2根系生理實用學習教案

1、會計學12根系生理實用根系生理實用第1頁/共79頁水分、礦質(zhì)營養(yǎng)水分、礦質(zhì)營養(yǎng)有機營養(yǎng)有機營養(yǎng)第2頁/共79頁一、植物根系的生育與分布特征 a.須根系須根系 b.直根系直根系 Fibrous root system Tap root system 第3頁/共79頁直根系須根系第4頁/共79頁第5頁/共79頁第6頁/共79頁粗根數(shù)及粗根數(shù)及S/R值與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系值與產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系 第7頁/共79頁NPKCaMgFe 根系木質(zhì)部傷流液中無機養(yǎng)分含量與產(chǎn)量的關(guān)系根系木質(zhì)部傷流液中無機養(yǎng)分含量與產(chǎn)量的關(guān)系 第8頁/共79頁CTKGAIAAABA根系木質(zhì)部傷流液中激素與產(chǎn)量的關(guān)系根系木質(zhì)部傷流液中激素

2、與產(chǎn)量的關(guān)系 第9頁/共79頁吸收面積（吸收面積（m2）= (CC)V1.11 mg甲烯藍成單分子層時所占面積為1.1 m2 呼吸代謝途徑中由脫氫酶催化所脫下來的氫可以將無色的呼吸代謝途徑中由脫氫酶催化所脫下來的氫可以將無色的 TTC還原為紅色、還原為紅色、 不溶性不溶性 的甲月替的甲月替 第10頁/共79頁第11頁/共79頁第12頁/共79頁第13頁/共79頁scanning electron micrograph of soybean root hairs. 根毛的長度為根毛的長度為0.11.5 mm，直徑為，直徑為525 m 第14頁/共79頁1.Epidermis 表皮表皮2.Cort

3、ex 皮層皮層3.Endodermis 內(nèi)皮層內(nèi)皮層xylem (xy) 木質(zhì)部木質(zhì)部phloem (ph) 韌皮部韌皮部第15頁/共79頁第16頁/共79頁第17頁/共79頁第18頁/共79頁露兜樹露兜樹第19頁/共79頁第20頁/共79頁第21頁/共79頁第22頁/共79頁第23頁/共79頁第24頁/共79頁第25頁/共79頁第26頁/共79頁菟絲子第27頁/共79頁吸盤吸盤第28頁/共79頁第29頁/共79頁第30頁/共79頁第31頁/共79頁根系吸水的部位根系吸水的部位根尖端根尖端包括：包括：根冠根冠 根毛區(qū)根毛區(qū) 伸長區(qū)伸長區(qū) 分生區(qū)分生區(qū)吸水能力最強吸水能力最強根毛基質(zhì)水分基質(zhì)顆粒

4、第32頁/共79頁根毛區(qū)吸水能力最強的原因有三：根毛區(qū)吸水能力最強的原因有三：1、根毛多，增大吸水面積（、根毛多，增大吸水面積（510倍）倍）2、根毛外壁，果膠質(zhì)覆蓋，粘性較強、根毛外壁，果膠質(zhì)覆蓋，粘性較強 親水性好親水性好3、根毛區(qū)輸導組織發(fā)達，阻力小，、根毛區(qū)輸導組織發(fā)達，阻力小， 水分移動速度快水分移動速度快第33頁/共79頁根系吸水的途徑根系吸水的途徑基質(zhì)（溶液）中的水分基質(zhì)（溶液）中的水分根根滲透滲透擴散擴散內(nèi)皮層的徑向遷移內(nèi)皮層的徑向遷移根毛根毛皮層皮層中柱細胞中柱細胞導管導管質(zhì)質(zhì)外外體體途途徑徑共共質(zhì)質(zhì)體體途途徑徑第34頁/共79頁凱氏帶凱氏帶根中的根中的質(zhì)外體常常是不連續(xù)的質(zhì)

5、外體常常是不連續(xù)的，被內(nèi)皮層的凱氏帶分，被內(nèi)皮層的凱氏帶分隔成為兩個區(qū)域。隔成為兩個區(qū)域。外部質(zhì)外體外部質(zhì)外體壁木栓化，膜與壁壁木栓化，膜與壁緊貼在一起。水、緊貼在一起。水、溶質(zhì)不能自由通過溶質(zhì)不能自由通過。內(nèi)皮層外，包括根毛、皮層的胞間層、細胞壁和細胞間隙內(nèi)皮層外，包括根毛、皮層的胞間層、細胞壁和細胞間隙內(nèi)部質(zhì)外體內(nèi)部質(zhì)外體內(nèi)皮層內(nèi)，包括成熟的導管和中柱各部分。內(nèi)皮層內(nèi)，包括成熟的導管和中柱各部分。第35頁/共79頁第36頁/共79頁根系吸水的機制根系吸水的機制按其吸水動力分為按其吸水動力分為 1.1.主動吸水主動吸水2.2.被動吸水被動吸水第37頁/共79頁1.主動吸水主動吸水（activ

6、e absorption of water） 根壓（根壓（root pressure） 由植物根系的生理活動引起的吸水（由植物根系的生理活動引起的吸水（10-20cm）主動吸水的動力主動吸水的動力證據(jù)證據(jù)傷流（傷流（bleeding） 吐水（吐水（guttation）第38頁/共79頁吐水吐水第39頁/共79頁 （2）產(chǎn)生根壓的機制）產(chǎn)生根壓的機制 根壓的產(chǎn)生與根壓的產(chǎn)生與根系生理活動和內(nèi)皮層內(nèi)外的根系生理活動和內(nèi)皮層內(nèi)外的水勢水勢差差有關(guān)。有關(guān)。根系根系呼吸作用呼吸作用釋放的能量釋放的能量主動吸收營養(yǎng)液中的離子主動吸收營養(yǎng)液中的離子內(nèi)皮層內(nèi)溶質(zhì)勢下降內(nèi)皮層內(nèi)溶質(zhì)勢下降水進入中柱和導管水進入中

