第2章水分生理 1

1、（water metabolism) 植物對水分的吸收、運(yùn)輸、利用和散失的過植物對水分的吸收、運(yùn)輸、利用和散失的過程，稱為植物的水分代謝。程，稱為植物的水分代謝。 沒有水就沒有生命沒有水就沒有生命 地球上水的出現(xiàn)比生命出現(xiàn)的早，水是地球上地球上水的出現(xiàn)比生命出現(xiàn)的早，水是地球上第一批生命的搖籃。第一批生命的搖籃。 陸生植物是由水生植物進(jìn)化而來的。陸生植物是由水生植物進(jìn)化而來的。 植物的一切正常的生命活動，只有在一定的細(xì)植物的一切正常的生命活動，只有在一定的細(xì)胞含水量的狀況下才能進(jìn)行。胞含水量的狀況下才能進(jìn)行。 有收無收在于水有收無收在于水 、 測定植物含水量的方法測定植物含水量的方法-稱重法稱

2、重法 稱鮮重稱鮮重殺青（殺青（105,15-20105,15-20分鐘分鐘)80 )80 恒溫恒溫烘干烘干稱干重稱干重鮮重鮮重-干重干重植物含水量植物含水量=鮮重鮮重 束縛水束縛水 自由水自由水4. 4. 1. 不能自由移動；不能自由移動；2. 0時不結(jié)冰；時不結(jié)冰；3. 不能作為溶劑；不能作為溶劑；4. 2、水的生態(tài)作用、水的生態(tài)作用 三、三、 2、水的生態(tài)作用、水的生態(tài)作用 （一）水勢（一）水勢（Water potential)Water potential) 束縛能，自由能束縛能，自由能 化學(xué)勢化學(xué)勢：1mol1mol物質(zhì)具有的自由能就是該物質(zhì)的化物質(zhì)具有的自由能就是該物質(zhì)的化學(xué)勢。學(xué)勢

3、。 1mol1mol水具有的自由能就是水勢。水具有的自由能就是水勢。 純水的自由能最大，水勢最高。純水的自由能最大，水勢最高。 溶液越濃，水勢越低溶液越濃，水勢越低。即水溶液的化學(xué)勢與同溫即水溶液的化學(xué)勢與同溫同壓下同一系統(tǒng)的純水的化學(xué)勢之差，除以偏摩爾同壓下同一系統(tǒng)的純水的化學(xué)勢之差，除以偏摩爾體積所得的商，即為水勢。體積所得的商，即為水勢。 0w=.某體系（某體系（水、溶液）后水、溶液）后 .1兆帕兆帕 （Mpa）=106帕（帕（Pa） 1bar (巴巴)=0.1 MPa =0.987 atm (大氣壓大氣壓) 1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)atm=1.013105 Pa =1.013 bar: 純水純水 -

4、 0 Mpa 1M KCl - - 4.5Mpa 土壤水分供應(yīng)充足生長迅速的葉片土壤水分供應(yīng)充足生長迅速的葉片 - 0.2- 0.8Mpa 土壤干旱，生長緩慢的葉片土壤干旱，生長緩慢的葉片 - 0.8- 1.5Mpa （二）植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)（二）植物細(xì)胞是一個滲透系統(tǒng)證據(jù)？證據(jù)？質(zhì)壁分離（質(zhì)壁分離（plasmolysis）：）：植物細(xì)胞由于植物細(xì)胞由于液泡失水，原生質(zhì)收縮而使原生質(zhì)和細(xì)胞壁液泡失水，原生質(zhì)收縮而使原生質(zhì)和細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象。分離的現(xiàn)象。質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原(deplasmolysis)：發(fā)生質(zhì)壁發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞再度吸水恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。分離的細(xì)胞再度吸水恢復(fù)原狀的現(xiàn)象。

5、 y y w w= = y y s + y + y p p + + y y g g + y y m 由于溶質(zhì)分子的影響降低了水的自由能由于溶質(zhì)分子的影響降低了水的自由能而導(dǎo)致而導(dǎo)致水勢降水勢降低的部分。低的部分。溶質(zhì)的解離常數(shù)溶質(zhì)的解離常數(shù)摩爾濃度摩爾濃度（0 .082大氣壓大氣壓/升升. 摩爾摩爾. 度度) 絕對溫度（絕對溫度（273+t)有液泡細(xì)胞的水勢有液泡細(xì)胞的水勢y y w w= = y y s + y + y p p 水勢水勢 0.9 0.9 1.01.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5 相對體積相對體積 1.5 1.0 0.5 0-0

