园林植物水分与矿质营养生理课件.ppt
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1、关于园林植物水分与矿质营养生理现在学习的是第1页,共73页1.1.植物体内水分含量植物体内水分含量植物种类:植物种类:水生水生90%90%以上以上 陆生陆生40-90%40-90%旱生旱生(沙漠)植物(沙漠)植物6%6%。木本。木本 阳生。阳生。植物器官:植物器官:生长点、根尖、幼嫩茎等达生长点、根尖、幼嫩茎等达90%90%以以上上 功能叶功能叶70-90%70-90%树干树干40-50%40-50%休眠芽休眠芽40%40%风干种子风干种子8-14%8-14%。凡是生命活动越旺凡是生命活动越旺盛的部分,含水量也越高。盛的部分,含水量也越高。一、一、植物的含水量及水分存在状态植物的含水量及水分存
2、在状态第一部分第一部分 水的代谢水的代谢 水在植物体内的意义水在植物体内的意义现在学习的是第2页,共73页2.2.植物体内水分存在的状态植物体内水分存在的状态 1 1)自由水()自由水(free waterfree water):距离胶粒较远而可以):距离胶粒较远而可以自由流动的水分。自由流动的水分。2 2)束缚水()束缚水(bound waterbound water):靠近胶粒而被胶粒):靠近胶粒而被胶粒束缚不易流动的水分。束缚不易流动的水分。现在学习的是第3页,共73页3.3.植物体内水分状态与代谢的关系植物体内水分状态与代谢的关系1)1)束缚水一般不参与植物的代谢反应束缚水一般不参与植
3、物的代谢反应。植物某些细胞和器官主。植物某些细胞和器官主要含束缚水时,则代谢活动非常微弱,如越冬植物的休眠要含束缚水时,则代谢活动非常微弱,如越冬植物的休眠和干燥种子,仅以极弱的代谢维持生命活动,但抗性却明和干燥种子,仅以极弱的代谢维持生命活动,但抗性却明显增强,能度过不良的逆境条件;显增强,能度过不良的逆境条件;2)2)自由水主要参与植物体内的各种代谢反应自由水主要参与植物体内的各种代谢反应。其含量多少还影。其含量多少还影响代谢强度,含量越高,代谢越旺盛;响代谢强度,含量越高,代谢越旺盛;3)3)自由水束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和抗性的自由水束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和抗性的
4、生理指标之一生理指标之一。现在学习的是第4页,共73页二、二、植物体内水分的生理生态作用植物体内水分的生理生态作用 1 1)水是细胞质的主要成分(水是细胞质的主要成分(含水量一般达含水量一般达7070-90-90););2 2)水分是代谢过程的反应物质和产物(水分是代谢过程的反应物质和产物(光合、呼吸等光合、呼吸等););3 3)细胞分裂及生长都需要水分;细胞分裂及生长都需要水分;4 4)水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂;水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂;5 5)水分能使植物保持固有的姿态(水分能使植物保持固有的姿态(维持细胞紧张度维持细胞紧张度););6 6)调节植物体温
5、及其大气湿度、温度等(调节植物体温及其大气湿度、温度等(蒸腾失水蒸腾失水)。)。现在学习的是第5页,共73页第二节第二节 植物细胞对水分的吸收植物细胞对水分的吸收 植物细胞吸收水分的主要方式 渗透性吸水渗透性吸水Osmosis absorption:Osmosis absorption:借助渗透作用,即水借助渗透作用,即水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动进行吸分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动进行吸水(最主要方式)水(最主要方式)。代谢性吸水代谢性吸水metabolism absorptionmetabolism absorption:利用细胞呼吸释放利用细胞呼吸释放出的
6、能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。A)A)吸涨性吸水吸涨性吸水imbibition absorption:imbibition absorption:亲水性胶体物质吸水膨亲水性胶体物质吸水膨胀的现象。胀的现象。现在学习的是第6页,共73页第三节第三节 植物根系对水分的吸收植物根系对水分的吸收1 1 根系吸水的途径根系吸水的途径1 1)质外体途径:水分经胞壁和细胞间隙移动,不越膜,移动快)质外体途径:水分经胞壁和细胞间隙移动,不越膜,移动快2 2)共质体途径:水分依次从一个细胞经过胞间连丝进入另一细胞)共质体途径:水分依次从一个细胞经过胞间连丝进入另一细
