第2章水分生理 1

1、（water metabolism) 植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程，称为植物的水分代谢。程，称为植物的水分代谢。 没有水就没有生命没有水就没有生命 地球上水的出现比生命出现的早，水是地球上地球上水的出现比生命出现的早，水是地球上第一批生命的摇篮。第一批生命的摇篮。 陆生植物是由水生植物进化而来的。陆生植物是由水生植物进化而来的。 植物的一切正常的生命活动，只有在一定的细植物的一切正常的生命活动，只有在一定的细胞含水量的状况下才能进行。胞含水量的状况下才能进行。 有收无收在于水有收无收在于水 、 测定植物含水量的方法测定植物含水量的方法-称重法称

2、重法 称鲜重称鲜重杀青（杀青（105,15-20105,15-20分钟分钟)80 )80 恒温恒温烘干烘干称干重称干重鲜重鲜重-干重干重植物含水量植物含水量=鲜重鲜重 束缚水束缚水 自由水自由水4. 4. 1. 不能自由移动；不能自由移动；2. 0时不结冰；时不结冰；3. 不能作为溶剂；不能作为溶剂；4. 2、水的生态作用、水的生态作用 三、三、 2、水的生态作用、水的生态作用 （一）水势（一）水势（Water potential)Water potential) 束缚能，自由能束缚能，自由能 化学势化学势：1mol1mol物质具有的自由能就是该物质的化物质具有的自由能就是该物质的化学势。学势

3、。 1mol1mol水具有的自由能就是水势。水具有的自由能就是水势。 纯水的自由能最大，水势最高。纯水的自由能最大，水势最高。 溶液越浓，水势越低溶液越浓，水势越低。即水溶液的化学势与同温即水溶液的化学势与同温同压下同一系统的纯水的化学势之差，除以偏摩尔同压下同一系统的纯水的化学势之差，除以偏摩尔体积所得的商，即为水势。体积所得的商，即为水势。 0w=.某体系（某体系（水、溶液）后水、溶液）后 .1兆帕兆帕 （Mpa）=106帕（帕（Pa） 1bar (巴巴)=0.1 MPa =0.987 atm (大气压大气压) 1标准标准atm=1.013105 Pa =1.013 bar: 纯水纯水 -

4、 0 Mpa 1M KCl - - 4.5Mpa 土壤水分供应充足生长迅速的叶片土壤水分供应充足生长迅速的叶片 - 0.2- 0.8Mpa 土壤干旱，生长缓慢的叶片土壤干旱，生长缓慢的叶片 - 0.8- 1.5Mpa （二）植物细胞是一个渗透系统（二）植物细胞是一个渗透系统证据？证据？质壁分离（质壁分离（plasmolysis）：）：植物细胞由于植物细胞由于液泡失水，原生质收缩而使原生质和细胞壁液泡失水，原生质收缩而使原生质和细胞壁分离的现象。分离的现象。质壁分离复原质壁分离复原(deplasmolysis)：发生质壁发生质壁分离的细胞再度吸水恢复原状的现象。分离的细胞再度吸水恢复原状的现象。

5、 y y w w= = y y s + y + y p p + + y y g g + y y m 由于溶质分子的影响降低了水的自由能由于溶质分子的影响降低了水的自由能而导致而导致水势降水势降低的部分。低的部分。溶质的解离常数溶质的解离常数摩尔浓度摩尔浓度（0 .082大气压大气压/升升. 摩尔摩尔. 度度) 绝对温度（绝对温度（273+t)有液泡细胞的水势有液泡细胞的水势y y w w= = y y s + y + y p p 水势水势 0.9 0.9 1.01.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5 相对体积相对体积 1.5 1.0 0.5 0-0

6、.5-1.0-1.5-2.0-2.5 cellcell水势、渗透势、压力势水势、渗透势、压力势/MPa/MPa压力势压力势渗透势渗透势w= p +s（1）细胞水分饱和，体积最大时，相对体积为）细胞水分饱和，体积最大时，相对体积为1.5 w= 0 p = -s （2）初始质壁分离，相对体积为）初始质壁分离，相对体积为1.0时时 p = 0 w= s（3） 细胞水分不足，细胞水分不足， 1相对体积相对体积1.5 时时 w= p +s（4）细胞萎蔫）细胞萎蔫,相对体积相对体积1.0,即蒸腾作用剧烈时，细即蒸腾作用剧烈时，细胞胞不发生不发生质壁分离质壁分离，因为此时细胞壁表面蒸发失水多，因为此时细胞壁

7、表面蒸发失水多于原生质失水，所以原生质不会脱离细胞壁，细胞壁于原生质失水，所以原生质不会脱离细胞壁，细胞壁随着原生质的收缩而收缩，压力势就从正值变为负值。随着原生质的收缩而收缩，压力势就从正值变为负值。 w 小麦、甘蔗小麦、甘蔗 高梁、玉米高梁、玉米 水分临界期水分临界期：植物一生中对水分缺乏最敏感，最易受植物一生中对水分缺乏最敏感，最易受 到伤害的时期。到伤害的时期。 品种特点品种特点/栽培管理水平栽培管理水平/预期产量等预期产量等 花粉母细胞四分体形成期（生理学角度）花粉母细胞四分体形成期（生理学角度） 小麦：小麦： 拔节拔节-抽穗期抽穗期 灌浆灌浆-乳熟期乳熟期 玉米：玉米： 开花开花-

8、乳熟期乳熟期 豆类：豆类： 开花期开花期 棉花：棉花： 叶片展开期叶片展开期 果实：果实： 果实增大期果实增大期 合理灌溉可改善作物各种生理作用合理灌溉可改善作物各种生理作用 合理灌溉可改变栽培环境，间接对作物生长产生影响。合理灌溉可改变栽培环境，间接对作物生长产生影响。沟灌、喷灌、滴灌、微灌等沟灌、喷灌、滴灌、微灌等漫灌漫灌喷灌喷灌滴灌滴灌节水灌溉 喷灌 滴灌 调亏灌溉 控制性分根交替灌溉 章节重点掌握内容：章节重点掌握内容： 1. 1. 植物体内水分存在的状态，植物体内水分存在的状态， 两种水分比值反映什么状况。两种水分比值反映什么状况。 2. 2. 水分在植物生命活动中的作用。水分在植物

9、生命活动中的作用。 3. 3. 植物细胞吸水的三种方式。植物细胞吸水的三种方式。 4. 4. 植物典型细胞水势构成。植物典型细胞水势构成。 5. 5. 植物细胞相对体积变化和水势、渗透势、植物细胞相对体积变化和水势、渗透势、 压力势之间的关系。压力势之间的关系。 6. 6. 根系吸水的途径：质外体根系吸水的途径：质外体 、跨膜、共质体途径。、跨膜、共质体途径。 7. 7. 根系吸水两种动力。根系吸水两种动力。8. 8. 影响根系吸水的土壤条件。影响根系吸水的土壤条件。9. 9. 蒸腾作用，生理意义，指标。蒸腾作用，生理意义，指标。10. 10. 气孔运动机制的学说：淀粉气孔运动机制的学说：淀粉- -糖互变学说；糖互变学说； K