6、.5-1.0-1.5-2.0-2.5 cellcell水勢、滲透勢、壓力勢水勢、滲透勢、壓力勢/MPa/MPa壓力勢壓力勢滲透勢滲透勢w= p +s（1）細(xì)胞水分飽和，體積最大時，相對體積為）細(xì)胞水分飽和，體積最大時，相對體積為1.5 w= 0 p = -s （2）初始質(zhì)壁分離，相對體積為）初始質(zhì)壁分離，相對體積為1.0時時 p = 0 w= s（3） 細(xì)胞水分不足，細(xì)胞水分不足， 1相對體積相對體積1.5 時時 w= p +s（4）細(xì)胞萎蔫）細(xì)胞萎蔫,相對體積相對體積1.0,即蒸騰作用劇烈時，細(xì)即蒸騰作用劇烈時，細(xì)胞胞不發(fā)生不發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離，因?yàn)榇藭r細(xì)胞壁表面蒸發(fā)失水多，因?yàn)榇藭r細(xì)胞壁

7、表面蒸發(fā)失水多于原生質(zhì)失水，所以原生質(zhì)不會脫離細(xì)胞壁，細(xì)胞壁于原生質(zhì)失水，所以原生質(zhì)不會脫離細(xì)胞壁，細(xì)胞壁隨著原生質(zhì)的收縮而收縮，壓力勢就從正值變?yōu)樨?fù)值。隨著原生質(zhì)的收縮而收縮，壓力勢就從正值變?yōu)樨?fù)值。 w 小麥、甘蔗小麥、甘蔗 高梁、玉米高梁、玉米 水分臨界期水分臨界期：植物一生中對水分缺乏最敏感，最易受植物一生中對水分缺乏最敏感，最易受 到傷害的時期。到傷害的時期。 品種特點(diǎn)品種特點(diǎn)/栽培管理水平栽培管理水平/預(yù)期產(chǎn)量等預(yù)期產(chǎn)量等 花粉母細(xì)胞四分體形成期（生理學(xué)角度）花粉母細(xì)胞四分體形成期（生理學(xué)角度） 小麥：小麥： 拔節(jié)拔節(jié)-抽穗期抽穗期 灌漿灌漿-乳熟期乳熟期 玉米：玉米： 開花開花-

8、乳熟期乳熟期 豆類：豆類： 開花期開花期 棉花：棉花： 葉片展開期葉片展開期 果實(shí)：果實(shí)： 果實(shí)增大期果實(shí)增大期 合理灌溉可改善作物各種生理作用合理灌溉可改善作物各種生理作用 合理灌溉可改變栽培環(huán)境，間接對作物生長產(chǎn)生影響。合理灌溉可改變栽培環(huán)境，間接對作物生長產(chǎn)生影響。溝灌、噴灌、滴灌、微灌等溝灌、噴灌、滴灌、微灌等漫灌漫灌噴灌噴灌滴灌滴灌節(jié)水灌溉 噴灌 滴灌 調(diào)虧灌溉 控制性分根交替灌溉 章節(jié)重點(diǎn)掌握內(nèi)容：章節(jié)重點(diǎn)掌握內(nèi)容： 1. 1. 植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)，植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)， 兩種水分比值反映什么狀況。兩種水分比值反映什么狀況。 2. 2. 水分在植物生命活動中的作用。水分在植物

9、生命活動中的作用。 3. 3. 植物細(xì)胞吸水的三種方式。植物細(xì)胞吸水的三種方式。 4. 4. 植物典型細(xì)胞水勢構(gòu)成。植物典型細(xì)胞水勢構(gòu)成。 5. 5. 植物細(xì)胞相對體積變化和水勢、滲透勢、植物細(xì)胞相對體積變化和水勢、滲透勢、 壓力勢之間的關(guān)系。壓力勢之間的關(guān)系。 6. 6. 根系吸水的途徑：質(zhì)外體根系吸水的途徑：質(zhì)外體 、跨膜、共質(zhì)體途徑。、跨膜、共質(zhì)體途徑。 7. 7. 根系吸水兩種動力。根系吸水兩種動力。8. 8. 影響根系吸水的土壤條件。影響根系吸水的土壤條件。9. 9. 蒸騰作用，生理意義，指標(biāo)。蒸騰作用，生理意義，指標(biāo)。10. 10. 氣孔運(yùn)動機(jī)制的學(xué)說：淀粉氣孔運(yùn)動機(jī)制的學(xué)說：淀粉- -糖互變學(xué)說；糖互變學(xué)說； K