植物生理学植物的水分生理课件.ppt

1、第一章第一章 植物的水分生理植物的水分生理 植物对水分的植物对水分的吸收、运输、利用吸收、运输、利用和和散失散失的过程，的过程，称为称为植物的水分代谢（植物的水分代谢（water metabolism）。）。植物从环境中不断吸取水分，以满足正常生命活动的需要。植物从环境中不断吸取水分，以满足正常生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量的水分到环境中去。这样就形但是，植物又不可避免地要丢失大量的水分到环境中去。这样就形成了植物水分代谢的三个过程：成了植物水分代谢的三个过程：植物通过根系吸收水分、水分在植植物通过根系吸收水分、水分在植物体内的运输、植物通过气孔排出水分物体内的运输、植物通过

2、气孔排出水分。(图图)农业生产中，水是决定收成有无的重要因素之一，农业生产中，水是决定收成有无的重要因素之一，农谚说：农谚说：“有收无收在于水，收多收少在于肥有收无收在于水，收多收少在于肥”。.第一节第一节 水分在植物生命活动中的作用水分在植物生命活动中的作用 一、一、水的物理化学性质水的物理化学性质 1.高比热、高气化热、密度大；高比热、高气化热、密度大；2.好溶剂（亲水胶体、水化离子）；好溶剂（亲水胶体、水化离子）；3.较大的内聚力、粘附力和表面张力；较大的内聚力、粘附力和表面张力；4.毛细作用（毛细作用（capillarity）等。）等。（植物体内毛细管网络（植物体内毛细管网络）.二、水

3、分在植物生命活动中的作用二、水分在植物生命活动中的作用生理作用：生理作用：1.水是细胞原生质的重要组成成分；（含量，水是细胞原生质的重要组成成分；（含量，细胞中水分状态）细胞中水分状态）2.水是重要代谢过程的反应底物之一；（水是重要代谢过程的反应底物之一；（光合作用、呼吸作用等光合作用、呼吸作用等）3.水是各种生理生化反应和运输物质的介质；水是各种生理生化反应和运输物质的介质；4.水使植物保持固有的姿态；水使植物保持固有的姿态；5.细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水。细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水。.细胞中水分状态：细胞中水分状态：v 自由水（自由水（free waterfree wate

4、r）：）：与细胞组分之间吸附力较弱，与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。自由水可可以自由移动的水。自由水可直接参与各种代谢活动。直接参与各种代谢活动。v 束缚水（束缚水（bound waterbound water）：）：与细胞组分紧密结合而不能与细胞组分紧密结合而不能自由移动，不易蒸发散失的水。自由移动，不易蒸发散失的水。束缚水增强植物的抗逆性。束缚水增强植物的抗逆性。自由水自由水/束缚水比例：束缚水比例：高：高：细胞原生质溶胶状，代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱。细胞原生质溶胶状，代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱。低：低：细胞原生质凝胶状，代谢缓慢，生长迟缓，抗逆性强。细胞原生质凝胶状，代

5、谢缓慢，生长迟缓，抗逆性强。.生态作用：生态作用：1.水是植物水是植物体温体温的调节器；的调节器；植物通过蒸腾散热，调节植物体温。植物通过蒸腾散热，调节植物体温。2.水对植物水对植物生存环境生存环境的调节；的调节；灌水调节植物周围的温度和湿度，灌水调节植物周围的温度和湿度，改善田间小气候改善田间小气候。（例：。（例：稻田灌水护秧）稻田灌水护秧）3.水对水对可见光可见光的通透性。（水生植物的生长）的通透性。（水生植物的生长）.第二节第二节 植物细胞对水分的吸收植物细胞对水分的吸收植物细胞吸水：植物细胞吸水：未形成液泡的细胞未形成液泡的细胞 （吸胀吸水）（吸胀吸水）wm （风干种子、分生组织细胞）

