植物生产与环境第四章---植物生产与科学用水ppt课件.ppt

第第4章章 植物生产与科学用水植物生产与科学用水第二节第二节 植物生产与水环境植物生产与水环境第三节第三节 提高水分利用率的途径提高水分利用率的途径第一节第一节 植物生长发育与水植物生长发育与水返回主页面第一节第一节 植物生长发育与水植物生长发育与水一、植物对水分的吸收一、植物对水分的吸收二、植物的蒸腾作用二、植物的蒸腾作用三、植物的需水规律和合理灌溉三、植物的需水规律和合理灌溉一、植物对水分的吸收一、植物对水分的吸收（一）水分对植物的生理作用（一）水分对植物的生理作用 水是细胞原生质的重要成分；水是代谢过程水是细胞原生质的重要成分；水是代谢过程的重要物质；水是各种生理生化反应和物质运输的重要物质；水是各种生理生化反应和物质运输的介质；水分使植物保持固有的姿态；水分具有的介质；水分使植物保持固有的姿态；水分具有重要的生态作用。重要的生态作用。（二）植物细胞吸水（二）植物细胞吸水 细胞吸水有三种方式：细胞吸水有三种方式：1 1渗透吸水渗透吸水 由于胞外溶液浓度低而引起的细胞吸水。由于胞外溶液浓度低而引起的细胞吸水。2 2吸胀吸水吸胀吸水 如干燥的种子对水分的吸收。如干燥的种子对水分的吸收。3 3降压吸水降压吸水 指因压力势降低而引发的细胞吸水。指因压力势降低而引发的细胞吸水。（三）植物根系吸水（三）植物根系吸水 1 1 水在植物体内外的吸收和运输途径水在植物体内外的吸收和运输途径 2 2植植物物根根系系吸吸水水的的动动力力 根根系系吸吸水水的的动动力力主要有根压和蒸腾拉力两种。主要有根压和蒸腾拉力两种。3 3植植物物根根系系吸吸水水的的途途径径 水水分分在在根根内内的的径径向向运运转转也也有有两两种种途途径径，即即质质外外体体途途径径和和共质体途径。共质体途径。4影响根系吸水的主要因素影响根系吸水的主要因素 有土壤水分、有土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度等。度等。二、植物的蒸腾作用二、植物的蒸腾作用 蒸腾作用是指植物体内的水分以气态蒸腾作用是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。（一）蒸腾作用的生理意义（一）蒸腾作用的生理意义 1.1.能产生蒸腾拉力能产生蒸腾拉力 2.2.能促进矿物质的运输和合理分配能促进矿物质的运输和合理分配 3.3.能降低植物体的温度能降低植物体的温度 4.4.有利于有利于COCO2 2的同化的同化（二）蒸腾作用的方式（二）蒸腾作用的方式 1.角质蒸腾角质蒸腾 植物体内水分通过角质植物体内水分通过角质 层蒸腾。层蒸腾。2.气孔蒸腾气孔蒸腾 植物体内的水分通过气植物体内的水分通过气 孔蒸腾。植物以气孔蒸腾为主。孔蒸腾。植物以气孔蒸腾为主。双子叶植物气孔双子叶植物气孔 单子叶植物气孔单子叶植物气孔（三）蒸腾作用的指标（三）蒸腾作用的指标 1.蒸腾速率蒸腾速率 植物在单位时间、单位叶面积上植物在单位时间、单位叶面积上 通过蒸腾作用散失的水量。单位：通过蒸腾作用散失的水量。单位：g/（m2 h）、）、mg/（dm2 h）。多数植物白天为）。多数植物白天为 15250 g/（m2 h），晚上为，晚上为120 g/（m2 h）。）。2.蒸腾效率蒸腾效率 植物每蒸腾植物每蒸腾1千克水时所生成的干物千克水时所生成的干物 质的克数。单位：质的克数。单位：g/kg。一般植物的蒸腾效率为。一般植物的蒸腾效率为 18 g/kg。3.