植物栽培生理学第四章.pptx

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1、 水是生命起源的先决条件，“有收无收在于水”。没有水就没有生命，也就没有植物。植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程被称为植物的水分代谢。植物的水分代谢包括：水水分分的的吸吸收收水水分分的的运运输输水水分分的的利利用用水水分分的的散散失失第1页/共63页第一节第一节第一节第一节 作物体水分系统与特性作物体水分系统与特性作物体水分系统与特性作物体水分系统与特性一、作物体内水分的状态与分布植物对水分的需要可分为生理需水和生态需水两个方面。生理需水指直接由植物根系吸收、用于生命活动与保持植物体内水分平衡的水分，包括组成水和消耗水。生态需水是指用于调节植物生态条件所需的水分，这部分水分不参与植物体内

2、的代谢，但同样为植物所必需。它不仅能调节大气的温度与湿度，而且还能调节土壤温度、通气、供肥、维持微生物区系等。第2页/共63页1.水分状态束缚水：又叫结合水，是指比较牢固地被细胞中胶体颗粒吸附而不易流动的水分。细胞的结构物质如蛋白质、各种膜、细胞壁中纤维素微纤丝等的表面都有许多亲水基团，如-NH2、-COO-、-OH等，这些亲水基团以氢键与水结合，使蛋白质、膜、微纤丝的表面形成一层水膜，其中的水分子难以移动，成为束缚水。束缚水已失去了溶剂的作用，在0不结冰。第3页/共63页自由水：距离胶体颗粒较远而可以自由移动的水分。自由水主要存在于细胞壁、细胞间隙、液泡、导管和管胞内及作物体其他组织间隙之中

3、。水分的两种状态的划分是相对的，它们之间没有一个明显的界限。第4页/共63页2.自由水与束缚水的比率及代谢的关系 自由水参与各种代谢活动，它的数量制约着作物的代谢强度，如光合速率、呼吸速率、生长速度等。自由水占含水总量的比重越大，则代谢越旺盛。束缚水不参与代谢活动，但它与原生质等的性质有关。细胞中自由水和束缚水比例的大小往往影响代谢的强度。当作物处于不良环境(如干旱、寒冷等)时，一般束缚水的比重较大，代谢强度变弱，作物抵抗不良环境的能力增强。第5页/共63页3.水分运行与分布 从作物体内水分的运行情况来看，可将其分为2个明显的体系，即由细胞壁、细胞间隙及木质部组成的质外体体系，由原生质及液泡通

4、过胞间连丝联接而成的共质体体系。水分所存在的体系与水分的运行有关。一般来讲，质外体水比共质体水更易在作物体内移动。不同体系的水分含量占作物含水总量的比也不相同。组织与器官中的水分绝大部分存在于共质体或液泡中，质外体或胞壁中只占小部分，而且这种比例对于不同的作物也不同。第6页/共63页4.含水量变化与生长的关系 通常，分生组织、幼嫩组织及生命活动旺盛组织或器官含水量多，成熟的器官、老化的组织含水量少。其与生理状态、不同时间(季节、生育阶段等)有关。根尖、幼苗和绿叶可达6090，树干约为4050，休眠芽含40，风干种子为814。第7页/共63页二、作物细胞的水势1.作物水势的组成 化学势：每偏摩尔

5、物质所具有的自由能。水势：每偏摩尔体积水的化学势差，也就是每偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度压力下的化学势之间的差。w w-0 0w ww ww wV Vw w=V Vw w第8页/共63页典型的作物细胞水势是由3部分组成的，即：w=s+p+m w是细胞或组织的水势，s是渗透势，p是压力势，m是衬质势。第9页/共63页渗透势也称溶质势，这是由于溶质颗粒的存在而使水分子的自由能降低，从而使其水势降低了部分。溶液的渗透势通常是负值，其大小决定于溶质颗粒(分子或离子)的总数。压力势是指由于外界压力而影响体系水分移动的势值。细胞吸水膨胀对细胞壁产生压力，而细胞壁伸缩有限，这势必对细胞

