第2章植物水分生理第1节水分在生命活动中的作用第2节植物细胞对水分的吸收第3节植物根系对水分的吸收第4节植物的蒸腾作用第5节植物体内的水分运输第6节合理灌溉的生理基础第1节水分在生命活动中的作用1.1水的物理化学性质水的比热容高：使植物对温度变化具有缓冲调节能力。（单位质量的物质温度升高1℃所需的热量。）水的汽化热大：使植物可以通过蒸腾作用降低体温，避免高温伤害。（在一定温度下将单位质量的物质由液态转变为气态所需的热量。）内聚力、黏附力和表面张力大：使植物体内导管中形成的上升的水柱不易被拉断。水是良好的溶剂：水的介电常数极高，大大增加带电荷离子（K+、Na+、Cl-、NO3-等）以及大分子（蛋白质、氨基酸、碳水化合物等）的溶解性。水是透明液体，能透过可见光和紫外光，利于植物色素和光受体对光的吸收与传导。水具有不可压缩性：使细胞吸水后产生的静水压能维持细胞的紧张度。水在结冰时密度较小，冰浮在水面上，使下面的水不易结冰，适宜水生动植物生存。1.2水分在植物生命活动中的作用不同植物的含水量不同同一种植物生长在不同环境中的含水量不同2.植物体内水分存在的状态（二）水是代谢过程的反应物质（四）水能使植物保持固有的姿态第2节植物细胞对水分的吸收渗透作用（osmosis）：水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域移动（扩散）的现象。植物细胞可视为一个渗透系统质壁分离（Plasmolysis）（a→b）：蚕豆幼茎表皮置入0.4M蔗糖溶液，引起植物细胞因液泡失水而使原生质体和细胞壁的分离。质壁分离现象可以解释如下问题：自由能：在等温、等压条件下，能够做最大有用功的那部分能量。化学势：在等温、等压条件下，每偏摩尔物质所具有的自由能。Ψ(psi，普西)的单位：Pa(Pascal)，帕；或MPa，百万帕。纯水的ψ最高，为0。当水分子受溶质分子牵引，其水势降低:1M蔗糖溶液：-2.70MPa1MKCl溶液：-4.50MPa叶片：-0.2~-1.5MPaRule:水分总是从Ψ高的区域自发地流向Ψ低的区域。渗透势(osmotic/solutepotential):Ψπ压力势(pressurepotential):Ψp衬质势(matrixpotential):Ψm计算公式：Ψπ=-iCRT式中，C：质量摩尔浓度；R：气体常数；T：绝对温度；i：解离系数。在细胞吸水膨胀时，Ψp为正值，即降低细胞的吸水能力；在细胞失水收缩时，Ψp为负值，此时细胞的吸水能力提高。Ψm在一些组织或情形下起主要作用：a)非液泡化细胞（如顶端分生组织细胞）b)干燥的种子、木材中，Ψm很低（可达-100MPa），表现出极强的吸水能力。c)土壤颗粒为典型的衬质，土壤的水势以Ψm为主即Ψwsoil≈Ψmsoil植物细胞的水势：Ψw=Ψπ+Ψp+Ψm成熟细胞中：Ψw=Ψπ+Ψp（一）植物水分移动的方式Aquaporinsarewaterchannels水分子通过水通道示意图（二）植物细胞吸水的方式第3节植物根系对水分的吸收3.1根系吸水的部位根系的生长、分布与吸水的关系质外体途径：水分经由细胞壁、细胞间隙以及木质部导管等组成的质外体的移动途径。（移动速度快）共质体途径：是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质。（移动速度较慢）∵内皮层细胞壁上的凯氏带(Casparianstrip)，不允许离子和水分子自由通过。∴离子和水分只能通过共质体途径进入内皮层细胞到达木质部。（一）主动吸水—根压（rootpressure）伤流吐水土壤溶液在根内沿质外体向内扩散，其中的离子则通过主动吸收进入共质体中，经过连续的共质体系到达中柱内的活细胞，然后释放到导管中，引起离子累积，其结果是内皮层以内的质外体渗透势降低，而内皮层以外的质外体水势较高，水分通过渗透作用透过内皮层细胞，到达中柱的导管内，在中柱内产生了一种静水压力叫根压。（二）被动吸水—蒸腾拉力(transpirationalpull)通常正在蒸腾着的植株，尤其是高大的树木，其吸水的主要方式是被动吸水。只有春季叶片未展开或树木落叶以后以及蒸腾速率很低的夜晚，主动吸水才成为主要的吸水方式。根压一般为0.1－0.2MPa，至多能使水分上升20.4m。而蒸腾拉力可高达十几个Mpa，一般情况下是水分上升的主要动力。3.4影响根系吸水的因素1.土壤水分状况——土壤中的可利用水分2.土壤通气状况缺氧：产生有毒物质、能量供应降低锄草、通气第4节植物的蒸腾作用（transpiration）蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程。生产中，有时需要适当降低蒸腾干旱地区或季节：采用抗蒸腾剂黄腐酸、甲草胺等。作物移栽，部分根受损：采用去除部分枝叶、阴雨天