蒸腾系数蒸腾系数 指植物每制造指植物每制造1克干物质所消耗水分克干物质所消耗水分 的克数。一般植物的蒸腾系数在的克数。一般植物的蒸腾系数在1251 000之之 间。间。（四）蒸腾作用的影响因素与调节（四）蒸腾作用的影响因素与调节 1影响蒸腾作用的因素影响蒸腾作用的因素 （1）内部因素；（）内部因素；（2）光照；（光照；（3）空气湿度；（）空气湿度；（4）温度；（）温度；（5）风速；）风速；（6）土壤条件。）土壤条件。2蒸腾作用的调节蒸腾作用的调节 在植物生产上，采取有效在植物生产上，采取有效 措施可适当减少蒸腾消耗措施可适当减少蒸腾消耗：（：（1）减少蒸腾面减少蒸腾面 积。移栽植物时，可去掉一些枝叶积。移栽植物时，可去掉一些枝叶;（2）降）降 低蒸腾速率。在午后或阴天移栽植物，或栽低蒸腾速率。在午后或阴天移栽植物，或栽 后搭棚遮阳，或实行设施栽培后搭棚遮阳，或实行设施栽培;（3）使用抗蒸）使用抗蒸 腾剂，如叶面喷洒脱落酸等抗蒸腾剂。腾剂，如叶面喷洒脱落酸等抗蒸腾剂。三、植物的需水规律和合理灌溉三、植物的需水规律和合理灌溉 （一）植物的需水规律（一）植物的需水规律 植物有两个关键需水时期：一是植物需植物有两个关键需水时期：一是植物需 水临界期。二是植物最大需水期。水临界期。二是植物最大需水期。（二）合理灌溉的指标（二）合理灌溉的指标 1 1土壤指标土壤指标 植物根系活动层土壤含水量低植物根系活动层土壤含水量低 于田间持水量的于田间持水量的60%60%80%80%，应及时灌溉。，应及时灌溉。2 2形态指标形态指标 植物幼嫩的茎叶在中午前后发植物幼嫩的茎叶在中午前后发 生萎蔫，生长速度下降，叶、茎颜色呈绿色生萎蔫，生长速度下降，叶、茎颜色呈绿色 或有时变红等情况下，要及时进行灌溉。或有时变红等情况下，要及时进行灌溉。3 3生理指标生理指标 常用植物叶片的细胞液浓度、常用植物叶片的细胞液浓度、渗透势、水势和气孔开度等可作为灌溉的生渗透势、水势和气孔开度等可作为灌溉的生 理指标。理指标。第二节第二节 植物生产与水环境植物生产与水环境一、降水一、降水二、空气湿度二、空气湿度三、土壤水分三、土壤水分一、降一、降 水水（一）降水形成的原因（一）降水形成的原因 1 1对流降水对流降水 2 2地形降水地形降水 3 3锋面降水锋面降水 4 4台风降水台风降水（二）降水类型（二）降水类型 1 1按降水性质分类按降水性质分类 连续性降水、间歇性连续性降水、间歇性 降水、阵性降水、毛毛状降水。降水、阵性降水、毛毛状降水。2 2按降水物态形式分类按降水物态形式分类 雨、雪、霰、雹。雨、雪、霰、雹。3 3按降水强度分类按降水强度分类 小雨、中雨、大雨、暴小雨、中雨、大雨、暴 雨、大暴雨、特大暴雨，小雪、中雪、大雨、大暴雨、特大暴雨，小雪、中雪、大 雪等。雪等。（三）降水的表示方法（三）降水的表示方法 1 1降水量降水量 降水量是指一定时段内从大气中降水量是指一定时段内从大气中 降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水 平面上积聚的水层厚度。通常以日为最小单平面上积聚的水层厚度。通常以日为最小单 位，进行降水日总量、旬总量、月总量和年位，进行降水日总量、旬总量、月总量和年 总量的统计。总量的统计。2 2降水强度降水强度 降水强度是指单位时间内的降降水强度是指单位时间内的降 水量。根据降水强度大小，可将降水划分为水量。根据降水强度大小，可将降水划分为 若干等级。若干等级。