第一节 水分对植物的重要性

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1 水分

1 水分
溶液的水势就成负值。
溶液越浓,水势 越低 。
水分移动需要能量。
水势高
水分
水势低
表1-1 几种常见化合物 水溶液的水势范围
溶液 水势/MPa
纯水
Hoagland营养液 海水 1mol/L 蔗糖 1mol/L KCl
0
-0.05 -2.69 -2.50 -4.50
第二节 植物细胞对水分的吸收 三. 细胞的渗透性吸水
一. 植物的含水量 二. 植物体内水分存在的状态 三. 水分在植物生命活动中的作用
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
一、 植物的含水量
不同植物含水量不同
水生植物——鲜重的90%以上
干旱中生长的地衣、藓类——仅占6%左右
草本植物——70%~85%
木本植物——稍低于草本植物
一种植物,不同环境下有差异 荫蔽、潮湿 > 向阳、干燥环境
细胞中含有大量溶质,其溶质势为各溶质势 的总和。
三. 细胞的渗透性吸水
(2)压力势
由于压力的存在而使体系水势改变的数值,用ψ p表示
原生质吸水膨胀,对细胞壁产生压力,而细胞壁 对原生质会产生一个反作用力,这就是细胞的压 力势。
ψw = ψ π + ψp + ψg
一般情况下,压力势为正值; 质壁分离时,压力势为零;
第一章
植物水分生理
没有水就没有生命 水是生命起源的先决条件 有收无收在于水
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(water metabolism)。
植物的水分代谢包括:
水 分 的 吸 收
水 分 的 运 输
水 分 的 利 用
水 分 的 散 失
GO
第一节 水分在植物生命活动中的重要性

水分代谢

水分代谢
2、作物形态指标:生长速度、颜色变化、萎蔫程度。 3、生理指标:叶片水势、细胞液浓度、气孔状况。
三、节水灌溉的生理基础
1、精确灌溉 2、调亏灌溉 3、控制性分根区灌溉
本章复习题
1、名词解释: 水势、渗透势、压力势、渗透作用、蒸腾速率、 蒸腾比率、蒸腾系数、水分临界期、根压 2、问答题:
(1)、通过质壁分离可以解决那些问题?
水分临界期(critical period of water): 植物对水分不足最敏感、最易受害的时期。
小麦:分蘖-抽穗期;灌浆-乳熟期
二、合理灌溉的指标
合理灌溉除满足植物的正常生长之外, 还能改善栽培环境的土壤条件和气候环境, 间接对作物发生影响。
1、土壤含水量:一般作物生长较好的土壤含水量为60-80%。
蒸腾的器官:叶片(主要),茎及地上部其它器官。
1、皮孔蒸腾:皮孔(木本植物的0.01%) 2、角质蒸腾:角质层(一般占5~10%) 3、气孔蒸腾:气孔
二、气孔蒸腾
(一)、气孔运动
(二)、气孔运动的机理
1.淀粉-糖变化学说 主要内容:认为保卫细胞水势的变化是糖和淀粉互相转化的 结果。关键酶为淀粉磷酸化酶(在PH6.1-7.3促进淀粉水解, PH2.9-6.1促进葡萄糖-1磷酸合成淀粉)。光照条件下由于保 卫细胞具有叶绿体,进行光合作用消耗二氧化碳细胞PH升高, 促进淀粉水解,细胞内可溶物质增加,水势降低,气孔吸水 打开。在黑暗条件下,光合作用停止,而呼吸作用仍进行, 累积二氧化碳使细胞PH升高,促进淀粉合成,细胞内可溶物 质减少,水势增加,气孔关闭。
四、水势
1、热力学名词
自由能:在恒温、恒压条件下,系统中可以作功的能量。 束缚能:在恒温、恒压条件下,系统中不能作功的能量。 化学势:1mol物质中的自由能就是该物质的化学势。