7、胞3 3)跨膜途径:水分从一个细胞移动到另一个细胞,要经两次膜。)跨膜途径:水分从一个细胞移动到另一个细胞,要经两次膜。有研究表明,水分在细胞膜内的移动又有两种方式:一是单个水有研究表明,水分在细胞膜内的移动又有两种方式:一是单个水分子直接越膜,二是经过一种膜通道蛋白分子直接越膜,二是经过一种膜通道蛋白水孔蛋白进行水孔蛋白水孔蛋白进行水孔蛋白现在学习的是第7页,共73页现在学习的是第8页,共73页2、吸水部位、吸水部位 根系主要吸水区域根系主要吸水区域-根毛根毛区区 数量度多,吸收面积大数量度多,吸收面积大;细胞壁较薄,透水性好;细胞壁较薄,透水性好;输导组织发达。输导组织发达。栽植物时要带土
8、,尽量减栽植物时要带土,尽量减少根毛损伤,以利成活。少根毛损伤,以利成活。现在学习的是第9页,共73页(1 1)主动吸水:)主动吸水:根系本身生理活动而引起植物根系本身生理活动而引起植物吸收水分的现象。吸收水分的现象。伤流伤流Bleeding-汁液从伤口(残汁液从伤口(残茎)的切口溢出的现象茎)的切口溢出的现象-伤流液伤流液(bleeding sap)。3 3、主动吸水和被动吸水、主动吸水和被动吸水现在学习的是第10页,共73页吐水吐水 -土壤水分充足、大气温度和湿度较高的环境中或清晨,土壤水分充足、大气温度和湿度较高的环境中或清晨,未受伤叶尖或叶缘向外溢出液滴的现象。未受伤叶尖或叶缘向外溢出
9、液滴的现象。荷叶、草莓及禾荷叶、草莓及禾本科吐水较多。本科吐水较多。可利用吐水作为选择壮苗的一种生理指标。可利用吐水作为选择壮苗的一种生理指标。现在学习的是第11页,共73页 根根压压产产生生的的机机制制 Root pressure(根压根压):由于根系的生理活动使液流由于根系的生理活动使液流从根部沿木质部导管上升的压力。一般为从根部沿木质部导管上升的压力。一般为0.1-0.1-0.2MPa 0.2MPa。它大小和成分代表根生理活动和强弱它大小和成分代表根生理活动和强弱。现在学习的是第12页,共73页水分和溶质在根内的横向运输可能通过三条途径。水分和溶质在根内的横向运输可能通过三条途径。1 1
10、 通过质外体通过质外体 2 2 通过共质体通过共质体 3 3 通过细胞膜通过细胞膜现在学习的是第13页,共73页几个相关的概念质外体质外体:是一个开放性的连续自由空间,包括细胞:是一个开放性的连续自由空间,包括细胞壁、胞间隙及导管等。壁、胞间隙及导管等。共质体共质体:是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来:是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来形成的一个连续的整体。形成的一个连续的整体。胞间连丝胞间连丝:是贯穿胞壁的管状结构物内的连丝微:是贯穿胞壁的管状结构物内的连丝微管,其两端与内质网相连接。管,其两端与内质网相连接。现在学习的是第14页,共73页被动吸水被动吸水 是指由于地是指由于地上部的的蒸
11、上部的的蒸腾作用而引腾作用而引起根部吸水起根部吸水。(2)被动吸水)被动吸水现在学习的是第15页,共73页植物在蒸腾作用强烈时植物在蒸腾作用强烈时植株只有被动吸水,而植株只有被动吸水,而植株在春季叶片尚未展植株在春季叶片尚未展开以及当植物蒸腾受抑开以及当植物蒸腾受抑制时,主动吸水才占主制时,主动吸水才占主导地位。导地位。现在学习的是第16页,共73页根系吸水的动力根系吸水的动力 根压(根压(root pressureroot pressure)蒸腾拉力(蒸腾拉力(transpirational pulltranspirational pull):由于蒸腾作用产生的:由于蒸腾作用产生的一系列水势
12、梯度使导管中水分上升的力量。主要动力。一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。主要动力。现在学习的是第17页,共73页4 4 根系吸水的影响因素根系吸水的影响因素A)A)植物本身因素植物本身因素 1)1)根系发达程度根系发达程度 2)2)根系活力强弱根系活力强弱 3)3)根系细胞水势根系细胞水势B)B)大气因子,土壤条件,其中土壤因子直接影响根系吸水大气因子,土壤条件,其中土壤因子直接影响根系吸水能力能力 1)1)可用水分多少可用水分多少 2)2)通气状况通气状况 3)3)温度温度 4)4)土壤溶液浓度土壤溶液浓度 现在学习的是第18页,共73页 1)1)土壤有效水或土壤可利用水土壤有效水或土壤
