第二章植物的水分生理

1、“沒有水就沒有生命沒有水就沒有生命”“有收無收在于水有收無收在于水”引言自由水/束縛水是衡量植物代謝強(qiáng)弱和抗性的生理指標(biāo)之一 水勢的單位化學(xué)勢的能量單位為Jmol-1（J=Nm=牛頓米），偏摩爾體積的單位為m3mol-1 ，所以水勢的單位為Pa或MPa.PamNmolmmolmN2131水的偏摩爾體積水的化學(xué)勢水勢 幾種常見化合物水溶液的水勢范圍水勢高水勢低水分 w = s +p + ms為溶質(zhì)勢，p為壓力勢，m為襯質(zhì)勢s=-iCRT細(xì)胞 =細(xì)胞質(zhì) = s +p + m細(xì)胞 =液泡 = s +p 植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象傷流和根壓示意圖傷流和根壓示意圖蒸騰拉力萎蔫(wilting)：是指當(dāng)植物體

2、內(nèi)水分虧缺時(shí)，植物細(xì)胞膨壓下降，葉片、幼莖下垂的現(xiàn)象。如果當(dāng)蒸騰速率降低后，萎蔫植株可恢復(fù)正常，這種萎蔫稱為暫時(shí)萎蔫(temporary wilting)。若蒸騰降低后，萎蔫植株仍不能恢復(fù)正常，則稱為永久萎蔫(permanent wilting)。氣孔是葉片與外界進(jìn)行氣體交換的通道，對(duì)光合、 呼吸、蒸騰均有重要調(diào)控作用氣孔是葉表皮組織離生形成的細(xì)胞間隙，由一對(duì)特化表皮細(xì)胞-保衛(wèi)細(xì)胞（guard cell)圍繞而成。保衛(wèi)細(xì)胞與副衛(wèi)細(xì)胞或鄰近細(xì)胞及保衛(wèi)細(xì)胞之間的小孔合稱氣孔復(fù)合體（stomatal complex).氣孔的數(shù)目及分布 不同類型植物的氣孔數(shù)目和大小不同類型植物的氣孔數(shù)目和大小氣孔分布

3、： 雙子葉植物：主要在下表皮；單子葉植物： 上下表皮 木本植物： 只分布在下表皮；水生植物：只分布在上表皮。氣孔蒸騰的小孔擴(kuò)散律 相同條件下水蒸氣通過各種小孔的擴(kuò)散相同條件下水蒸氣通過各種小孔的擴(kuò)散氣體通過多孔表面的擴(kuò)散速率不與面積成正比，而與周長成正比，稱為小孔擴(kuò)散律（small pore diffusion law)。保衛(wèi)細(xì)胞的特點(diǎn) Commelina表皮氣孔保衛(wèi)細(xì)胞淀粉蔗糖光照淀粉磷酸化酶（暗下逆轉(zhuǎn)）蠶豆保衛(wèi)細(xì)胞中的離子濃度在氣孔開閉時(shí)的變化 該學(xué)說認(rèn)為光照下保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的H+ -ATPase被激活，水解ATP釋放能量，將H+從膜內(nèi)泵出膜外，建立H+跨膜電化學(xué)勢梯度，在H +電化學(xué)勢驅(qū)

4、動(dòng)下，K+離子經(jīng)鉀通道進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，Cl-也通過共向傳遞體進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞。這樣保衛(wèi)細(xì)胞水勢降低，水分進(jìn)入，氣孔張開。氣孔開張和關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣孔復(fù)合體細(xì)胞中鉀離子和pH的測定結(jié)果PEPHCO3- PEP羧化酶 草酰乙酸磷酸 草酰乙酸NADPH(NADH) 蘋果酸還原酶 蘋果酸NAPD+(NAD+) 淀粉光照暗下此過程逆轉(zhuǎn)A. 光照下保衛(wèi)細(xì)胞液泡中的離子積累B. 氣孔開啟機(jī)理圖解紅光 通過光和作用發(fā)生的間接效應(yīng)藍(lán)光 通過光受體發(fā)生作用的直接效應(yīng)氣孔蒸騰途徑 蒸發(fā) 擴(kuò)散 影響氣孔蒸騰的內(nèi)外因素 影響氣孔蒸騰的內(nèi)部因素 氣孔頻度 氣孔大小 氣孔下腔 氣孔構(gòu)造 光照 氣孔開放，氣孔阻力減??；提高溫度，增加 蒸汽壓差。溫度 溫度提高時(shí)，葉溫比氣溫高出2-10C,增加蒸 氣壓差。氣溫過高，過度失水，氣孔關(guān)閉， 蒸騰減弱。濕度 濕度大，蒸汽壓差減小，蒸騰減弱。風(fēng) 風(fēng)能使界面層變薄，增強(qiáng)蒸騰。 強(qiáng)風(fēng)使氣孔關(guān)閉，降低蒸騰。 外界條件對(duì)氣孔蒸騰的影響6.2 灌溉的指標(biāo)及灌溉方法 灌溉指標(biāo)： 土壤含水量 田間持水量的60-8