水分对植物的影响

水分对植物的影响
水分对植物生长的 影响
充足的水分是植物生长的重要条件
• 第一,水分是植物细胞扩张生长的动力。植物细胞在扩张生长的 过程中,需要充足的水分使细胞产生膨胀压力,如果水分不足, 扩张生长受阻,植株生长矮小。禾谷类作物在拔节和抽穗期间, 主要靠节间细胞的扩张生长来增加植株高度,此时需要水分较多, 如果严重缺水,不仅植株生长矮小,而且有可能抽不出穗子,导 致严重减产。
06
对水分蒸腾作用的影响
08
对种子萌发的影响
➢ 对植物形态的影响
植物通过水分供应进行光合作用和干物质积累,其积累量的大小直接反映在株高、茎粗、叶面积和产 量形成的动态变化上。在水分胁迫下,随着胁迫程度的加强,枝条节间变短,叶面积减少,叶数量增 加缓慢;分生组织细胞分裂减慢或停止;细胞伸长受到抑制;生长速率大大降低。遭受水分短缺的植 株个体低矮,光合叶面积明显减小。
试验表明:植物组织水分 接近饱和时,光合最强; 水分过多,组织水分达到 饱和时,气孔被动关闭, 光合受到抑制。水分缺乏, 光合降低;严重缺水至叶 子萎蔫时,光合急剧下降, 甚至停止。此时补水,即 使叶子恢复到原来的膨胀 状态,而光合速率也很难 恢复到原来的水平。
➢ 对光 合作 用的 影响
水分通过植物体表面进行蒸发的过程称为蒸腾作用。叶片含水量越高,气孔阻力越小, 蒸腾强度越大;叶片含水量越低,蒸腾强度越小。蒸腾作用的强弱还与水分供应有关, 而供水在很大程度上取决于根系的生长分布。根系发达,吸水就容易,供给地上部的 水也就多,有助于蒸腾。
枝叶是水分蒸腾的主要器官,往往因蒸腾失水大 于根系吸水,而造成水分亏缺。
特别是土壤干旱或供水不足时,根系吸收有限的水分,首先满足自己的需要,给地上部分输送的 就很少。所以土壤水分不足时对地上部的影响比地下部的影响更大。根冠比增大。反之,若土壤

第1章 植物水分生理

第1章 植物水分生理
水的化学势差。
2、水势
水势(water potential):是指在等温等压下,体系
中每偏摩尔体积的水与纯水的化学势差。
ψw=(μw-μwO)/ Vw,m μwO :纯水的化学势。 μw-μwO :表示水的化学势差,单位为J/mol。 Vw,m :表示水的偏摩尔体积,单位为m3/mol。是指在恒温
第一章 植物的水分生理
水是植物的一个重要环境条件。植物一切正常生 命活动只有在细胞含有一定的水分状况下才能进行; 否则,植物的正常生命活动就会受阻,甚至死亡。所 以,在农业生产中,水是决定收成有无的重要因素之 一。农谚说:“有收无收在于水,收多收少在于肥”, 就是这个道理。
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程, 称为植物的水分代谢(water metabolism)。
植物细胞高含水量及水的不可压缩性,使细胞产生 静水压,维持一定的紧张度,使植物保持固有姿态。 5、水调节植物体温和环境气候
水份可维持体温相对稳定。蒸腾散热,调节体温; 低温时灌水护苗;高温干旱时灌水调节温度和湿度。
早春寒潮降临时,秧田灌水可保温抗寒
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势
1、自由能与化学势 系统中物质总能量=束缚能+自由能
主要内容
第一节 水分在生命活动中的作用 第二节 植物细胞对水分的吸收 第三节 植物根系对水分的吸收 第四节 植物的蒸腾作用 第五节 植物体内水分向地上部分的运输 第六节 合理灌溉的生理基础
第一节 水分在生命活动中的作用
一、水分子的结构
二、水的物理化学性质 1、高比热容 2、高气化热 3、高溶解热 4、水的密度 5、水的蒸汽压 6、水的内聚力、粘附力和表面张力 7、水的高抗张(拉)力及不可压缩性 8、水的介电常数及溶解性

植物的水分代谢

植物的水分代谢

2、化学势:一摩尔任何物质所具有的自由 能称为该物质的化学势(用μ来表示)。
单位J/mol
水的化学势用μw来表示
△ μw= μw- μw0
纯水的化学势规定为0,因此水的化学势差也可视 为水的化学势。
*△3、水 势(Ψw):
水势是每偏摩尔体积水的化学势(差).单位J/m3
即同温同压下,一体系中水溶液的化学势( w )与纯水的化
一、植物的含水量 植物体都含有水,其含水量一般约占组织鲜重70%~90%。 但可因植物的种类、器官和组织、年龄、环境条件的不同
而有较大的差异。
植物种类: 水生90%>陆生(中生70-90%,旱生可以低至6%); 草本>木本;
器官或组织:根尖、幼叶80~90%;树干 40~50%; 休眠芽40%;休眠种子10%~14%;
例溶2液:中细,胞体A积, 不S=变-;4巴,若把它放入-2巴的 细中胞 ,B体,积S不=变-;8巴,若把它放入-5巴的溶液 问A、B细胞的W, P 各为多少?若将A、 B细胞连在一起,问水分向何处流动?
例3:把植物组织放入一系列不同浓度的 蔗糖溶液里,当温度27℃,浓度0.55M时 ,此时溶液的浓度和细胞体积不再发生 变化,求植物组织Ψw?
4、重力势(Ψg):是指重力对水势的影响。 其值依赖于相对于参考状态而言水的高度、密度和重
力加速度。
高度每增加10米,水势增加0.1MPa
当在细胞水平考虑水分运输时, Ψg很小,常忽略, 此时典型细胞的Ψw=Ψs+Ψp+Ψm
已形成中央大液泡的成熟细胞,Ψm很小, Ψw=Ψs+Ψp
未形成液泡的细胞(风干种子)或干燥的土壤, Ψw=Ψm
水是许多生化反应的良好介质,如光合作用的碳同 化、呼吸作用的糖降解、蛋白质和核酸的代谢都 发生在水相当中;