6、（风干种子、分生组织细胞）有液泡的成熟细胞有液泡的成熟细胞 （渗透吸水）（渗透吸水）wsp (代谢吸水代谢吸水)细胞中水为蒸汽状态细胞中水为蒸汽状态 (降压吸水降压吸水)p.一、一、水势（水势（w）“人往高处走，水往人往高处走，水往低低处流处流”低低指什么？指什么？水水：高浓度高浓度低浓度低浓度 高能量高能量 低能量低能量(自由能自由能)分子总数多分子总数多分子总数少分子总数少 化学势高化学势高化学势低化学势低扩散作用扩散作用 水分子、气体水分子、气体分子、溶质分子都分子、溶质分子都有从高化学势到低有从高化学势到低化学势移动的趋势，化学势移动的趋势，直到空间分布均匀直到空间分布均匀为止。为止。

7、.定义：定义：体系中各种组分发生化学反应的本领及其转体系中各种组分发生化学反应的本领及其转移的潜在趋势。移的潜在趋势。j（G/nj）T.P.nij j(化学势差化学势差)是组分是组分j转移或起反应的潜在驱动力。转移或起反应的潜在驱动力。含有水分的体系中含有水分的体系中 W（G/nW）T.P.niW W可指示水流动的方向可指示水流动的方向水势水势1.化学势化学势.定义：定义：体系中每偏摩尔体积水的自由能与每偏摩尔体积纯水体系中每偏摩尔体积水的自由能与每偏摩尔体积纯水 的自由能之差值。的自由能之差值。偏摩尔体积偏摩尔体积:恒温、恒压、其它组分浓度不变的情况下，恒温、恒压、其它组分浓度不变的情况下，

8、混合体积中混合体积中1mol该物质所占据的有效体积。在纯水中，水的该物质所占据的有效体积。在纯水中，水的偏摩尔体积偏摩尔体积水的摩尔体积（水的摩尔体积（Vw=18.00cm3mol-1）2.水势水势 标准状况下（标准状况下（1个大气压个大气压atm、引力场、引力场0、与体系同温度）：、与体系同温度）：（纯水）（纯水）0，其它溶液：，其它溶液：淀粉淀粉纤维素纤维素 C.降压吸水（降压吸水（negative pressure absorption of water）指因指因P的降低而引发的细胞吸水。的降低而引发的细胞吸水。蒸腾旺盛时，蒸腾旺盛时，P0；细胞的生长吸水，因为只有在细胞壁松弛和压力势降

9、低时，细胞的生长吸水，因为只有在细胞壁松弛和压力势降低时，细胞生长才能进行（细胞生长才能进行（例：水稻开花时，颖壳的张开）。例：水稻开花时，颖壳的张开）。.有液泡的细胞有液泡的细胞 sp 干种子、分生组织干种子、分生组织 m 蒸腾强烈时，水分为气相蒸腾强烈时，水分为气相 s，p0 初始质壁分离初始质壁分离 s，p0 开放系统（溶液）开放系统（溶液）s-iCRT 体积变化体积变化 s1V1s2V2 3.植物细胞吸水过程中水势组分的变化植物细胞吸水过程中水势组分的变化 s（）mp .图：图：.细胞吸水过程中水势各组分的变化情况细胞吸水过程中水势各组分的变化情况 (植物细胞是一自动调节的渗透系统，为

10、什么？植物细胞是一自动调节的渗透系统，为什么？)细胞吸水时，细胞吸水时，s、p升高，升高，w升高，吸水力下降。升高，吸水力下降。初始质壁分离时，初始质壁分离时，p为为0，w=s。细胞吸水细胞吸水为紧张时为紧张时,s=p w=0细胞强烈细胞强烈蒸腾时，蒸腾时，p0 w s+p.植物细胞为常态植物细胞为常态 wsp.植物细胞吸水达到紧张状态植物细胞吸水达到紧张状态 w0,s=-p 体积最大体积最大,细胞吸水能力最小。细胞吸水能力最小。.植物细胞初始质壁分离状态植物细胞初始质壁分离状态 w s,p0 体积最小，细胞吸水能力最大。体积最小，细胞吸水能力最大。.植物细胞水为蒸汽状态植物细胞水为蒸汽状态

