第四章植物生产与科学用水课件.ppt
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1、植物生产与环境植物生产与环境授课教师:杨川剑阁县武连七一中学剑阁县武连七一中学植物生产与科学用水植物生产与科学用水本章概述本章概述内容简介内容简介一、植物生长发育与水一、植物生长发育与水 植物对水分的吸收、植物的蒸腾作用、植物的需水规律。二、植物生产与水环境二、植物生产与水环境 降水、空气湿度、土壤水分。三、提高水分利用率的途径三、提高水分利用率的途径 集水蓄水技术、少耕免耕技术、地面覆盖技术、保墒技术、水土保持技术植物生产与科学用水植物生产与科学用水本章概述本章概述学习目标学习目标1熟练掌握:土壤水分含量的表示方法;提高水分利用率的途径。2掌握:降水、空气湿度、土壤水分类型的有关知识,植物需
2、水规律。3了解:植物对水分吸收原理与影响因素;植物蒸腾作用。4学会:降水量与空气湿度的观测方法。植物生产与科学用水植物生产与科学用水本章概述本章概述重点难点重点难点1植物细胞吸水和根系吸水原理。2植物蒸腾作用的方式与调节。3降水、空气湿度、土壤含水量的表示方法。4提高水分利用率的途径。植物生长发育与水植物生长发育与水水对植物的生理作用水对植物的生理作用水是植物的重要组成成分,水利是农业的命脉,水对植物的生命具有决定性作用。1.水是细胞原生质的重要成分原生质含水量在70%80%以上才能保持代谢活动正常进行。2.水是代谢过程的重要物质水是光合作用的主要原料。在呼吸作用以及许多有机物质的合成和分解过
3、程中都必须有水分参与。3.水是各种生理生化反应和运输物质的介质植物体内的各种生理生化过程,如矿质元素的吸收、运输,气体交换,光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需要以水作为介质。4.水分使植物保持固有的姿态5.水分具有重要的生态作用由于水所具有的特殊理化性质,因此,水在植物生态环境中起着特别重要的作用。植物生长发育与水植物生长发育与水植物细胞吸水植物细胞吸水一切生命活动都是在细胞内进行的,吸水也不例外。植物细胞吸水有三种方式:1.渗透吸水含有液泡的细胞吸水,如根系吸水、气孔开闭时保卫细胞的吸水为渗透吸水,主要是由于溶质势的下降而引起的细胞吸水过程。当液泡的水势高于外液的水势,易引起
4、细胞质分离。2.吸胀吸水主要是由于细胞壁和原生质有很多亲水物质,如纤维素、蛋白质等,它们的分子结构中有亲水基,因而能够吸附水分子,从而使细胞吸水。3.降压吸水主要是指因压力势降低而引发的细胞吸水。植物生长发育与水植物生长发育与水植物对水的吸收和运输植物对水的吸收和运输植物吸收水分的主要器官是根,而根系吸水的主要区域是根毛区。植物根系吸收土壤水分后,便进行运输,其运输途径为:土壤中的水根毛根的皮层根的内皮层根的中柱鞘根的导管或管胞茎的导管叶的导管叶柄导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙气孔下腔气孔大气。植物生长发育与水植物生长发育与水植物根系吸水的动力植物根系吸水的动力根系吸水的动力主要有根压和蒸腾拉
5、力两种。根压可使根部吸进的水分沿导管输送到地上部分,同时土壤中的水分又不断地补充到根部,从而形成了根系的主动吸水。伤流和吐水是证明根压存在的两种生理现象。蒸腾拉力是比根压更强的一种吸水动力,可达到根压的十几倍压力,是植物吸水的主要动力。植物生长发育与水植物生长发育与水植物根系吸水的途径植物根系吸水的途径 根物根部吸水主要通过根毛、皮层、内皮层、再径中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内的径向运转有两种途径:质外体途径和共质途径。植物生长发育与水植物生长发育与水影响根系吸水的主要因素影响根系吸水的主要因素植物根系吸水一方面取决于根系的生长情况,另一方面又受土壤状况的影响,并且土壤状况对根系吸水的影响很