6、水分也产生压力，使细胞水势增加，从而阻止水分的进入，所以压力势常为正值。在特殊情况下，压力势会等于零或负值。初始质壁分离时，压力势为零；剧烈蒸腾时，细胞的压力势会呈现负值。衬质势是指细胞的多种亲水胶体物质(如原生质的蛋白质、细胞壁的纤维素、贮藏的淀粉等)对水分子的吸附力，其使水的化学势降低，从而引起水势值降低，故常取负值。第10页/共63页细胞水势组分的归纳 组分性质数值范围溶质势溶质势s(渗透渗透势势)细胞中含有的溶质引细胞中含有的溶质引起细胞水势的起细胞水势的降低的降低的数值数值一般陆生植物叶片细胞的一般陆生植物叶片细胞的s为为-2-1MPa旱旱生植物叶片细胞的生植物叶片细胞的s可低到可低

7、到-10 MPa；干旱；干旱时，细胞液浓度高，溶质势较低时，细胞液浓度高，溶质势较低衬质势衬质势m细胞中的亲水物质对细胞中的亲水物质对自由水的束缚而引起自由水的束缚而引起细胞水势的细胞水势的降低值降低值成熟细胞水势可用液泡的水势来代替，由于成熟细胞水势可用液泡的水势来代替，由于液胞含水量很高，液胞含水量很高，m趋于趋于0，可忽略不计，可忽略不计，有液泡的细胞有液泡的细胞w=s+p；无液泡的无液泡的分生组织和干燥种子，分生组织和干燥种子，m是细胞是细胞水势的主要组分，水势的主要组分，w=m压力势压力势p细胞壁在受到膨压作细胞壁在受到膨压作用时会产生与膨压大用时会产生与膨压大小相等、方向相反的小相

8、等、方向相反的壁压，即压力势，壁压，即压力势，p一般为正值一般为正值.草本植物叶肉细胞的草本植物叶肉细胞的p，在温暖天气的午，在温暖天气的午后为后为0.30.5MPa，晚上则达，晚上则达1.5 MPa 特殊情况下特殊情况下p也可为负值或零，也可为负值或零，初始质壁初始质壁分离时，细胞的分离时，细胞的p为零为零；剧烈蒸腾时，细剧烈蒸腾时，细胞壁出现负压，即细胞的胞壁出现负压，即细胞的p呈负值呈负值第11页/共63页2.特殊情况下水势的组成 液泡化的成熟细胞，其衬质完全为水所饱和，衬质势很高并趋近零，可以忽略不计。故这类细胞的水势可表示为：w=s+p 在无液泡的细胞内，如根、茎尖端的分生细胞，由于

9、原生质较丰富，并不断合成新的结构物质，其衬质势较低。尤其是含水量很少的风干种子，原生质为凝胶状态，其衬质势更低，有很强的吸水能力。故这类细胞的水势可略等于衬质势，即：w=m第12页/共63页细胞水势不是固定不变的，p及s随含水量增加而增高，吸水能力则相应减弱。细胞吸水达紧张状态时，w=0，即使细胞在纯水中也不能吸水。细胞失水时，随着含水量减少，其水势亦降低，吸水能力又相应增强。所以植物细胞颇似一自动调节的渗透系统。水势单位用帕（Pa），现在统一用兆帕（MPa，1MPa=106Pa）来表示。过去曾用大气压（atm）或巴（bar）作为水势单位，它们之间的换算关系是：1bar=0.1MPa=0.98

10、7atm 1标准atm=1.013105Pa=1.013bar第13页/共63页 成熟的植物细胞具有一个大液泡，其细胞壁主要是由纤维素分子组成的微纤丝构成，水和溶质都可以通过；而质膜和液泡膜则为选择性膜，水易于透过，对其它溶质分子或离子具有选择性。这样，在一个成熟的细胞中，原生质层（包括原生质膜、原生质和液泡膜）就相当于一个半透膜。如果把此细胞置于水或溶液中，则含有多种溶质液泡液、原生质层以及细胞外溶液三者就构成了一个渗透系统。第14页/共63页一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置细胞壁细胞壁原原生生质质层层（全透性）（全透性）原生质层具有选择透过性