13、可利用水 是指能被植物直接吸收利用,其含水量高于萎蔫是指能被植物直接吸收利用,其含水量高于萎蔫系数系数(wilting coefficient)(wilting coefficient)以上的水。以上的水。萎蔫系数萎蔫系数是指当植物发生永久萎蔫时,土壤中是指当植物发生永久萎蔫时,土壤中尚存的水分含量尚存的水分含量(以占土壤干重的百分率计以占土壤干重的百分率计)。萎蔫萎蔫(wilting)(wilting):植物体内水分不足时,叶片和:植物体内水分不足时,叶片和茎的幼嫩部分下垂,这种现象称为萎蔫茎的幼嫩部分下垂,这种现象称为萎蔫(wilting)(wilting)。大气因子,土壤条件,其中土壤因
14、子大气因子,土壤条件,其中土壤因子直接影响根系吸水能力直接影响根系吸水能力现在学习的是第19页,共73页 暂时萎蔫暂时萎蔫Temporary wilting -Temporary wilting -当蒸腾作用大于根系吸水当蒸腾作用大于根系吸水及转运水分的速度时,植物会产生萎蔫现象称暂时萎蔫。及转运水分的速度时,植物会产生萎蔫现象称暂时萎蔫。当蒸腾速率降低时,能消除萎蔫状态。如晚间、遮阴等。当蒸腾速率降低时,能消除萎蔫状态。如晚间、遮阴等。立即灌水可消除萎蔫状态。立即灌水可消除萎蔫状态。永久萎蔫永久萎蔫Permanent wilting-Permanent wilting-土壤中缺少有效水,根系
15、吸土壤中缺少有效水,根系吸不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫。不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫。降低蒸腾,不能消除萎蔫状态。降低蒸腾,不能消除萎蔫状态。现在学习的是第20页,共73页2)2)土壤通气状况土壤通气状况 CO2 CO2、N2N2处理根部,吸水量降低;供处理根部,吸水量降低;供O2 O2,吸水量,吸水量增加。增加。缺乏缺乏O2O2使根细胞呼吸减弱,影响主动吸水;细胞进使根细胞呼吸减弱,影响主动吸水;细胞进行无氧呼吸,产生和积累较多酒精等,使根系中毒,行无氧呼吸,产生和积累较多酒精等,使根系中毒,吸水更少。吸水更少。不同植物对土壤通气不良的忍受能力差异很大。不同植物对土壤通气不良的忍受能力差
16、异很大。原因有二:其一,结构;其二,生理原因。原因有二:其一,结构;其二,生理原因。现在学习的是第21页,共73页水和原生质粘度增加水和原生质粘度增加,水扩散速率下降,不易,水扩散速率下降,不易通过原生质;呼吸作用减通过原生质;呼吸作用减弱,影响主动吸水;根系弱,影响主动吸水;根系生长缓慢,有碍吸水表面生长缓慢,有碍吸水表面的增加。的增加。根易木栓化,导水根易木栓化,导水性下降。性下降。现在学习的是第22页,共73页4)4)土壤溶液浓度土壤溶液浓度根系细胞水势必须低于土壤溶液的水势,才能从土根系细胞水势必须低于土壤溶液的水势,才能从土壤中吸水壤中吸水(-0.1MPa(-0.1MPa)。化肥施用
17、过量或过于集中时,可使土壤溶液浓度突化肥施用过量或过于集中时,可使土壤溶液浓度突然升高,阻碍根系吸水,产生然升高,阻碍根系吸水,产生 烧苗烧苗 现象。现象。现在学习的是第23页,共73页植物吸收的水分植物吸收的水分用于代谢用于代谢散失散失1595%99%现在学习的是第24页,共73页第四节第四节 植物的蒸腾作用植物的蒸腾作用蒸腾作用的概念蒸腾作用的概念 蒸腾作用(蒸腾作用(transpirationtranspiration):水分以气态方式从):水分以气态方式从植物体的表面散失的过程。植物体的表面散失的过程。4.1 4.1 蒸腾作用的部位与方式蒸腾作用的部位与方式 枝、果枝、果皮孔蒸腾皮孔蒸
18、腾叶片叶片角质层蒸腾角质层蒸腾 气孔蒸腾气孔蒸腾(主要方式)(主要方式)现在学习的是第25页,共73页现在学习的是第26页,共73页气孔气孔-气体和水分交换的主要通道。气体和水分交换的主要通道。4.2 4.2 气孔蒸腾气孔蒸腾现在学习的是第27页,共73页禾谷类上下表皮的气孔数较为接近;禾谷类上下表皮的气孔数较为接近;双子叶植物气孔多半分布于叶片的下表皮。双子叶植物气孔多半分布于叶片的下表皮。上表皮型:浮水上表皮型:浮水植物植物-睡莲等睡莲等下表皮型:苹果下表皮型:苹果、桃、珊瑚树、桃、珊瑚树等等上下表皮型:上下表皮型:大多数植物大多数植物1 1,气孔大小、数目及分布,气孔大小、数目及分布现在
19、学习的是第28页,共73页小孔条件下面积、周长小孔条件下面积、周长与水分扩散的关系与水分扩散的关系水蒸汽通过多孔表面扩水蒸汽通过多孔表面扩散的速率不与小孔的散的速率不与小孔的面积成正比,而与小面积成正比,而与小孔的周长成正比。(孔的周长成正比。(气孔扩散的小孔定律气孔扩散的小孔定律)2 2,气孔扩散的小孔定律,气孔扩散的小孔定律现在学习的是第29页,共73页在边缘处,扩散分子相互碰撞机会少,因此扩散在边缘处,扩散分子相互碰撞机会少,因此扩散速率就比在扩散面的中间部分要快。速率就比在扩散面的中间部分要快。现在学习的是第30页,共73页意义意义(1)(1)蒸腾作用可以降低叶片的温度蒸腾作用可以降低