6、大。植物生长发育与水植物生长发育与水植物的蒸腾作用植物的蒸腾作用1.蒸腾作用的生理意义蒸腾作用既会引起水分亏缺,破坏植物水分平衡,甚至引起危害,但同时它又对植物的生命活动具有一定意义。一是蒸腾作用能产生蒸腾拉力;二是保进矿物质营养的运输和合理分配;三是降低植物体的温度;四是有利于CO2的同化。2.蒸腾作用的方式叶片的蒸腾作用方式有两种:一是角质蒸腾。二是气孔蒸腾。植物以气孔蒸腾为主。气孔开闭影响植物的蒸腾、光合、呼吸等生理过程,可以通过气孔的自行开闭调节植物蒸腾作用的强弱。3.蒸腾作用的指标蒸腾作用的强弱常用蒸腾速率、蒸腾效率和蒸腾系数来表示。大多数植物白天的蒸腾速率为15250gm-2h-1
7、,夜晚为120gm-2h-1;蒸腾效率为18gkg-1;蒸腾系数在1251000之间,蒸腾系数越小,则表示该植物利用水分的效率越高。4.蒸腾作用的调节植物生产上,采取有效措施适当减少蒸腾消耗:一是减少蒸腾面积。二是降低蒸腾速率。三是使用抗蒸腾剂,如苯汞乙酸、桂酮、乳胶、聚乙烯蜡、高岭土等,减少蒸腾量。5.影响蒸腾作用的因素主要有光照、空气湿度、风速、温度、土壤条件等。植物生长发育与水植物生长发育与水植物的需水规律植物的需水规律在植物生活的全过程中,需要大量的水分,不同植物或同一植物不同品种、同一植物不同生长时期,需水量也存在很大差异。植物生活全过程中,往往有两个关键需水时期:一是植物需水临界期
8、,二是植物最大需水期。作物是否需要灌溉可依据气候特点、土壤墒情、作物形态、生理指标等加以判断。1.土壤指标适宜植物正常生长发育的根系活动层(090cm),其土壤含水量为田间持水量的60%80%,如果低于此含水量,应及时进行灌溉。2.形态指标植物叶、茎颜色呈绿色或有时变红等情况下,要及时进行灌溉。3.生理指标常用植物叶片的细胞液浓度、渗透势、水势和气孔开度等作为灌溉的生理指标。1.降水形成的原因一是对流降水,一般为雷阵雨,雨区范围小,降水时间短,强度大。二是地形降水,地形降水一般出现在山地的迎风坡上。三是锋面降水,当暖湿空气沿锋面上升,因绝热冷却,水汽凝结而形成的降水。四是台风降水,在台风影响下
9、,因空气绝热上升,水汽凝结后而产生的降水。2.降水类型按降水性质降水可分为连续性降水、间隙性降水、阵性降水和毛毛状降水。按降水物态形式可分为雨、雪、霰、雹。按降水强度可分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、小雪、中雪、大雪等。植物生长与水环境植物生长与水环境降水降水种类 等级小中大暴大暴特大暴雨12h24h0.15.00.110.05.115.0 10.125.015.130.025.150.030.160.050.110060.1100.1200200.0雪12h24h0.10.92.40.12.92.55.03.0 5.0 3.降水的表示方法一是降水量,如降水日总量、旬总量、月总量
10、和年总量。二是降水强度(见表)。三是降水变率。四是降水保证率。降水等级表mm植物生长与水环境植物生长与水环境空气湿度空气湿度空气湿度常用水气压、绝对湿度、相对湿度、饱和差和露点温度来表示。近地面空气湿度有一定的日变化和年变化规律,成尤以水气压和相对湿度最为明显。1.水气压的时间变化水气压的日变化有两种基本形式:单峰型的日变化与气温日变化相似,一日中水汽压最大值出现1415时,最低值出现日出之前。双峰型有两个极小值和两个极大值,极小值出现在日出之前和1516时;极大值出现在89时和2021时。水汽压的年变化与气温年变化相似,在陆地上,最大值出现在7月,最小值出现在1月;在海洋上,最大值出现在8月
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