11、，近似于半透膜原生质层具有选择透过性，近似于半透膜细胞膜细胞膜液泡膜液泡膜细胞质细胞质细胞液细胞液细胞核细胞核第15页/共63页如果把具有液泡的细胞置于比较浓的蔗糖溶液中，细胞内的水向外扩散，整个原生质体收缩，最后原生质体与细胞壁完全分离。植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象，称为质壁分离。如果把发生了质壁分离的细胞浸在水势较高溶液或蒸馏水中，外界的水分子便进入细胞，液泡变大，整个原生质体慢慢地恢复原状，这种现象叫质壁分离复原或去质壁分离。第16页/共63页 这这个个现现象象证证明明，原原生生质质层层确确实实具具有有半半透透膜膜的的性性质，质，植物细胞可以看做是一个近似的渗透系统

12、植物细胞可以看做是一个近似的渗透系统。水分子可通过存在于质膜上的水通道进入细胞。水分子可通过存在于质膜上的水通道进入细胞。质膜的水通道蛋白质膜的水通道蛋白第17页/共63页水通道是由质膜上的一些特殊蛋白所构成的、调节水分以集流的方式快速进入细胞的微细孔道，这些蛋白质称为水通道蛋白或水孔蛋白。水孔蛋白不允许质子和离子通过，而只允许水分子通过。其选择性的机制是通道的半径在0.150.20 nm之间，而水分子的半径（0.15 nm）正好在这一范围，所以水通道对水运动的阻力很小，细胞水分交换作用较快。通过改变水孔蛋白的活性和调节水孔蛋白在膜上的丰度可以控制水分的透膜能力。第18页/共63页3.植物体内

13、的水分运动AB s s=-1.4MPa=-1.4MPa p p=+0.8MPa=+0.8MPa w w=-0.6MPa=-0.6MPa s s=-1.2MPa=-1.2MPa p p=+0.4MPa=+0.4MPa w w=-0.8MPa=-0.8MPa水分移动方向水分移动方向 在植物体内相邻两个细胞的水分移动，取决于它们的水势之差。水势高的细胞水势低的细胞水分总是从水势高的部位向水势低的部位流动。水分总是从水势高的部位向水势低的部位流动。第19页/共63页三、水分在作物体中的传导过程 植物体内水分运输的途径是：土壤 根毛 皮层 中柱 根的导管或管胞茎的导管或管胞叶的导管或管胞叶肉细胞叶细胞间

14、隙气孔下腔气孔大气。水分传导的基本过程 导管或管胞的输导系统：是死细胞，阻力小，运输快。活细胞间的传导：阻力大，速度慢。第20页/共63页第二节第二节第二节第二节 作物对水分的吸收与散失作物对水分的吸收与散失作物对水分的吸收与散失作物对水分的吸收与散失一、作物对水分的吸收根系是作物吸水的最主要的器官。作物根系是很庞大的，但并不是根的各部分都能吸水，且各部分的吸水能力也不相同。根部表皮细胞木质化或木栓化部分的吸水能力很弱。根系吸水的部位主要在根的先端(约10cm内)，包括根冠、根毛区、伸长区及分生区4部分，其中以根毛区的吸水能力最强。第21页/共63页质外体途径质外体途径共质体和跨膜运共质体和跨

15、膜运输途径输途径表皮表皮皮层皮层中柱鞘中柱鞘木质部木质部韧皮部韧皮部内皮层内皮层凯氏带凯氏带根系吸水的途径根系吸水的途径可分为两条途径：一是共质体途径，二是质外体途径第22页/共63页根内部组织分为质外体和共质体，质外体包括细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等。共质体包括所有生活细胞的原生质体，依靠胞间连丝连接成一个整体。共质体途径也称细胞-细胞途径，是指水分依次通过细胞原生质由皮层进入中柱导管的过程，移动速度一般较慢。质外体途径即指水分通过根系质外体由皮层进入中柱导管的过程，移动速度快。第23页/共63页 主动吸水：也称代谢性吸水，是由根系的生理活动引起的吸水过程。因此，主动吸水也叫根压吸水。所

16、谓根压是指由于植物根系的生理活动引起根系吸水，并沿导管上升的力量。一般植物的根压在0.10.2MPa之间，有些木本植物可达0.60.7MPa。伤流和吐水两种现象可以表明根压的存在。1.主动吸水第24页/共63页伤流与吐水现象伤流与吐水现象第25页/共63页1 1）伤流 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称为称为伤流伤流，流出的液体叫，流出的液体叫伤流液伤流液。2 2）吐水 生长在土壤水分充足、潮湿环境中的植株，叶片生长在土壤水分充足、潮湿环境中的植株，叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象称为尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象称为吐水吐水。这是