20、叶片的温度;(2)(2)蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力。个主要动力。(3)(3)促进植物对矿质和其它溶质在体内传导与促进植物对矿质和其它溶质在体内传导与分布。分布。4.3 蒸腾作用的意义及其测定指标蒸腾作用的意义及其测定指标现在学习的是第31页,共73页(1)Transpiration rate(1)Transpiration rate(蒸腾速率蒸腾速率)。植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量(g/m2(g/m2s)s)。昼。昼1.5-7.51.5-7.5,晚,晚0.30.3。(2)Transpiratio
21、n efficiency or transpiration(2)Transpiration efficiency or transpiration ratio(ratio(蒸腾效率又名蒸腾比率蒸腾效率又名蒸腾比率)。植物每消耗植物每消耗1kg1kg的水所形成的干物质的的水所形成的干物质的g g数。野生数。野生1-8g/kg1-8g/kg,作,作物物2-10g/kg2-10g/kg。(3)Transpiration coefficient or water require-(3)Transpiration coefficient or water require-ment(ment(蒸腾系数又名
22、需水量)蒸腾系数又名需水量)。植物制造植物制造1 g1 g干物质所需水分的克数。干物质所需水分的克数。野生植物野生植物125-1000 g 125-1000 g,作物为,作物为100-500 g 100-500 g。指标指标 现在学习的是第32页,共73页第五节第五节 植物体内水分的运输植物体内水分的运输土壤土壤根毛根毛根的皮层根的皮层根的中柱鞘根的中柱鞘根的导管和根的导管和管胞管胞茎的导管和管胞茎的导管和管胞叶柄的导管和管胞叶柄的导管和管胞叶脉的导管和管胞叶脉的导管和管胞叶肉叶肉细胞细胞叶细胞间隙叶细胞间隙气气孔下腔孔下腔气孔气孔大气中大气中5.1 水分运输的途径水分运输的途径现在学习的是第
23、33页,共73页1 1,植物类型,植物类型Plant typesPlant types:第六节第六节 合理灌溉的生理基础合理灌溉的生理基础6.1 植物的需水规律植物的需水规律现在学习的是第34页,共73页2 2,生长期,生长期Growth stagesGrowth stages现在学习的是第35页,共73页Critical period of water(Critical period of water(水分临界期水分临界期)指需水量不一定多,但植物对水分不足最敏感,指需水量不一定多,但植物对水分不足最敏感,最易受害的时期。最易受害的时期。花分母细胞减数分裂到四分体时期花分母细胞减数分裂到四分
24、体时期.禾谷类作物有两个水分临界期,即拔节期(相禾谷类作物有两个水分临界期,即拔节期(相当于花分母细胞减数分裂到四分体时期)和当于花分母细胞减数分裂到四分体时期)和灌浆期。灌浆期。现在学习的是第36页,共73页1 1,形态指标形态指标Morphological index Morphological index (1)(1)幼嫩的茎叶易发生凋萎。幼嫩的茎叶易发生凋萎。(2)(2)茎叶颜色转深。茎叶颜色转深。(3)(3)茎叶颜色有时变红。茎叶颜色有时变红。(4)(4)植株生长速度下降。植株生长速度下降。6.2 合理灌溉的指标合理灌溉的指标现在学习的是第37页,共73页2 2,生理指标,生理指标P
25、hysiological indexPhysiological index(1)(1)叶片相对含水量叶片相对含水量 指叶组织实际含水量占水分饱和时含水量的指叶组织实际含水量占水分饱和时含水量的百分率百分率现在学习的是第38页,共73页(2)(2)叶片水势和水势的日变化叶片水势和水势的日变化现在学习的是第39页,共73页3 3,灌溉方法,灌溉方法Irrigation methodsIrrigation methods (1)(1)地面灌溉法。地面灌溉法。(2)(2)喷灌法。喷灌法。(3)(3)滴灌法。滴灌法。现在学习的是第40页,共73页第一节第一节 植物的必需元素植物的必需元素1.1.矿质元素
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