11、p0,wsp .三、相邻细胞间水分的运转三、相邻细胞间水分的运转 相邻细胞的水分移动方向决定于两细胞间的水势差异，相邻细胞的水分移动方向决定于两细胞间的水势差异，水分的流动：水分的流动：w高的细胞高的细胞 w低的细胞低的细胞。例：某细胞的渗透势为例：某细胞的渗透势为-14bar，压力势为，压力势为7bar；其相邻细胞渗透势；其相邻细胞渗透势 为为-6bar，压力势为压力势为3bar，请问水分移动情况？，请问水分移动情况？.土壤土壤植物植物大气连续体大气连续体(soil-plant-atmosphere continuum，SPAC)水分运输及不同部位的水分运输也符合以上的规律。水分运输及不同部

12、位的水分运输也符合以上的规律。.第三节第三节 植物根系对水分的吸收植物根系对水分的吸收一、根系吸水的部位一、根系吸水的部位 根毛区根毛区 (根尖向上约根尖向上约10mm的范围的范围)根毛区的吸水能力最强的原因：根毛区的吸水能力最强的原因：根毛区有许多根毛，增大了吸收面积（根毛区有许多根毛，增大了吸收面积（510倍）。倍）。根毛细胞壁外层由果胶质覆盖，粘性强，亲水性好有利于和土壤胶体根毛细胞壁外层由果胶质覆盖，粘性强，亲水性好有利于和土壤胶体 颗粒的粘着和吸水。颗粒的粘着和吸水。根毛区的输导组织发达，对水移动阻力小，水分转移速度快。根毛区的输导组织发达，对水移动阻力小，水分转移速度快。根系吸水的

13、机理根系吸水的机理v 主动吸水主动吸水 动力动力根压根压v 被动吸水被动吸水 动力动力蒸腾拉力蒸腾拉力.1.主动吸水主动吸水 动力动力根压根压主动吸水由植物根系生理活动而引起的吸水过程，与地上主动吸水由植物根系生理活动而引起的吸水过程，与地上部分无关。部分无关。根压（根压（root pressure）：指由于植物根系生理活动而促使：指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。液流从根部上升的压力。一般植物根压：一般植物根压：0.1-0.2Mpa，木本植物根压：，木本植物根压：0.6-0.7Mpa。伤流现象和吐水现象是证实根压存在的两种生理现象。伤流现象和吐水现象是证实根压存在的两种生理现

14、象。二、根系吸水的机理二、根系吸水的机理.伤流伤流(bleeding)：从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。从伤口流出的汁液叫从伤口流出的汁液叫伤流液伤流液（bleeding sap）。）。伤流液的数量和成分，可作为根系活动能力强弱的生理指标伤流液的数量和成分，可作为根系活动能力强弱的生理指标。.吐水吐水（guttation）：生长在生长在土壤水分充足土壤水分充足、温暖、潮湿温暖、潮湿条件中的条件中的完好植株完好植株，叶片尖端，叶片尖端或边缘的或边缘的水孔水孔向外溢向外溢出液滴的现象。出液滴的现象。吐水现象可作为根吐水现象可作为根系活动的生理

15、指标，系活动的生理指标，并能用以判断植物苗并能用以判断植物苗长势的强弱长势的强弱。.根的结构：根的结构：图图 1930年，德国科学家年，德国科学家 E.Mnch 根根共质体和质外体共质体和质外体共质体共质体（symplast）：植物相邻细胞之间通过胞间联丝将活细胞的细胞）：植物相邻细胞之间通过胞间联丝将活细胞的细胞质联成一个整体质联成一个整体,是一个是一个连续的体系连续的体系。质外体质外体（apoplast）：包括细胞壁、细胞间隙以及中柱内的组织（主要）：包括细胞壁、细胞间隙以及中柱内的组织（主要是木质部的导管），质外体是是木质部的导管），质外体是不连续的体系不连续的体系，可分为两个区域，可分