7、柱和導管第40頁/共79頁2.被動吸水被動吸水（passive absorption of water）蒸騰拉力蒸騰拉力（transpirational pull）由蒸騰拉力引起的根系吸水由蒸騰拉力引起的根系吸水指因葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的使導管中的水分上升的指因葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的使導管中的水分上升的力量。力量。蒸騰蒸騰葉片水勢下降葉片水勢下降水分運輸水分運輸壓力梯度壓力梯度第41頁/共79頁水分在植物體內(nèi)運輸?shù)膭恿λ衷谥参矬w內(nèi)運輸?shù)膭恿?水分沿導管上升的機制水分沿導管上升的機制)上端原動力上端原動力 蒸騰拉力蒸騰拉力下端原動力下端原動力 根壓根壓中間原動力中間原動力 水分子間的內(nèi)聚力及導管壁

8、附著力。水分子間的內(nèi)聚力及導管壁附著力。內(nèi)聚力學說內(nèi)聚力學說 認為維持導管中水柱連續(xù)不斷的原因認為維持導管中水柱連續(xù)不斷的原因 是水分子是水分子 的內(nèi)聚力大于水柱的張力。的內(nèi)聚力大于水柱的張力。第42頁/共79頁EvaporationCohesionUptakeWater molecules are “sticky”第43頁/共79頁第44頁/共79頁第45頁/共79頁蒸騰作用的指標蒸騰作用的指標1. 蒸騰速率蒸騰速率 （transpiration rate） g.m-2.h-12. 蒸騰效率蒸騰效率（transpiration ratio） g.kg-13. 蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù)（transpi

9、ration coefficient） 又稱蒸騰強度或蒸騰率。指植物在單位時間內(nèi)、單位葉面積上又稱蒸騰強度或蒸騰率。指植物在單位時間內(nèi)、單位葉面積上通過蒸騰作用散失的水量。通過蒸騰作用散失的水量。植物每蒸騰植物每蒸騰1Kg水時所形成的干物質(zhì)的克數(shù)。水時所形成的干物質(zhì)的克數(shù)。 又稱需水量。指植物每制造又稱需水量。指植物每制造1克干物質(zhì)所水消耗水分的克數(shù)，克干物質(zhì)所水消耗水分的克數(shù)，它是蒸騰效率的倒數(shù)。它是蒸騰效率的倒數(shù)。大多數(shù)植物的蒸騰系數(shù)在大多數(shù)植物的蒸騰系數(shù)在1251000之間。蒸騰系數(shù)越小，表之間。蒸騰系數(shù)越小，表明該植物利用水分的效率越高。明該植物利用水分的效率越高。第46頁/共79頁第

10、47頁/共79頁%(干重干重)%(干重干重)%(干重干重)(干重干重)礦質(zhì)元素與水分之間的吸收呈一定相關(guān)性礦質(zhì)元素與水分之間的吸收呈一定相關(guān)性第48頁/共79頁第49頁/共79頁吸收吸收第50頁/共79頁第51頁/共79頁第52頁/共79頁第53頁/共79頁慢，吸收面積減小，吸收速度降慢，吸收面積減小，吸收速度降低。低。第54頁/共79頁高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵因素。高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵因素。第55頁/共79頁溫度越高，溶解氧下降，溫度越高，溶解氧下降，EC值偏高。值偏高。營養(yǎng)液適宜的氧含量：為飽和溶解氧的營養(yǎng)液適宜的氧含量：為飽和溶解氧的50以上，即以上，即45mg/L。 第56頁/共79頁第57頁/共79

11、頁第58頁/共79頁第59頁/共79頁第60頁/共79頁第61頁/共79頁自毒物質(zhì)？自毒物質(zhì)？第62頁/共79頁第63頁/共79頁第64頁/共79頁生物激素（生物激素（IAA, GA, KT）、維生）、維生素、抗生素素、抗生素第65頁/共79頁第66頁/共79頁第67頁/共79頁第68頁/共79頁大豆的根系大豆的根系第69頁/共79頁豆科植物豆科植物 非豆科植物非豆科植物 Rhizobium Frankia根瘤：豆科植物與根瘤菌、非豆科植物與根瘤：豆科植物與根瘤菌、非豆科植物與Frankia放線放線 菌形成的共生體。菌形成的共生體。第70頁/共79頁soil particleroothyphaFrom I. Jakobsen菌根是一類土壤有益真菌與高等植物建立的共生互惠聯(lián)合體菌根是一類土壤有益真菌與高等植物建立的共生互惠聯(lián)合體第71頁/共79頁Arbuscule（叢枝體叢枝體 ）intercellular hyphaIllustrations from M. Brundrett and S. Smith第72頁/共79頁菌根菌根促進養(yǎng)分磷的吸收促進養(yǎng)分磷的吸收通過外延菌絲大大增加吸磷表面積。通過外延菌絲大大增加吸磷表面積。降低菌絲際降低菌絲際pH值，有利于磷的活化。值，有利于磷的活化。真菌膜上運載系統(tǒng)與磷的親合力高于寄主植物根真菌膜上運載系統(tǒng)與磷的親合