植物根系对水分的吸收

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可以用下面的现象来证明: 当把植物根部放在纯水中,植物的根压增加,伤流 加快; 如果把植物根部放在浓溶液中,植物的根压下降, 伤流减少,已流出的伤流液甚至会被重新吸回去; 如果用物理因素或化学因素将植物根部的细胞膜 的选择透性坡坏,那么植物便没有根压也不出现 伤流。
根部导管与外液之间是如何建立起渗透系统的? 内皮层上具有四面木栓化 加厚的凯氏带,不能允许 水分和物质自由通过。
植物体内水分的向上运输
陆生植物从土壤中吸收水分,要运输到地上部的 茎、叶和其它器官,供植物各种代谢的需要或者蒸 腾到体外。 在这一节要解决两个方面的问题: (1)水分运输的途径 (2)水分运输的动力
一、水分运输的途径
土壤溶液中的水→根毛→根的皮层→根的中柱鞘 →根的导管→茎的导管→叶柄的导管→叶脉的导管→ 叶肉细胞→叶肉细胞间隙→气孔下腔→气孔→空气。 在这段过程中,一部分要经过活细胞即共质体 进行,另一部分要经过死细胞即质外体进行。
蒸腾是一个生理过程,受植物本身的生理活动所调控。 蒸发是一个纯物理过程,它主要取决于蒸发的面积, 温度和大气湿度。
(一)蒸腾作用的生理意义 1、植物的蒸腾作用可以降低叶片的温度。 2、可以促进对矿质的吸收和转运以及有机物的运输。
根系吸收的矿物质随着蒸腾流向上运输
水分由液态转化为气态的水蒸气,吸收植物体内的热 量
B 吐水 从植株的叶片尖端或边缘的水 孔向外溢出液滴的现象,这种现象称为吐 水(guttation)。 吐水也是由根压引起的。水分是通 过叶尖或叶缘的水孔排出的,有时也可 在叶的气孔或枝条的皮孔上发生。 在土壤水分充足、潮湿温暖、蒸腾 弱的环境中易观察到吐水现象。
2.根压产生的机理
渗透理论: 根压的产生是一个渗透过程
水分通过内皮层只能通过 内皮层上的原生质部分。
整个内皮层细胞就象一圈 选择性透膜把中柱与皮层 隔开。 只要中柱中的水分与皮层中的水分存在水势差,水 分便会通过渗透作用进出中柱了。
通过代谢(根压产生的代谢理论) 土壤中的溶质可以与水分一起通过质外体向根 部扩散,当达到内皮层以后,扩散被凯氏带阻挡。 根系皮层的薄壁细胞利用呼吸产生的能量,主 动地吸收土壤和质外体中的离子,并将吸收的离子 通过胞间连丝主动转运至内皮层内的中柱中去。使 导管中的离子浓度升高,水势降低。这样就建立了 一个跨越内皮层的水势梯度,水分就会通过渗透作 用进入中柱,产生根压。 这一理论可以称为代谢理论。
3、促进水分的吸收和运输。
蒸腾作用所产生的蒸腾拉力是植物被动吸水和水分在植物体 内传导的重要动力。它有助于植物把水分从根部运到植物的 顶部。这对于高大的树木很重要。
4、有利于气体交换,促进光合作用。
(二)蒸腾作用的人工调节 尽可能地减少植物水分散失,维持植物体内水分平衡。
减少蒸腾面积:在移栽植物时,去掉一些枝叶。 降低蒸腾速率:避免太阳曝晒等 使用抗蒸腾剂 能够降低植物蒸腾速率而对光合作用和生长影响 不太大的物质,称为抗蒸腾剂(antitranspirant)
二、水分运输的动力
水分沿导管或管胞上升的动力有两种: (1)下部的根压; (2)上部的蒸腾拉力。 根压一般较小,只有在早春蒸腾很小时,根压才 起较大的作用。上部的蒸腾拉力才是水分上升的主要 动力。
合理灌溉的生理基础
合理灌溉的基本任务就是用最少量的水获取 最大的经济效益。要做到这一点就必需了解作物的 需水规律以及懂得如何去合理灌溉。 一、植物的需水规律 1.不同植物的需水量不同 需水量就是指植物的蒸腾系数。
正在蒸腾的植物其被动吸水所占的比重较大,这时植物 的吸水主要是被动吸水。蒸腾速率很低的植株,如春季叶片 尚未展开时,主动吸水才占较重要的地位。
植物的蒸腾作用
一、蒸腾作用的生理意义、方式和指标
植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程 叫做蒸腾作用(transpiration)。 蒸腾与蒸发是两个不同的过程:
3.作物的有限缺水效应
如棉花、玉米的蹲苗控水,可使促进根系下扎;水 稻的烤田搁苗,能控制无效分蘖的增长。
主动吸水(active absorption of water) 是由于 根系代谢活动引起的根系吸水。 植物根系生理活动促使水分从根部上升的压力称 为根压(root pressure)。是木质部中的正压力。 根压把根部的水分压到地上部,土壤中的水 分不断补充到根部,这就形成了根系吸水过程。
所以根压是主动吸水的动力。
根压的存在可以通过下面两种现象证明:
伤流与吐水 A 伤流 如果从植物的茎基部靠近地面的部位 切断,不久可看到有液滴从伤口流出。这种从受 伤或折断的植物组织中溢出液体的现象,叫做伤 流(bleeding)。流出的汁液是伤流液 (bleeding sap)。 伤流量的多少可做为根系生理活动的一个指标。 常用伤流液来研究根系代谢。
植物根系对水分的吸收
根系是陆生植物吸收水分的主要器官。
一、根系吸水的部位
根吸水的部位主要是在根的尖端,包括根冠, 根毛区,伸长区和分生区。吸水的部位以根毛区 为主。 因为根毛区有许多根毛,吸收面积大;同时 根毛区的外部是由果胶质组成的,粘性强,亲水 性也强,有利于与土壤颗粒粘着与吸水;而且根 毛区的输导组织发达,对水分移动的阻力小,所 以,根毛区的吸水能力最大。 在移植幼苗时应尽量避免损伤幼根。
指水分通过由细胞壁、细胞间隙、 以及导管的空腔组成的质外体部分 的移动过程
二 根 系 吸 水 的 途 径
指水分依次从一个细胞 的细胞质经胞间连丝进 入到另一个细胞的过程
三、根系吸水的动力/机理
植物吸水有主动吸水与被动吸水两种方式。 主来自百度文库吸水的动力是根压,
被动吸水的动力是蒸腾拉力。
(一)根压与主动吸水 1.根压、伤流与吐水
(二)蒸腾拉力与被动吸水
1.被动吸水(passive absorption of water )
通过蒸腾拉力引起的根系吸水称为被动吸水。 被动吸水是由于枝叶蒸腾引起的根部吸水, 吸水的动力来自于蒸腾拉力。 2.蒸腾拉力(transpirational pull)
由于蒸腾作用产生水势梯度使植物体内水 分上升的力量称为蒸腾拉力。
C4植物的需水量低于C3植物的需水量。
2.不同生育期需水量不同 水分临界期: 植物一生中对水分亏缺最敏感,最容易受水分 亏缺伤害的时期称为水分临界期。对于以种子为收 获对象的植物,为生殖器官形成和发育时期;以营 养器官为收获对象的植物,在营养生长最旺盛时期。 需水最大期:指植物利用水分最多的时期。
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