3 3降水变率降水变率 有绝对降水变率和相对降水变有绝对降水变率和相对降水变 率两种。率两种。4 4降水保证率降水保证率 降水保证率是指降水量高于降水保证率是指降水量高于 或低于某一界限降水量的频率的总和。或低于某一界限降水量的频率的总和。二、空气湿度二、空气湿度（一）空气湿度的表示方法（一）空气湿度的表示方法 水汽压、绝对湿度、相对湿度、露点温度和水汽压、绝对湿度、相对湿度、露点温度和 饱和差。饱和差。（二）空气湿度的时间变化（二）空气湿度的时间变化 1 1水汽压的时间变化水汽压的时间变化 （1 1）是单峰型；）是单峰型；（2 2）双峰型。）双峰型。2 2相对湿度的时间变化相对湿度的时间变化 在大陆内部，其日在大陆内部，其日 变化与气温日变化相反，最大值出现在日出变化与气温日变化相反，最大值出现在日出 前后、气温最低的时候；最小值出现在气温前后、气温最低的时候；最小值出现在气温 最高的最高的14141515时。沿海地区相对湿度的日变时。沿海地区相对湿度的日变 化表现为日高夜低，与气温日变化一致。化表现为日高夜低，与气温日变化一致。三、土壤水分三、土壤水分（一）土壤水分的存在形态（一）土壤水分的存在形态 （1 1）吸湿水；（）吸湿水；（2 2）膜状水；（）膜状水；（3 3）毛管水；（）毛管水；（4 4）重）重力水。力水。（二）土壤水分的有效性（二）土壤水分的有效性 1水分常数水分常数 土壤吸湿系数、萎蔫系数、毛管持水土壤吸湿系数、萎蔫系数、毛管持水 量、田间持水量、全蓄水量等土壤水分常数。量、田间持水量、全蓄水量等土壤水分常数。2水分有效性水分有效性 通常情况下将萎蔫系数看作土壤有效通常情况下将萎蔫系数看作土壤有效 水的下限，将田间持水量看作土壤有效水的上限，水的下限，将田间持水量看作土壤有效水的上限，二者的差值称为土壤有效最大含水量。二者的差值称为土壤有效最大含水量。干干土土吸湿水吸湿水最最大大吸吸湿湿量量凋凋萎萎系系数数最最大大分分子子持持水水量量田田间间持持水水量量饱饱和和持持水水量量膜状水膜状水毛管悬着水毛管悬着水重力水重力水无效水无效水有效水有效水多余水多余水（三）土壤含水量的表示方法（三）土壤含水量的表示方法 1 1质量含水量质量含水量 土壤水分质量与烘干土质量的比土壤水分质量与烘干土质量的比 值。烘干土质量是以值。烘干土质量是以105105 110110下烘干土质量为下烘干土质量为 基数。基数。土壤质量含水量土壤质量含水量=（土壤水质量（土壤水质量烘干土质量）烘干土质量）100 100 2 2容积含水量容积含水量 土壤中水的容积占土壤容积的体土壤中水的容积占土壤容积的体 积分数。积分数。土壤容积含水量土壤容积含水量=（土壤水容积（土壤水容积土壤总容积）土壤总容积）100 100 =质量含水量（）质量含水量（）容重容重 3 3相对含水量相对含水量 土壤质量含水量占田间持水量的土壤质量含水量占田间持水量的 质量分数。质量分数。相对含水量相对含水量=（质量含水量（质量含水量田间持水量）田间持水量）100 100第三节第三节 提高水分利用率的途径提高水分利用率的途径一、集水蓄水技术一、集水蓄水技术二、节水灌溉技术二、节水灌溉技术三、少耕、免耕技术三、少耕、免耕技术四、地面覆盖技术四、地面覆盖技术五、保墒技术五、保墒技术六、水土保持技术六、水土保持技术 一、集水蓄水技术一、集水蓄水技术（一）沟垄覆盖集中保墒技术（一）沟垄覆盖集中保墒技术 基基本本方方法法是是平平地地（或或坡坡地地沿沿等等高高线线）起起垄垄，农农田田呈呈沟沟、垄垄相相间间状状态态，垄垄作作后后拍拍实实，紧紧贴贴垄垄面面覆覆盖盖塑塑料料薄薄膜膜，降降雨雨时时雨雨水水顺顺薄薄膜膜集集中中于沟内，渗入土壤深层。