁的蒸氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞細(xì)胞壁的蒸發(fā)部位發(fā)部位q 氣孔蒸騰氣孔蒸騰82水分在莖葉細(xì)胞中的運(yùn)輸途徑：水分在莖葉細(xì)胞中的運(yùn)輸

30、途徑：1 經(jīng)死細(xì)胞：導(dǎo)管和管胞經(jīng)死細(xì)胞：導(dǎo)管和管胞2 經(jīng)活細(xì)胞：水分由葉脈到氣孔下腔經(jīng)活細(xì)胞：水分由葉脈到氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞，要經(jīng)活細(xì)胞，以滲附近的葉肉細(xì)胞，要經(jīng)活細(xì)胞，以滲透方式運(yùn)輸透方式運(yùn)輸（二）水分運(yùn)輸?shù)乃俣龋ǘ┧诌\(yùn)輸?shù)乃俣萹在原生質(zhì)中的速度為在原生質(zhì)中的速度為103m/hq在木質(zhì)部中為在木質(zhì)部中為345m/h8384（三三）水沿導(dǎo)管或管胞上水沿導(dǎo)管或管胞上升的動(dòng)力升的動(dòng)力 根壓和蒸騰拉力根壓和蒸騰拉力 根壓只有根壓只有0.2MPa（20.66m)，85一般情況蒸騰拉力是水分上升的主要?jiǎng)恿?。一般情況蒸騰拉力是水分上升的主要?jiǎng)恿ΑＵ趄v拉力使在導(dǎo)管內(nèi)的水分上升，導(dǎo)管內(nèi)必需形蒸騰拉力使

31、在導(dǎo)管內(nèi)的水分上升，導(dǎo)管內(nèi)必需形成一個(gè)連續(xù)的水柱。情況如何？成一個(gè)連續(xù)的水柱。情況如何？ 86內(nèi)聚力學(xué)說內(nèi)聚力學(xué)說 葉片因?yàn)檎趄v失水導(dǎo)致從導(dǎo)管和管胞吸水使水柱一葉片因?yàn)檎趄v失水導(dǎo)致從導(dǎo)管和管胞吸水使水柱一端形成拉力，同時(shí)水柱自身質(zhì)量使水柱下降，如此使導(dǎo)端形成拉力，同時(shí)水柱自身質(zhì)量使水柱下降，如此使導(dǎo)管或管胞的水柱產(chǎn)生張力；這種張力小于水分子內(nèi)聚力管或管胞的水柱產(chǎn)生張力；這種張力小于水分子內(nèi)聚力，保證了水柱的連續(xù)性而使水分不斷上升。，保證了水柱的連續(xù)性而使水分不斷上升。蒸騰內(nèi)聚力張力學(xué)說蒸騰內(nèi)聚力張力學(xué)說支持內(nèi)聚力學(xué)說的觀點(diǎn)：支持內(nèi)聚力學(xué)說的觀點(diǎn)：q水分子之間的內(nèi)聚力、水分子和細(xì)胞壁之間也存在水

32、分子之間的內(nèi)聚力、水分子和細(xì)胞壁之間也存在內(nèi)聚力，所以水柱中斷機(jī)會(huì)很小。內(nèi)聚力，所以水柱中斷機(jī)會(huì)很小。q連續(xù)的水柱除了存在于導(dǎo)管腔，也存在于其它孔隙連續(xù)的水柱除了存在于導(dǎo)管腔，也存在于其它孔隙（細(xì)胞壁的微孔）中。（細(xì)胞壁的微孔）中。q雖然有可能氣泡進(jìn)入導(dǎo)管，使大水柱中斷，但水流雖然有可能氣泡進(jìn)入導(dǎo)管，使大水柱中斷，但水流還可以通過微孔上升。還可以通過微孔上升。q只要木質(zhì)部有一部分暢通，即可滿足水分上升運(yùn)輸。只要木質(zhì)部有一部分暢通，即可滿足水分上升運(yùn)輸。878889第五節(jié)第五節(jié) 合理灌溉的生理基礎(chǔ)合理灌溉的生理基礎(chǔ)合理灌溉的基本原則：用合理灌溉的基本原則：用最少量的水取得最大的效果最少量的水取得