16、为两个区域，一个是一个是皮层的细胞间隙，即内皮层以外的部分皮层的细胞间隙，即内皮层以外的部分，另一个是另一个是中柱内的组织，包括死的导管。中柱内的组织，包括死的导管。凯氏带：内皮层上木栓化加厚的细胞壁。凯氏带：内皮层上木栓化加厚的细胞壁。液泡即不属于共质体，也不属于质外体。液泡即不属于共质体，也不属于质外体。根吸水途径：根吸水途径：共质体途径（共质体途径（symplast pathway）质外体途径（质外体途径（apoplast pathway）.tu.皮层皮层 内皮层内皮层 中柱中柱 质外体质外体土壤溶液土壤溶液 共质体共质体 导管导管 共质体共质体溶质低溶质低 选择透性膜选择透性膜 溶质高

17、溶质高 水势高水势高 水势梯度水势梯度 水势低水势低 .根压产生的机理根压产生的机理土壤溶液、内皮层细胞、中柱导管内水溶液组成一个渗透土壤溶液、内皮层细胞、中柱导管内水溶液组成一个渗透系统。系统。内皮层可看成是一个区别透性膜。内皮层可看成是一个区别透性膜。植物利用代谢能量主动吸收外界溶质，从而造成导管溶液植物利用代谢能量主动吸收外界溶质，从而造成导管溶液的水势低于外界溶液的水势，水自发地顺水势梯度从外部的水势低于外界溶液的水势，水自发地顺水势梯度从外部进入导管。进入导管。导管上部呈开放状态，不产生压力，于是水柱就在指向上导管上部呈开放状态，不产生压力，于是水柱就在指向上方的压力下向上移动。方的

18、压力下向上移动。这样就形成了根压这样就形成了根压 有人指出：有人指出：根压是由于根内外皮层存在水势梯度而产生的一根压是由于根内外皮层存在水势梯度而产生的一种现象，它可作为根产生水势差的一个量度，但不是一种动力，种现象，它可作为根产生水势差的一个量度，但不是一种动力，因为水流的真正动力是水势差因为水流的真正动力是水势差.蒸腾拉力蒸腾拉力（transpirational pull）：指因为叶片蒸腾作用而：指因为叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。产生的使导管中水分上升的力量。（图）（图）正在蒸腾着的植株，尤其是高大树木，正在蒸腾着的植株，尤其是高大树木，主要吸水方式主要吸水方式被动吸水被动

19、吸水早春叶片未展开或树木落叶后，蒸腾速率很低的夜晚，早春叶片未展开或树木落叶后，蒸腾速率很低的夜晚，主要吸水方式主要吸水方式主动吸水主动吸水2.被动吸水被动吸水 动力蒸腾拉力.三、影响根系吸水的土壤条件三、影响根系吸水的土壤条件 1.土壤水分状态土壤水分状态 植物吸收主要是土壤可利用水（田间持水量植物吸收主要是土壤可利用水（田间持水量 -永久萎蔫系数）。永久萎蔫系数）。萎蔫萎蔫(wilting)：植物缺水时，细胞失水，膨压下降，叶片、幼茎：植物缺水时，细胞失水，膨压下降，叶片、幼茎 下垂的现象。下垂的现象。暂时萎蔫暂时萎蔫(temporary wilting)：当蒸腾速率降低后，：当蒸腾速率降

20、低后，萎蔫植株可恢复正常。萎蔫植株可恢复正常。萎蔫萎蔫 永久萎蔫永久萎蔫(permanent wilting)：当蒸腾速率降低后，：当蒸腾速率降低后，萎蔫植株仍不能恢复正常。其实质：萎蔫植株仍不能恢复正常。其实质：土土 植植.图图 不同土壤的含水量与水势的关系不同土壤的含水量与水势的关系植物可利用水植物可利用水 田间持水量土壤田间持水量土壤永久萎蔫系数永久萎蔫系数田间持水量一般为田间持水量一般为粘土壤土砂土粘土壤土砂土永久萎蔫系数：粗永久萎蔫系数：粗砂为砂为1%，砂壤为，砂壤为6%，粘土为，粘土为15%.2.土壤温度土壤温度 高温使根系吸水下降的原因高温使根系吸水下降的原因：根木质化，根老化；