于沟内，渗入土壤深层。（二）等高耕作种植，截水增墒（二）等高耕作种植，截水增墒 基基本本方方法法是是沿沿等等高高线线筑筑埂埂，改改顺顺坡坡种种植植为为等等高高种种植植，埂埂高高和和带带宽宽的的设设置置要要有有效效地地拦拦截截径流。径流。（三）微集水面积种植（三）微集水面积种植 我我国国的的鱼鱼鳞鳞坑坑就就是是其其中中之之一一：在在一一小小片片植植物物，或或一一棵棵树树周周围围，筑筑高高1520 cm的的土土埂埂，坑坑深深40 cm，坑坑内内土土壤壤疏疏松松，覆覆盖盖杂杂草草，以以减减少蒸腾。少蒸腾。二、节水灌溉技术二、节水灌溉技术（一）喷灌技术（一）喷灌技术 如右上图。如右上图。（二）微灌技术（二）微灌技术（三）膜上灌技术（三）膜上灌技术 如右下图，如右下图，点击可播放点击可播放。（四）地下灌技术（四）地下灌技术（五）植物调亏灌溉技术（五）植物调亏灌溉技术三、少耕、免耕技术三、少耕、免耕技术（一）少耕（一）少耕 少少耕耕的的方方法法主主要要有有以以深深松松代代翻翻耕耕，以以旋旋耕耕代翻耕、间隔带状耕种等。代翻耕、间隔带状耕种等。（二）免耕（二）免耕 国国外外免免耕耕法法一一般般由由三三个个环环节节组组成成：（1）利利用用前前作作残残茬茬或或播播种种牧牧草草作作为为覆覆盖盖物物；（2）采采用用联联合合作作业业的的免免耕耕播播种种机机开开沟沟、喷喷药药、施施肥肥、播播种种、覆覆土土、镇镇压压一一次次完完成成作作业业；（3）采采用用农农药防治病虫、杂草。药防治病虫、杂草。四、地面覆盖技术四、地面覆盖技术（一）沙田覆盖（一）沙田覆盖 沙沙田田覆覆盖盖是是由由细细沙沙甚甚至至砾砾石石覆覆盖盖于于土土壤壤表表面面，抑制蒸发，减少地表径流，从而增墒、保墒。抑制蒸发，减少地表径流，从而增墒、保墒。（二）秸秆覆盖（二）秸秆覆盖 利利用用麦麦秸秸、玉玉米米秸秸、稻稻草草、绿绿肥肥等等覆覆盖盖于于已已翻耕过或免耕的土壤表面。翻耕过或免耕的土壤表面。（三）地膜覆盖（三）地膜覆盖 用用塑塑料料薄薄膜膜覆覆于于土土表表，可可提提高高地地温温，防防止止蒸蒸发，湿润土壤，稳定耕层含水量，起到保墒作用。发，湿润土壤，稳定耕层含水量，起到保墒作用。（四）化学覆盖（四）化学覆盖 利利用用高高分分子子有有机机物物制制成成的的乳乳状状液液，喷喷洒洒到到土土壤壤表表面面，形形成成一一层层覆覆盖盖膜膜，抑抑制制土土壤壤蒸蒸发发，有有增增湿湿保墒作用。保墒作用。五、保墒技术五、保墒技术（一）适当深耕（一）适当深耕（二）中耕松土（二）中耕松土（三）表土镇压（三）表土镇压（四）创造团粒结构体（四）创造团粒结构体（五）植树种草（五）植树种草六、水土保持技术六、水土保持技术（一）水土保持耕作技术（一）水土保持耕作技术 （1）以以改改变变小小地地形形为为主主的的耕耕作作法法；（2）以以增加地面覆盖为主的耕作法。增加地面覆盖为主的耕作法。（二）工程措施（二）工程措施 （1）山山坡坡防防护护工工程程（梯梯田田、拦拦水水沟沟埂埂、水水平平沟沟等等）；（2）山山沟沟治治理理工工程程（沟沟头头防防护护工工程程、谷谷坊坊等等）；（3）山山洪洪排排导导工工程程（排排洪洪沟沟、导导流流等等）；（4）小型蓄水工程（小水库、蓄水塘坝等）。）小型蓄水工程（小水库、蓄水塘坝等）。（三）林草措施（三）林草措施 封山育林、荒坡造林（水平沟造封山育林、荒坡造林（水平沟造林、鱼鳞坑造林）、护沟造林、种草林、鱼鳞坑造林）、护沟造林、种草等。等。