17、植物在体内含水量较多，而且湿度较大，这是植物在体内含水量较多，而且湿度较大，气孔蒸腾效率较低的情况下，由于根压的存在使气孔蒸腾效率较低的情况下，由于根压的存在使植物以液体的形式向体外散失水分的一种特殊方植物以液体的形式向体外散失水分的一种特殊方式，它是通过式，它是通过叶尖端和边缘的水孔叶尖端和边缘的水孔来完成的。来完成的。第26页/共63页植物的伤流和吐水现象示意图 左图：左图：A 伤流液从茎部切口处流出；伤流液从茎部切口处流出；B 用压力计测定根压。用压力计测定根压。右图：植物叶尖水孔示意图，水孔口下腔为一团具有较大右图：植物叶尖水孔示意图，水孔口下腔为一团具有较大细胞间隙的薄壁细胞所构成的

18、通水组织，与木质部末端相细胞间隙的薄壁细胞所构成的通水组织，与木质部末端相连。水分可以通过通水组织迅速移动。连。水分可以通过通水组织迅速移动。第27页/共63页关于根压产生的原因：由于根系的代谢活动，根主动吸收土壤的离子通过由于根系的代谢活动，根主动吸收土壤的离子通过内皮层进入中柱，内皮层外部的离子浓度降低，水内皮层进入中柱，内皮层外部的离子浓度降低，水势增高；内皮层内部的离子浓度增高，水势降低。势增高；内皮层内部的离子浓度增高，水势降低。这样在内皮层内外形成了水势梯度，水通过渗透作这样在内皮层内外形成了水势梯度，水通过渗透作用进入中柱，并沿着导管上升，形成向上压水的力用进入中柱，并沿着导管上

19、升，形成向上压水的力量，这就是根压。量，这就是根压。由于内皮层细胞的径向壁和横向壁有凯氏带，水和由于内皮层细胞的径向壁和横向壁有凯氏带，水和溶质必须通过内皮层活细胞的原生质体才能进入根溶质必须通过内皮层活细胞的原生质体才能进入根的中柱，所以可的中柱，所以可把内皮层看作为半透膜把内皮层看作为半透膜，把根看作，把根看作为渗透系统。为渗透系统。第28页/共63页植物根系渗透性吸水的机制第29页/共63页2.被动吸水 由于叶片的蒸腾作用而产生的向上拉水的力量称为蒸腾拉力，根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程称为被动吸水。当叶子进行蒸腾时，靠近气孔下腔的叶肉细胞水当叶子进行蒸腾时，靠近气孔下腔的叶肉细胞水分减

20、少，水势降低，就会向相邻的细胞吸水，导致分减少，水势降低，就会向相邻的细胞吸水，导致相邻细胞水势下降，依次传递下去直到导管，把导相邻细胞水势下降，依次传递下去直到导管，把导管中的水柱拖着上升，结果引起根部的水分不足，管中的水柱拖着上升，结果引起根部的水分不足，水势降低，根部的细胞就从环境中吸收水分。这种水势降低，根部的细胞就从环境中吸收水分。这种由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升的力量称为升的力量称为蒸腾拉力蒸腾拉力。第30页/共63页3.影响根系吸水的因素 土壤水分土壤水分 土壤温度土壤温度 土壤的通气状况土壤的通气状况 土壤溶液浓度土

21、壤溶液浓度第31页/共63页1 1）土壤水分 土壤水分可分为可用水和不可用水。土壤水分不足时，土壤水势与植物根系中柱细胞的水势差减少，引起地上部细胞膨压降低，植物就会出现萎蔫。萎蔫分永久性萎蔫和暂时性萎蔫两种情况。暂时性萎蔫是指植物仅在白天蒸腾强烈时叶片出现萎蔫现象，但当夜间或蒸腾降低后即可恢复。永久性萎蔫是指植物经过夜间或降低蒸腾之后，萎蔫仍不能恢复的现象。植物发生永久萎蔫时，土壤中的水分是植物不可利用的水分。第32页/共63页2）土壤温度 在适宜温度范围内，吸水速度随着温度的升高而加快，但温度过高或过低均不利于根系吸水。低温影响吸水的原因：抑制酶的活性，呼吸减弱，主动吸水受影响；抑制酶的活

