植物整体水分平衡

水也可以通过两种途径交替进行：即从细胞一侧跨膜渗透进入细胞，而后从细胞另一侧出细胞，并依次跨膜进出细胞，最后进入植物导管。
永久萎蔫系数大小因土壤质地而异：粗砂1%、砂壤6%、粘土15%。同一土壤不同植物萎蔫系数也有差异，但变化幅度较小。
（二）土壤水势：
土壤中不同种类的水具有不同的水势：一般低于-3.1MPa为土壤束缚水。
-3.1~0.01MPa为毛管水。
高于-0.01MPa为重力水。
永久萎蔫点水势大约为-1.5MPa，与细胞水势相当。土壤水势也由ψs、ψm和ψp组成。
一般潮湿土壤中，土壤溶液的渗透势是土壤水势的主要成分。土壤含水量为田间持水量时，土壤溶液水势略低于零约-0.01MPa。
二、根系吸水
1．根系的生长习性与功能
植物吸水的器官是根系，虽然土壤的水分状况对植物的水分吸收有重要影响，但整体植物水分平衡的维持更多地依赖于植物根系吸水的能力，植物一生要散失大量的水分以满足其生理需要，特别是在炎热的气候条件下，植物散失水分的速率是很高的。因此植物根系必须要有强大的吸水能力才能维持整体植物的水分平衡。根系之所以能担负起这样一个强大的吸水功能，是与它的形态结构及生长习性分不开的。
③重力水（gravitational water）：指水分饱和的土壤，由于重力的作用，能自上而下渗漏出来的水分。对于旱生植物，重力水作用不大，对于水生植物，重力水是重要的。
按照水能否被植物利用，土壤水分可分为：可利用水和不可利用水。
区分土壤可利用水和不可利用水的指标是永久萎蔫系数（permanent wilting coefficient），它是指植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存留的水分占土壤干重的百分率。
第三章植物整体水分平衡
第一节水分的吸收
第二节水分的散失--蒸腾作用
第三节水分在植物体内的运输
[主要内容]：主要介绍植物对水分的吸收、水分的散失--蒸腾作用及水分在植物体内的运输过程与机理
[教学要求]：要求学生掌握植物根系对水分吸收的机理、蒸腾作用的机理与调节、水分运输过程与机理。
[教学重点]：蒸腾作用。
③根系尖端有根毛区：a.大大增加吸水表面积（5-10倍）；b.根毛细胞壁由果胶质组成，粘性强，亲水性强，有利于和土壤颗粒粘着和吸水；c.根毛区有发达的输导组织，对水分移动阻力小
④根再生能力强，适应性强：
切断根系，可产生新根，如中耕除草，伤根反而促进根在干旱条件下，植物形成更多的根，根毛，以适应吸水需要（如平皿实验）
如：在适度湿度的土壤，培养35天的玉米，根系面积为地上部1.2倍。在有效水分为9%的干燥地区，则为2.1倍。
2吸水部位：在根尖端，从根尖开始10mm范围内，包括根冠，分生区，伸长区和根毛区，其中根毛区吸水最强。
3．吸水的途径：
植物根部吸水途径是：通过根毛、皮层，内皮层，再经中柱细胞进入导管。水分在根内的运转有质外体和共质体两条途径：共质质体途径（symplant path way），通过胞间连丝从—细胞到另一细胞；质外体途径（apoplant pathway）是指水分沿细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导管的空腔组成的部分的移动，水在质外体的移动阻力小，移动速度快。在共质体通过胞间连丝移动，阻力大，速度较慢。但根的质外体一般是不连续的，它被内皮层上的凯氏带分隔为两个区域（问：什么是凯氏带，木栓质、不透水）：外部质外体和内部质外体。因此水分从外部质外体进入内部质外体必须通过内皮层细胞的共质体才能完成。
毛管上升水：是指土壤下层的地下水，在毛管力作用下，沿毛管孔隙上升的水分。
毛管悬着水：是指降雨或灌溉之后，被毛管孔隙所保持的水分。
由于土粒对毛管水吸附力不大，毛管水较容易被根系吸收，是根物吸水的主要来源。
②束缚水（bound water）是指土壤颗粒或胶粒的亲水表面所吸附的水分，土粒越细，比表面积越大，吸附水就越多，束缚水含量就越高。由于束缚水为胶粒吸附，因而不能为植物所利用。
所谓萎蔫：是指当植物体内水分亏缺时，植物叶片膨压下降，发生萎蔫，若此时减少水分散失（即回到避阴环境下），植物膨压自动恢复称为暂时萎蔫。暂时萎蔫是一般是由于蒸腾过程造成的。
当植物发生萎蔫时，若回到避阴环境下（即植物完全不发生水分散失）植物仍不能恢复膨压时，称为永久萎蔫。植物发生永久萎蔫时，土壤水势称为永久萎蔫点（permanent wilting point）。土壤含水量为永久萎蔫系数。永久萎蔫系数以上的水为可利用水，以下的水为不可利用水或无效水。
[教学难点]：气孔运动机理
[授课时数]：4学时
引言：前一章已经讲过水在植物生命活动过程中起着极其重要的作用。植物在进行光合作用过程中需要从空气中吸收CO2,同时不可避免地散失水分。因此植物体在其一生中需要不断地吸收和散失水分，这种水的吸收和散失过程对于植物是必需的。陆生植物需要精确地平衡水分吸收和和散失之间的关系。任何水分关系的失衡都会影响植物的生长发育甚至威胁植物的生存。
第一节植物根系对水分的吸收（1学时）
导言：植物通过根系从土壤中吸收水分，因此土壤中的水分状态直接影响植物对水分的吸收，这里先讨论土壤的水分状态和土壤水势。
一、土壤中的水分和土壤水势
土壤水分的存在形式及性质：
按物理状态可分：毛细管水、来缚水和重力水
①毛细管水：是指由于毛细管力所保持在土壤颗粒间毛管内的水分。又分为毛管上升水和毛管悬着水。
一般土壤溶液浓度很低ψs=-0.01MPa
ψm是由于土壤胶体对水分子吸附引起，干旱土壤可达，湿润土壤接近0。在潮湿土壤ψp接近于0。
干旱土壤ψp可低至-3MPa，这个负压是由于土壤毛细作用造成的，土壤干旱时，水分退出大空隙，进入小空隙（空气和水的界面被拉伸）形成弯月面，由于表面张力，弯月面上水受到拉力，便产生了负压力。P=- 弯月面直径越小，负压越低。
①根系生长快，分枝多，分布深而广，陆生植物根系分枝数比地上部多几千倍甚至上万倍。
举例：
实验数据：分枝：一年生苹果树地上部分枝数十条、根分枝分达5万条
生长速度：黑麦根系每天生长量可达3.米
1-2米
玉米
2米
1-2米
苹果
10-12米
17米
②根的生长具有向水性和向化性：可追朔水源、肥源，随时改变生长方向，更有效地执行功能。