第二植物的水分生理

1、“没有水就没有生命没有水就没有生命”“有收无收在于水有收无收在于水”引言1.植物对水分的需要2.植物细胞对水分的吸收 3.植物根系对水分的吸收4.植物的蒸腾作用5.植物体内水分的运输6.合理灌溉的生理基础自由水/束缚水是衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一 水势的单位化学势的能量单位为Jmol-1（J=Nm=牛顿米），偏摩尔体积的单位为m3mol-1 ，所以水势的单位为Pa或MPa.PamNmolmmolmN2131水的偏摩尔体积水的化学势水势 几种常见化合物水溶液的水势范围水势高水势低水分 n细胞吸水情况决定于细胞水势，典型细胞水势w是由3个势组成：w = s +p + ms为溶质势，p为压

2、力势，m为衬质势s=-iCRT细胞 =细胞质 = s +p + m细胞 =液泡 = s +p n植物细胞是个渗透系统 原生质体（质膜、液泡膜、细胞质）是半透膜，构成了渗透系统n质壁分离(plasmolysis)和质壁分离复原(deplasmolysis)现象可证明植物细胞是一个渗透系统，判断细胞死活，测定细胞渗透势。植物细胞的质壁分离现象伤流和根压示意图伤流和根压示意图蒸腾拉力萎蔫(wilting)：是指当植物体内水分亏缺时，植物细胞膨压下降，叶片、幼茎下垂的现象。如果当蒸腾速率降低后，萎蔫植株可恢复正常，这种萎蔫称为暂时萎蔫(temporary wilting)。若蒸腾降低后，萎蔫植株仍不能

3、恢复正常，则称为永久萎蔫(permanent wilting)。n气孔蒸腾是陆生植物在进化过程中形成的解决CO2 吸收和水分蒸发之间矛盾的一个有效机制。气孔是叶片与外界进行气体交换的通道，对光合、 呼吸、蒸腾均有重要调控作用 气孔的形态结构及生理特点气孔是叶表皮组织离生形成的细胞间隙，由一对特化表皮细胞-保卫细胞（guard cell)围绕而成。保卫细胞与副卫细胞或邻近细胞及保卫细胞之间的小孔合称气孔复合体（stomatal complex).气孔的数目及分布 不同类型植物的气孔数目和大小不同类型植物的气孔数目和大小气孔分布： 双子叶植物：主要在下表皮；单子叶植物： 上下表皮 木本植物： 只分

4、布在下表皮；水生植物：只分布在上表皮。气孔蒸腾的小孔扩散律 相同条件下水蒸气通过各种小孔的扩散相同条件下水蒸气通过各种小孔的扩散气体通过多孔表面的扩散速率不与面积成正比，而与周长成正比，称为小孔扩散律（small pore diffusion law)。保卫细胞的特点 Commelina表皮气孔保卫细胞淀粉蔗糖光照淀粉磷酸化酶（暗下逆转）蚕豆保卫细胞中的离子浓度在气孔开闭时的变化 该学说认为光照下保卫细胞质膜上的H+ -ATPase被激活，水解ATP释放能量，将H+从膜内泵出膜外，建立H+跨膜电化学势梯度，在H +电化学势驱动下，K+离子经钾通道进入保卫细胞，Cl-也通过共向传递体进入保卫细胞

5、。这样保卫细胞水势降低，水分进入，气孔张开。气孔开张和关闭状态时，气孔复合体细胞中钾离子和pH的测定结果PEPHCO3- PEP羧化酶 草酰乙酸磷酸 草酰乙酸NADPH(NADH) 苹果酸还原酶 苹果酸NAPD+(NAD+) 淀粉光照暗下此过程逆转A. 光照下保卫细胞液泡中的离子积累B. 气孔开启机理图解红光 通过光和作用发生的间接效应蓝光 通过光受体发生作用的直接效应气孔蒸腾途径 蒸发 扩散 影响气孔蒸腾的内外因素 影响气孔蒸腾的内部因素 气孔频度 气孔大小 气孔下腔 气孔构造 光照 气孔开放，气孔阻力减小；提高温度，增加 蒸汽压差。温度 温度提高时，叶温比气温高出2-10C,增加蒸 气压差。气温过高，过度失水，气孔关闭， 蒸腾减弱。湿度 湿度大，蒸汽压差减小，蒸腾减弱。风 风能使界面层变薄，增强蒸腾。 强风使气孔关闭，降低蒸腾。 外界条件对气孔蒸腾的影响10-3cm/h26.2 灌溉的指标及灌溉方法 灌溉指标： 土壤含