植物的水分生理-聂立孝1

植物的水分生理-聂立孝1

2 化学势
3 水溶液的化学势 4 水势
1 、物质系统总能量
束缚能:不能用于做有用功的能量。 自由能:在恒温恒压下能够做有用功的那 部分能量。具有加合性。
凡是满足了恒温、恒压条件的变化过程都可以 用自由能增量(ΔG)来判断变化方向和限度。 ΔG=G2-G1 ΔG<0,自由能减少,自动变化; ΔG>0,自由能增加,需外界能量; ΔG=0,系统处于动态平衡。
细胞水势、溶质势、压力势与细胞体积的关系
细胞水势、溶质势、压力 势
/MPa Ⅳ
1.5 1.0 0.5 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5
Ⅲ Ψp Ψw Ψs
0.9 1.0 1.1


1.2
1.3
1.4
1.5
相对体积
一般:Ψs:-1.0~2.0MPa; ΨP :白天0.3~0.5、晚上1.5MPa. 植物叶片:生长快(-0.2~-0.8)、亏缺(-0.8~-1.5)、伤害(-2.0~-3.0)
2、化学势(chemical potential)
用来描述体系中发生化学反应的本领及转移的 潜在能力。 混合体系中某一组分的化学势:此组分的偏摩 尔自由能,是在等温等压条件下1 mol组分的自由 能。即在等温等压保持其他各组分浓度不变时,加 入1摩尔j物质所引起体系自由能的增量。
3、水溶液的化学势(μ w) :
三、水对植物的生理生态作用 生理作用: 水是原生质的主要组分(80%以上)。 水直接参与植物体内重要的代谢过程。 水是物质吸收、运输的良好介质。 水保持植物的固有姿态:枝叶挺立、萎蔫等 均有水的参与。 细胞的分裂、生长和伸长需要足够的水。
生态作用: 调节植物体温 高比热:稳定植物体温 高汽化热:降低体温,避免高温危害 介电常数高:有利于离子的溶解 水对可见光有良好的通透性 水可调节植物的生存环境

植物生产与环境第四章---植物生产与科学用水

植物生产与环境第四章---植物生产与科学用水

二、节水灌溉技术
(一)喷灌技术 如右上图。 如右上图。 (二)微灌技术 (三)膜上灌技术 如右下图,点击可播放。 如右下图,点击可播放。 (四)地下灌技术 (五)植物调亏灌溉技术
三、少耕、免耕技术 少耕、
(一)少耕 少耕的方法主要有以深松代翻耕, 少耕的方法主要有以深松代翻耕 ,以旋耕 代翻耕、间隔带状耕种等。 代翻耕、间隔带状耕种等。 (二)免耕 国外免耕法一般由三个环节组成: 国外免耕法一般由三个环节组成 : ( 1) ) 利用前作残茬或播种牧草作为覆盖物; 利用前作残茬或播种牧草作为覆盖物;(2)采 ) 用联合作业的免耕播种机开沟、喷药、 施肥、 用联合作业的免耕播种机开沟 、 喷药 、 施肥 、 播种、覆土、镇压一次完成作业; 播种、覆土、镇压一次完成作业;(3)采用农 ) 药防治病虫、杂草。 药防治病虫、杂草。
五、保墒技术
(一)适当深耕 (二)中耕松土 (三)表土镇压 (四)创造团粒结构体 (五)植树种草
六、水土保持技术
(一)水土保持耕作技术 ( 1) 以改变小地形为主的耕作法 ; ( 2) 以 ) 以改变小地形为主的耕作法; ) 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 (1)山坡防护工程(梯田、拦水沟埂、水平 )山坡防护工程(梯田、拦水沟埂、 沟等) 沟等);(2)山沟治理工程(沟头防护工程、谷 )山沟治理工程(沟头防护工程、 坊等) 坊等);(3)山洪排导工程(排洪沟、导流等); )山洪排导工程(排洪沟、导流等) (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 封山育林、荒坡造林( 封山育林、荒坡造林(水平沟造 鱼鳞坑造林) 护沟造林、 林、鱼鳞坑造林)、护沟造林、种草 等。
(三)植物根系吸水 1. 水在植物体内外的吸收和运输途径