22、性，呼吸减弱，主动吸水受影响；水和原生质粘滞性增加，吸水减缓。水和原生质粘滞性增加，吸水减缓。高温影响吸水的原因：酶钝化、根老化酶钝化、根老化第33页/共63页 充足的氧：一方面能够促进根系发达，扩大吸水表面；另一方面能够促进根的正常呼吸，提高主动吸水能力。缺氧：短期呼吸弱，妨碍吸水；长期产生和积累酒精，根系中毒受伤，不利于根系的生长。4 4）土壤溶液浓度 土壤溶液浓度直接影响到土壤的水势，如果土壤溶液浓度过高，使其水势低于根细胞的水势，则植物便不能从土壤中吸水。严重时，还可以产生植物水分外渗而枯死，出现“烧苗”现象。3 3）土壤的通气状况第34页/共63页二、作物体内水分的散失 散失方式:液

23、体状态散失：吐水气体状态散失：蒸腾作用（主要方式）第35页/共63页蒸腾作用：水分从植物地上部分以水蒸气状态散失的过程称为蒸腾作用。蒸腾作用是植物水分吸收和运输的主要动力蒸腾作用是植物水分吸收和运输的主要动力蒸腾作用是植物矿质营养吸收和运输的主要蒸腾作用是植物矿质营养吸收和运输的主要动力动力 蒸腾作用能够维持植物的适当体温蒸腾作用能够维持植物的适当体温 蒸腾作用有利于光合作用蒸腾作用有利于光合作用蒸腾作用的生理意义：第36页/共63页蒸腾作用的部位及度量幼小的植株，地上部各部位都可散失水分；成年植株则受到限制，通常通过皮孔、角质层和气孔三种途径。皮孔蒸腾：木本植物皮孔和木栓化组织的裂缝，占蒸腾

24、总量的0.1。角质层蒸腾：叶片，可占蒸腾总量的510左右。气孔蒸腾：叶片，可占蒸腾总量的8090。第37页/共63页蒸腾速率（蒸腾强度或蒸腾率）：植物在一定时间内，单位叶面积蒸腾的水量，通常用g/m2.h表示。蒸腾效率（蒸腾比率）：植物每消耗1 kg水所形成的干物质的克数，通常用g/kg来表示。蒸腾系数(需水量)：植物制造1g干物质所需水分（g），恰是蒸腾效率的倒数。度量指标：第38页/共63页气孔蒸腾作用气孔的分布、大小和数目气孔一般长约738m，宽约112m，每个面积约10300m。而进出气孔的CO2和H2O分子的直径分别只有0.46 nm和0.54 nm，因而气体交换畅通。气孔在叶面上所

25、占的面积，一般不到叶面积的1%，气孔完全张开也只占12，但气孔的蒸腾量却相当于所在叶面积蒸发量的1050，甚至达到100%。也就是说，经过气孔的蒸腾速率要比同面积的自由水面快几十倍，甚至100倍。第39页/共63页气孔蒸腾的途径 气孔蒸腾过程分为两步。第一步是叶肉细胞中的水分通过气孔下腔周围的细胞壁表面向气孔下腔蒸发；第二步是气孔下腔水蒸气通过气孔扩散到大气。第40页/共63页气孔扩散的小孔扩散律在任何蒸发面上，气体分子除经过表面向外扩散在任何蒸发面上，气体分子除经过表面向外扩散外，还沿边缘向外扩散。在边缘处，扩散分子相外，还沿边缘向外扩散。在边缘处，扩散分子相互碰撞的机会少，因此扩散速率就比

26、在中间部分互碰撞的机会少，因此扩散速率就比在中间部分的要快些。扩散表面的面积较大时，周长与面积的要快些。扩散表面的面积较大时，周长与面积的比值小，扩散主要在表面上进行，经过大孔的的比值小，扩散主要在表面上进行，经过大孔的扩散速率与孔的面积成正比。然而当扩散表面减扩散速率与孔的面积成正比。然而当扩散表面减小时，周长与面积的比值即增大，经边缘的扩散小时，周长与面积的比值即增大，经边缘的扩散量就占较大的比例，且孔越小，所占的比例越大，量就占较大的比例，且孔越小，所占的比例越大，扩散的速度就越快。扩散的速度就越快。通过小孔的扩散速率不与小孔面积成正比，而与其边缘长度成正比，这一现象就叫做小孔扩散律。第