21、根木质化，根老化；根细胞中各种酶蛋白变性，失活。根细胞中各种酶蛋白变性，失活。解释现象解释现象 ：午不浇园：午不浇园低温使根系吸水下降的原因：低温使根系吸水下降的原因：低温下，水分粘度增大，扩散速率降低；低温下，水分粘度增大，扩散速率降低；细胞原生质粘度增大，水分扩散阻力增大；细胞原生质粘度增大，水分扩散阻力增大；根呼吸速率降低，影响根压形成，主动吸水速度降低，根呼吸速率降低，影响根压形成，主动吸水速度降低，根系生长缓慢，不发达，吸水面积降低。根系生长缓慢，不发达，吸水面积降低。.3.土壤通气状况土壤通气状况 增加根系周围的增加根系周围的O2，减少，减少CO2以及以及H2S等的毒害，等的毒害，

22、增强根系吸水和吸肥能力。增强根系吸水和吸肥能力。中耕耘田、排水晒田，保持土壤中耕耘田、排水晒田，保持土壤“团粒结构团粒结构”。4.土壤溶液浓度土壤溶液浓度 土土 植植 植物吸水植物吸水 生理干旱：指植物不能吸收环境中的水分来满足生理需要，生理干旱：指植物不能吸收环境中的水分来满足生理需要，而不是环境缺水。而不是环境缺水。一般灌溉用水的含盐量一般灌溉用水的含盐量0.2%。盐碱土（盐碱土（土土-10 MPa）和施肥过多或过于集中时，易发生）和施肥过多或过于集中时，易发生 “烧苗烧苗”现象。现象。解释现象：1.作物受涝反而表现出缺水的症状？作物受涝反而表现出缺水的症状？2.施肥过多易烧苗施肥过多易烧

23、苗 3.作物栽培期不能施用未腐熟的有机肥。作物栽培期不能施用未腐熟的有机肥。A A、耗、耗O O2 2，嫌气，嫌气，B B、产生有毒物质。、产生有毒物质。.第四节第四节 植物的蒸腾作用植物的蒸腾作用蒸腾作用（蒸腾作用（transpirationtranspiration）：）：指植物体内的水分以气态指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。散失到大气中去的过程。蒸腾作用是一个生理过程，与一般的蒸发过程不同，受到蒸腾作用是一个生理过程，与一般的蒸发过程不同，受到植物体植物体结构结构和和气孔气孔行为的调节。行为的调节。植物根系吸收的水分绝大部分消耗在蒸腾上。植物根系吸收的水分绝大部分消耗在蒸腾上

24、。例：一株桦树例：一株桦树 约约20万片叶，一夏季蒸腾万片叶，一夏季蒸腾70Kg水；水；一株玉米一生需耗水一株玉米一生需耗水200 Kg以上，只有以上，只有1.5-2.0%的水的水分用于体内代谢。分用于体内代谢。.1.蒸腾作用的生理意义蒸腾作用的生理意义 产生蒸腾拉力产生蒸腾拉力吸水的主要动力；吸水的主要动力；促进木质部汁液中物质的运输；促进木质部汁液中物质的运输；能降低植物体的温度（高气化热）；能降低植物体的温度（高气化热）；有利于有利于CO2的同化（开放的气孔）。的同化（开放的气孔）。一、蒸腾作用的意义和方式一、蒸腾作用的意义和方式.皮孔蒸腾皮孔蒸腾（lenticular transpir

25、ation）0.1 角质蒸腾角质蒸腾（cuticular traspiration）成熟植株成熟植株 (幼叶：总蒸腾量的幼叶：总蒸腾量的1/3-1/2 老叶：总蒸腾量的老叶：总蒸腾量的3-5)叶片蒸腾叶片蒸腾 气孔蒸腾气孔蒸腾（stomatal traspiration）(总蒸腾量的总蒸腾量的80-90)2.蒸腾作用的方式蒸腾作用的方式 幼小植物幼小植物地上部全部表面都可蒸腾地上部全部表面都可蒸腾.二、气孔蒸腾二、气孔蒸腾 1.概念概念气孔：气孔：植物表皮组织的小孔，一般由成对的保卫细胞植物表皮组织的小孔，一般由成对的保卫细胞(guard cell)组成。组成。气孔复合体：气孔复合体：保卫细胞