33、最大的效果。一、作物的需水規(guī)律一、作物的需水規(guī)律( (一一) )不同作物對(duì)水分的需要量不同不同作物對(duì)水分的需要量不同根據(jù)蒸騰系數(shù)估計(jì)水分的需要量：根據(jù)蒸騰系數(shù)估計(jì)水分的需要量：生物產(chǎn)量生物產(chǎn)量蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù) = = 理論最低需水量理論最低需水量( (生物產(chǎn)量：指作物一生中形成的全部有機(jī)物的總量生物產(chǎn)量：指作物一生中形成的全部有機(jī)物的總量) )一些作物的蒸騰系數(shù)：一些作物的蒸騰系數(shù)：作物作物高粱高粱 玉米玉米 大麥大麥 小麥小麥 棉花棉花 馬鈴薯馬鈴薯 水稻水稻 菜豆菜豆蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù) 322 370 520 540 570 640 680 700( (二二) )同一作物不同生育期對(duì)水分的需

34、要量不同同一作物不同生育期對(duì)水分的需要量不同 苗期苗期 由于蒸騰面積較小，水分消耗量不大；由于蒸騰面積較小，水分消耗量不大； 分蘗期分蘗期 蒸騰面積擴(kuò)大，氣溫逐漸升高，水分消耗量增大；蒸騰面積擴(kuò)大，氣溫逐漸升高，水分消耗量增大； 孕穗開花期孕穗開花期 蒸騰量達(dá)最大值，耗水量也最多蒸騰量達(dá)最大值，耗水量也最多； 成熟期成熟期 葉片逐漸衰老、脫落，水分消耗量又逐漸減少。葉片逐漸衰老、脫落，水分消耗量又逐漸減少。 ( (三三) )作物的水分臨界期作物的水分臨界期 - -植物在生命周期中，對(duì)水分缺乏最敏感、最植物在生命周期中，對(duì)水分缺乏最敏感、最易受害的時(shí)期。易受害的時(shí)期。如小麥一生中有兩個(gè)水分臨界期

35、：如小麥一生中有兩個(gè)水分臨界期：v孕穗期孕穗期，缺水，小穗發(fā)育不良，特別是雄性生殖器官發(fā)育受阻或畸形發(fā)展。缺水，小穗發(fā)育不良，特別是雄性生殖器官發(fā)育受阻或畸形發(fā)展。v開始灌漿到乳熟末期，開始灌漿到乳熟末期，缺水，影響旗葉的光合速率和壽命，減少有機(jī)物的制缺水，影響旗葉的光合速率和壽命，減少有機(jī)物的制造和運(yùn)輸，影響灌漿，空癟粒增多，產(chǎn)量下降。造和運(yùn)輸，影響灌漿，空癟粒增多，產(chǎn)量下降。 由于水分臨界期缺水對(duì)產(chǎn)量影響很大，因此由于水分臨界期缺水對(duì)產(chǎn)量影響很大，因此，應(yīng)確保農(nóng)作物水應(yīng)確保農(nóng)作物水分臨界期的水分供應(yīng)。分臨界期的水分供應(yīng)。 調(diào)虧灌溉調(diào)虧灌溉（regulated deficit irrigat

36、ion, RDIregulated deficit irrigation, RDI）- -一種新型節(jié)水一種新型節(jié)水技術(shù)，在作物營養(yǎng)生長旺期適度虧水，在作物需水臨界期充分供技術(shù)，在作物營養(yǎng)生長旺期適度虧水，在作物需水臨界期充分供水，促控結(jié)合提高水的利用效率，增加作物產(chǎn)量。水，促控結(jié)合提高水的利用效率，增加作物產(chǎn)量。二、合理灌溉指標(biāo)二、合理灌溉指標(biāo)作物是否需要灌溉可依據(jù)氣候特點(diǎn)、土壤墑情、作物的形作物是否需要灌溉可依據(jù)氣候特點(diǎn)、土壤墑情、作物的形態(tài)、生理性狀加以判斷。態(tài)、生理性狀加以判斷。（一）土壤指標(biāo)（一）土壤指標(biāo)根系活動(dòng)層根系活動(dòng)層(0(090cm)90cm)的土壤含水量為的土壤含水量為田間持水量的田間持水量的60608080為宜為宜，如低于此值，應(yīng)灌溉。如低于