生物课后服务活动记录表一一水分对植物的影响

生物课后服务活动记录表一一水分对植物的影响

生物课后服务活动记录表一一水分对植物的影响一、水分是花卉植物生长发育的基础种子发芽、幼苗生长、开花结实都离不开适量的水分。

水为植物体的重要组成部分,也是植物生命活动的必要条件。

植物生活所需要的元素除碳和少量氧气外,都来自含在水中的矿物质被根毛吸收后供给植物体的生长和发育。

光合作用也只有在水存在的条件下,光作用于叶绿素时才能进行,所以植物需水量很大。

二、不同花卉植物对水分的要求植物种类不同,需水量差异很大,这与不同植物原产地雨量及分布状况不同有关。

通常依据花卉对水分的要求不同分为旱生花卉、湿生花卉、中生花卉、水生花卉四大类:(一)旱生花卉指能长期忍受干旱而生长发育良好的花卉类型。

本类花卉多见于雨量稀少的荒漠地区和干燥的低草原上。

旱生花卉在系统发育过程中形成了在生理和形态方面适应干旱的特征,如叶片变小或退化成刺状、毛状或肉质化;表皮角质层加厚,气孔下陷;叶片质地硬而革质,有光泽或具有绒毛;细胞液浓度与渗透压增大等,由此大大减少了植物体内水分的蒸腾,同时这类花卉一般都具有发达的根系,更增加了其抵御干旱的能力。

如仙人掌科、景天科、番杏科以及大戟科等多浆植物。

(二)湿生花卉该类花卉耐旱性弱,需要生长在潮湿环境中,在干旱或中等湿度环境下生长不良或枯死。

其特点是通气组织发达、渗透压较低,根系不发达,控制蒸腾作用的结构弱,叶片薄而软。

如一些热带兰、蕨类、凤梨科、天南星科、秋海棠类、湿生鸢尾类等花卉。

(三)中生花卉这类花卉适于生长在干湿适中的环境中,对水分要求介于旱生花卉与湿生花卉之间。

有些种类偏向于旱生植物特征,喜中性偏干燥环境;有些种类偏向于湿生植物特征,喜中性偏湿环境。

绝大部分露地花卉属于此类。

(四)水生花卉水生花卉是指常年生活在水中、或在其生命周期内某段时间生活在水中的花卉。

水生花卉的植物体全部或大部分浸没在水中,一般不能脱离水湿环境。

其根系不发达,输导组织衰退,植物体表面几乎都有吸收功能,机械组织弱化,细胞渗透压很低,一般不超过10个大气压。

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三、水在植物生命活动中的重要性 (一)水对植物的生理作用:
1.水是细胞的重要组成成分 2.水是代谢过程的反应物质 3.水是植物对物质吸收和运输的溶剂
“有收无收在于水” 4.水能使植物保持固有的姿态
(二)水对植物的生态作用:
是通过水分子的特殊理化性质: 1、水可调Байду номын сангаас植物的体温(热学特性)
2、水对可见光的通透性(光学特性)
一、 植物的含水量
1、不同植物含水量不同
水生植物:鲜重的90%以上 低等植物:则仅占6%左右 草本植物:70%—85% 木本植物:较低
2、同一种植物生长环境不同,含水量也有差异 3、在同一植株中,不同器官和不同组织的 含水量不同
二、植物体内水分存在的状态
被吸附的水分子
1. 植 物 体 内 水 分 存 在 的状态有:
4、水可促进植物体内物质的运输(力学特性)
3、水可以调节植物生存环境中的湿度和温度(热学特性)
自由水(Free water) 束缚水(Bound water)
亲水物质
水分的两种状态的划分是相对的,它们之间并 没有明显的界线。
凝胶作用 溶胶 溶胶作用 凝胶
细胞内的水分状态不是固定不变的,随着代谢的 变化,自由水/束缚水比值亦相应改变。
2.自由水/束缚水比值,影响与代谢强度和 抗逆性有关
自由水 束缚水 两者比值 高 低 原生质 溶胶 凝胶 代谢 旺盛 活性低 生长 快 迟缓 抗逆性 弱 强
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