26、四周有邻近细胞（保卫细胞四周有邻近细胞（neighbouring cell）或副卫细胞（或副卫细胞（subsidiary cell)，它们共同组成气孔复合体。，它们共同组成气孔复合体。2.2.气孔蒸腾的过程气孔蒸腾的过程 蒸发：皮层细胞间隙及气孔下腔周围细胞的水分由液态变为气态。蒸发：皮层细胞间隙及气孔下腔周围细胞的水分由液态变为气态。扩散：气孔下腔的水蒸气分子通过气孔扩散到空气中去。扩散：气孔下腔的水蒸气分子通过气孔扩散到空气中去。.气孔数目多、分布广气孔数目多、分布广 气孔分布：单子叶植物叶上下表皮都有，为哑铃形（气孔分布：单子叶植物叶上下表皮都有，为哑铃形（dumbbell shape）

27、；双子叶植物叶主要在下表皮，为肾形（双子叶植物叶主要在下表皮，为肾形（kidney shape）；）；浮水植物叶主要在上表皮。浮水植物叶主要在上表皮。3.气孔的形态结构及特点气孔的形态结构及特点(图图)气孔面积小，蒸腾速率高气孔面积小，蒸腾速率高 气孔一般长约气孔一般长约730m，宽约，宽约16m。气孔面积叶面积的气孔面积叶面积的1，气孔完全张开也只占叶面积的，气孔完全张开也只占叶面积的12。气孔蒸腾量相当于叶面积蒸发量的气孔蒸腾量相当于叶面积蒸发量的1050，甚至达到，甚至达到100。.为什么气孔面积很小，但蒸腾量却很大？为什么气孔面积很小，但蒸腾量却很大？蒸腾作用相当于水蒸气通过一个多孔表

28、面的蒸发过程。蒸腾作用相当于水蒸气通过一个多孔表面的蒸发过程。小孔蒸发时有边缘效应。在边缘，扩散分子相互碰撞机会少，速率快。小孔蒸发时有边缘效应。在边缘，扩散分子相互碰撞机会少，速率快。小孔扩散律（小孔扩散律（small diffusion lawsmall diffusion law）：）：气体通过多孔表面扩散的速度，气体通过多孔表面扩散的速度，不与小孔面积成正比，而与小孔的周长成正比。不与小孔面积成正比，而与小孔的周长成正比。.特点：特点：当保卫细胞吸水时，膨压加大，外壁向外扩展，并通过微纤丝将拉力传递当保卫细胞吸水时，膨压加大，外壁向外扩展，并通过微纤丝将拉力传递 到内壁，将内壁拉离开来

29、，气孔就张开。到内壁，将内壁拉离开来，气孔就张开。气孔运动是由保卫细胞水势的变化而引起的。气孔运动是由保卫细胞水势的变化而引起的。保卫细胞吸水保卫细胞吸水含水量含水量p、V 向外膨胀向外膨胀壁薄部分易于伸长，将孔口厚壁拉开壁薄部分易于伸长，将孔口厚壁拉开气孔张开气孔张开保卫细胞的水势变化是由糖、保卫细胞的水势变化是由糖、K+及苹果酸等渗透调节物质增多引起的。及苹果酸等渗透调节物质增多引起的。4.气孔运动气孔运动机理：机理：(1)、淀粉、淀粉糖转化学说糖转化学说 1923年年 J.D.Sayre提出，提出，G.W.Scarth详细研究详细研究 (2)、无机离子泵学说（无机离子泵学说（inorga

30、nic ion pump theory，又称，又称K+泵学说）泵学说）(3)、苹果酸代谢学说（、苹果酸代谢学说（malate metabolism theory）.K+K+.*.影响气孔运动因素：影响气孔运动因素：能影响光合作用和叶片水分状况的因素，都会影响气孔运动能影响光合作用和叶片水分状况的因素，都会影响气孔运动光照：气孔在光照下张开，在黑暗中关闭。光照：气孔在光照下张开，在黑暗中关闭。温度：气孔开度随温度的升高而增加。温度：气孔开度随温度的升高而增加。CO2：低浓度：低浓度CO2促进气孔开放，高浓度促进气孔开放，高浓度CO2使气孔迅速关闭。使气孔迅速关闭。叶片含水量对气孔运动也有关系。叶