27、41页/共63页不同植物具有不同的气孔结构。气孔是植物叶片表皮组织的小孔，一般由成对的保卫细胞组成。保卫细胞四周环绕着表皮细胞，毗连的表皮细胞如在形态上和其它表皮细胞相同，就称之为邻近细胞，如有明显区别，则称为副卫细胞。保卫细胞与邻近细胞或副卫细胞构成气孔复合体。保卫细胞在形态上和生理上与表皮细胞有显著的差别。气孔的结构与特点第42页/共63页气气孔孔形形态态图图细胞质和液泡细胞质和液泡孔道孔道加厚的保卫加厚的保卫细胞壁细胞壁气孔孔道气孔孔道保卫细胞保卫细胞第43页/共63页肾形气孔（肾形气孔（A A）和哑铃形气孔（）和哑铃形气孔（B B）形态简图）形态简图（A）表皮细胞表皮细胞（B）表皮细胞

28、表皮细胞保卫细胞保卫细胞纤维素纤维的基本排列纤维素纤维的基本排列孔道孔道纤维素纤维的基本排列纤维素纤维的基本排列孔道孔道保卫细胞保卫细胞副卫细胞副卫细胞气孔复合体气孔复合体第44页/共63页气孔运动原因：由保卫细胞吸水膨胀或失水收缩引起的。目前关于气孔运动机理的解释有三种学说：目前关于气孔运动机理的解释有三种学说：淀粉淀粉-糖转化学说糖转化学说 无机离子吸收学说无机离子吸收学说 苹果酸生成学说苹果酸生成学说第45页/共63页 保卫细胞进行光合作用时，保卫细胞进行光合作用时，CO2浓度下降，浓度下降，pH5pH7，使淀粉磷酸化酶活性提高。，使淀粉磷酸化酶活性提高。淀粉淀粉+H3PO4 1-磷酸葡

29、萄糖磷酸葡萄糖 葡萄糖浓度升高，水势下降，气孔张开。葡萄糖浓度升高，水势下降，气孔张开。pH7pH5淀粉-糖转化学说：无机离子吸收学说:保卫细胞的质膜上存在着保卫细胞的质膜上存在着 H+-ATP酶，它可酶，它可被光激活而水解被光激活而水解ATP，产生的能量将，产生的能量将H+和周围和周围细胞的细胞的K+进行交换，进行交换，K+进入保卫细胞，气孔张进入保卫细胞，气孔张开开。第46页/共63页 保卫细胞进行光合作用时，保卫细胞进行光合作用时，CO2浓度下降，浓度下降，pH升升高，从而活化了高，从而活化了PEP羧化酶。羧化酶。PEP+HCO3-草酰乙酸草酰乙酸+磷酸磷酸 草酰乙酸草酰乙酸 苹果酸苹果

30、酸 苹果酸解离的苹果酸解离的H+和周围细胞的和周围细胞的K+进行交换，进行交换，K+进入保卫细胞，气孔张开。进入保卫细胞，气孔张开。PEP羧化酶羧化酶苹果酸还原酶苹果酸还原酶NADH NAD+苹果酸生成学说:糖、苹果酸和K+、Cl-等进入液泡，使保卫细胞水势下降，吸水膨胀，气孔就开放。第47页/共63页气孔运动机理图解气孔运动机理图解第48页/共63页影响蒸腾作用的气孔因素 蒸腾速率主要由气孔下腔内水蒸汽向外扩散的力量和扩散途径中的阻力来决定，扩散途径的阻力和细胞的紧张状态有关。凡是能改变水蒸气分子的扩散力或扩散阻力的因素，都可对蒸腾作用产生影响。叶内水蒸气向外扩散的阻力大，蒸腾强度小；反之，