31、片含水量对气孔运动也有关系。植物激素：植物激素：CTK促进气孔开放，促进气孔开放，ABA使气孔关闭。使气孔关闭。影响蒸腾作用的因素：影响蒸腾作用的因素：蒸腾速率决定于水蒸气向外扩散力量和扩散途径的阻力。蒸腾速率决定于水蒸气向外扩散力量和扩散途径的阻力。影响蒸腾作用的影响蒸腾作用的环境因子环境因子有：温度、湿度、光照强度、风速等；有：温度、湿度、光照强度、风速等；内部因素内部因素有：气孔频度、气孔大小、气孔开度等。有：气孔频度、气孔大小、气孔开度等。三、影响气孔运动和蒸腾作用的内外因素三、影响气孔运动和蒸腾作用的内外因素（自学）（自学）.a.蒸腾速率蒸腾速率(transpiration rate

32、 蒸腾强度，蒸腾强度，g.m-2.h-1 mg.dm-2.h-1)：指在单位时间内，单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。指在单位时间内，单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。b.蒸腾比率蒸腾比率（transpiration ratio，蒸腾效率，蒸腾效率，g.kg-1）：）：指植物每蒸腾指植物每蒸腾1Kg水时所形成的干物质的克数。水时所形成的干物质的克数。18g.kg-1 水分利用效率水分利用效率(water use efficiency,WUE)：概念更广，植物：概念更广，植物WUE广义上可理解为植物消耗单位水量所产生的同化物的量广义上可理解为植物消耗单位水量所产生的同化物的量。c.蒸腾系数蒸

33、腾系数（transpiration coefficient，g H2O.g-1）：）：指植物每制造指植物每制造1克干物质所消耗的水分克数，是蒸腾效率的倒数。克干物质所消耗的水分克数，是蒸腾效率的倒数。又称又称需水量需水量（water requirement）。）。蒸腾系数越小，表示植物利用水分的效率越蒸腾系数越小，表示植物利用水分的效率越高。高。四、蒸腾作用的指标四、蒸腾作用的指标.措施：措施：减少蒸腾面积；减少蒸腾面积；降低蒸腾速率；降低蒸腾速率；应用抗蒸腾剂。应用抗蒸腾剂。二氧化碳是一种很好抗蒸腾剂，二氧化碳是一种很好抗蒸腾剂，促进气孔关闭的物质如脱落酸、阿特拉津可作为抗蒸腾剂，促进气孔关

34、闭的物质如脱落酸、阿特拉津可作为抗蒸腾剂，现已研究出无色塑料、低粘性蜡，喷洒到叶面上可抑制蒸腾。现已研究出无色塑料、低粘性蜡，喷洒到叶面上可抑制蒸腾。五、适当降低蒸腾的途径五、适当降低蒸腾的途径 生产实践中，应尽可能生产实践中，应尽可能维护植物体的水分平衡维护植物体的水分平衡。一方面使根系生长健壮，外界环境又满足根系吸水的需要；一方面使根系生长健壮，外界环境又满足根系吸水的需要；另一方面要减少蒸腾，以避免蒸腾过大，水分供应不足而枯萎。另一方面要减少蒸腾，以避免蒸腾过大，水分供应不足而枯萎。.第五节 植物体内水分向地上部分的运输.一、水分运输的途径和速度一、水分运输的途径和速度、途径、途径 土壤

35、植物大气连续体（土壤植物大气连续体（SPAC）土壤土壤根毛根毛皮层皮层内皮层内皮层(凯氏带凯氏带)中柱鞘中柱鞘 根的导管或管胞根的导管或管胞茎的导管茎的导管叶柄导管叶柄导管叶脉导管叶脉导管 叶肉细胞叶肉细胞叶细胞间隙叶细胞间隙气孔下腔气孔下腔气孔气孔大气大气 和和 短距离径向运输，共质体运输；短距离径向运输，共质体运输；距离短（距离短（mm）、阻力大、速度慢，）、阻力大、速度慢，10-3m.h-1 长距离运输，质外体运输；长距离运输，质外体运输；距离长（距离长（m）、阻力小、速度快）、阻力小、速度快 345m.h-1.吸水动力：吸水动力：1、根压、根压 2、蒸腾拉力、蒸腾拉力 根部水分可顺着水