31、蒸腾强度大。这与气孔状况、细胞含水量、质膜透性和叶肉细胞间隙有关。扩散途径中的阻力大，蒸腾强度小。第49页/共63页影响蒸腾作用的环境因素：光照光照 温度温度 CO2浓度浓度 水分水分 风速风速气孔开闭与作物环境因素的关系第50页/共63页降低蒸腾作用的方法：减少蒸腾面积；减少蒸腾面积；改善作物生态环境；改善作物生态环境；适当应用抗蒸腾剂。适当应用抗蒸腾剂。薄膜性物质、反射剂、气孔开度抑制剂薄膜性物质、反射剂、气孔开度抑制剂高岭土羟基磺酸、敌草隆、脱落酸硅酮第51页/共63页第三节第三节第三节第三节 合理灌溉和排水的生理基础合理灌溉和排水的生理基础合理灌溉和排水的生理基础合理灌溉和排水的生理基

32、础一、作物的需水规律作物的水分临界期和耗水量水分临界期（水分关键期）：作物对水分特别敏感的时期。这个时期缺水，作物受到的伤害最大，或作物的产量损失最严重。第52页/共63页部分作物水分临界期 第53页/共63页作物耗水量不同于作物蒸腾作用所需水量。作物耗水量是作物叶片蒸腾作用量与农田植株间水分蒸发量之和，也称之为农田总蒸发或蒸散（即蒸腾蒸发作用之总量，又名腾发量）。水分利用率（WUE）：单位蒸腾和蒸发水总量所收获的作物生物量（干重）。不同作物及作物生长在不同环境下，水分利用率是不相同的。第54页/共63页1）不同作物和品种的耗水量不同；C3植物大于C4植物2）不同作物在不同季节的耗水量不同；3

33、）作物不同生育期的耗水量不同；4）作物耗水量随叶面积而变化；5）作物耗水量随不同环境而变化。第55页/共63页二、适时适量灌溉的依据 适时适量灌溉可满足作物的生理需水。灌溉可使植株生长加快，特别是叶面积加大，增加光合面积；根系活动增强，叶片水分充足；光合速率增强，同时还能改善光合作用的“午休”现象；茎叶输导组织发达，提高水分和同化物的运输效率，改善光合产物的分配利用，提高产量。由此可见，灌溉可改善各种生理过程，特别是改善光合作用，所以，增产效果十分显著。第56页/共63页灌溉除直接满足作物正常生命活动需要外，还能改变栽培环境，即提供生态需水，间接对作物产生影响。例如，早稻秧田在寒潮来临前深灌，

34、起保温防寒作用；晚稻在寒露风来临前灌深水，有防风保温作用；盐碱地灌溉，还有助于洗盐和压制盐分上升；旱田施肥后灌水，起溶肥作用。第57页/共63页1.据土壤含水量判断土壤最大持水量：土壤达到完全饱和时的含水量。田间持水量：当重力水渗下后，主要靠土壤毛细管所持有的水，这时土壤含水量叫田间持水量。田间持水量是在排水良好状况下的土壤所能保持水分的最大量，是土壤有效水的上限。各种作物最适的土壤水分 第58页/共63页2.据作物生长状况判断判断形态指标：叶片萎蔫、茎叶颜色变化、生长减缓生理指标：叶片水势、细胞汁液浓度、溶质势、气孔开度 及时、灵敏第59页/共63页三、灌溉定额及灌溉方法 灌溉定额：每单位田

35、土面积需补充的水量，叫灌溉定额，即田土需水量减去作物生长期间的有效降雨量。依据作物耗水量(蒸腾与蒸发总量)、土壤条件、生态条件、田间耗水量(还包括渗漏、流失)、种类特性等定。第60页/共63页灌溉方法：漫灌、喷灌、滴灌第61页/共63页1.自由水与束缚水的比值高低对作物代谢有什么影响?2.试述植物水分传导过程的主要特点。3.伤流和吐水现象与作物生长有什么关系?4.土壤通气不良对作物根系生长有何影响?5.温度过高或过低时，植物根系吸水能力减弱的原因是什么?6.从水势的概念试分析“烧苗”的原因。7.在生产实践中，可用什么方法适当降低蒸腾作用?8.适时适量灌水对作物生理生态有什么影响?9.如何依据作物的形态和生理指标作灌水的依据?第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页