36、势梯度上升至乔木的顶端根部水分可顺着水势梯度上升至乔木的顶端。两个方面两个方面 水柱的连续性：水柱的连续性：蒸腾流蒸腾流-内聚力内聚力-张力学说张力学说 (transpiration-cohesion-tension theory)二、水分沿导管上升的机制二、水分沿导管上升的机制问题：水分靠什么力量从根部上升到植株的顶端？问题：水分靠什么力量从根部上升到植株的顶端？.第六节 合理灌溉的生理基础一、作物的需水规律一、作物的需水规律1.不同作物、同一作物不同品种对水分的需要量不同不同作物、同一作物不同品种对水分的需要量不同 需水量与水分利用率成反比需水量与水分利用率成反比 作物一生需水量作物的生物

37、产量作物一生需水量作物的生物产量 蒸腾系数蒸腾系数2.同一作物不同生育期对水分的需要量不同同一作物不同生育期对水分的需要量不同3.作物的水分临界期作物的水分临界期水分临界期（水分临界期（critical period of water）:指植物在生命周期中对水分缺乏指植物在生命周期中对水分缺乏 最敏感、最易受害的时期。最敏感、最易受害的时期。水分临界期的特点：水分临界期的特点：a.植物细胞原生质粘性植物细胞原生质粘性，弹性，弹性 b.束缚水束缚水，自由水，自由水，忍受和抵抗干旱能力，忍受和抵抗干旱能力植物的水分临界期植物的水分临界期花粉母细胞四分体形成期。花粉母细胞四分体形成期。这个时期缺水，

38、性器官发育不正常。这个时期缺水，性器官发育不正常。小麦一生中有两个水分临界期：孕穗期，小麦一生中有两个水分临界期：孕穗期，开始灌浆到乳熟未期开始灌浆到乳熟未期 .二、合理灌溉指标及灌溉方法二、合理灌溉指标及灌溉方法(一一)灌溉指标灌溉指标 土壤指标：土壤指标：根系活动层（根系活动层（090cm）土壤含水量土壤含水量田间持水量的田间持水量的60%90%形态指标：长势、长相形态指标：长势、长相 幼嫩茎叶中午易萎蔫幼嫩茎叶中午易萎蔫 叶、茎呈暗绿色或变红叶、茎呈暗绿色或变红 生长速度下降生长速度下降 生理指标：生理指标：植物叶片细胞汁液浓度、渗透势、水势、相对含水量、气孔开度等植物叶片细胞汁液浓度、

39、渗透势、水势、相对含水量、气孔开度等 .（二）节水灌溉与节水农业（二）节水灌溉与节水农业 节水农业节水农业(economize water agriculture)：充分利用水资源，采取充分利用水资源，采取水利和农业措施，提高水的利用率和生产效率，并创造出有利于农业持续水利和农业措施，提高水的利用率和生产效率，并创造出有利于农业持续发展的生态环境的农业。发展的生态环境的农业。生物节水是高水效农业的关键生物节水是高水效农业的关键。生物性节水。生物性节水指利用和开发生物指利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，在同等水供应条件下能够获得更多的农业产出。体自身的生理和基因潜力，在同等水供应条件下能够获得更多的农业产出。实质是提高农业生产过程中的水分利用效率实质是提高农业生产过程中的水分利用效率(WUE)，即提高单位耗水，即提高单位耗水(蒸散蒸散量量)的经济产量。的经济产量。新型灌溉方式：新型灌溉方式：1、精确灌溉、精确灌溉 漫灌（漫灌（wild flooding irrigation）喷灌（喷灌（spray irrigation）滴灌（滴灌（drip irrigation）2、调亏灌溉（、调亏灌溉（RDI）3、控制性分根区交替灌溉、控制性分根区交替灌溉.