植物水分生理指标

植物水分生理指标

创新生科103班洪煜2010014916

1、水势

在等温等压下，体系（如细胞）中的水与纯水之间每偏摩尔体积的水的化学势差叫做水势。成熟的植物细胞中央有大的液泡，其内充满着具有一定渗透势的溶液，所以渗透势肯定是细胞水势的组成之一，它是由于液泡中溶质的存在而使细胞水势的降低值。因此又称为溶质势，用ψs 表示。由于纯水的渗透势最大，并规定为0，所以任何溶液的渗透势都比纯水要小，全为负值。当细胞处在高水势溶液中时，细胞吸水，体积扩大，由于细胞原生质体和细胞壁的伸缩性不同，前者大于后者，所以细胞的吸水肯定会使细胞的原生质体对细胞壁产生一种向外的推力，即膨压。反过来细胞壁也会对细胞原生质体、对细胞液产生一种压力，这种压力是促使细胞内的水分向外流的力量，这就等于增加了细胞的水势。这个由于压力的存在而使细胞水势的增加值就称为压力势，用ψp表示。其方向与渗透势相反，一般情况下为正值。此外，细胞质为亲水胶体，能束缚一定量的水分，这就等于降低了细胞的水势。这种由于细胞的胶体物质的亲水性而引起的水势降低值就称为细胞的衬质势，以ψm表示。所以说，植物细胞的吸水不仅决定于细胞的渗透势ψs，压力势ψp，而且也决定于细胞的衬质势ψm。一个典型的植物细胞的水势应由三部分组成，即ψw = ψs + ψp + ψm。

2、根压

根压指的是植物通过消耗能量，通过主动吸收离子，水分随浓度差往上沿木质部运动的生理过程。根压是植物体除蒸腾作用外第二个为水分逆重力流动提供动力的过程。水和溶解其中的离子通过质外体到达根的内皮层，为内皮层细胞间凯氏带所阻，不能自由扩散到内面。内皮细胞上载体蛋白选择性运载离子。离子于是从质外体途径进入到共质体途径。此过程离子是逆浓度运输，植物需消耗ATP以完成这一过程。离子运动的结果，造成内皮层离子浓度高于外面。水分自然会随浓度梯度往中柱流动，进入木质部，被往上引导到植物其他器官。

根压一般较低，大多数植物的根压不超过1.01×10^5～2.02×10^5Pa，某些木本植物和葡萄的根压则大一些。在正常情况下，根压对植物所起的作用是有限的，在春季叶片未展开时，蒸腾作用很弱的植株，主动吸水所形成的根压才成为主要吸水动力。一切影响植物根系生理活动的因素都会影响植物根系根压作用的吸水。

3、蒸腾系数

蒸腾系数又称需水量，是植物形成单位重量干物质所消耗的水量。蒸腾系数是一个无量纲数，值越大说明植物需水量越多，水分利用率越低。它是蒸腾效率的倒数。一般野生植物的蒸腾系数是125～1000,大部分作物的蒸腾系数是100～500。通过测定植物所散失的水分，或通过测定封闭的植物－土壤系统所减少的重量，就可测定蒸腾。同一种植物因外界条件及生育期不同而有所不同，不同作物生产1单位重量的干物质所需的水量不等，即对水分的利用率不等，因此，需水量对计算灌水量有一定参考价值。

4、土壤含水量

土壤水分主要来源于大气降水和灌溉水，此外，地下水上升和大气中水汽的凝结也是土壤水分的来源。水分由于在土壤中受到重力、毛管引力、水分子引力、土粒表面分子引力等各种力的作用，形成不同类型的水分并反映出不同的性质。

土壤中水分的多少有两种表示方法：一种是以土壤含水量表示，分重量含水量和容积含

水量两种，二者之间的关系由土壤容重来换算。另一种是以土壤水势表示，土壤水势的负值是土壤水吸力。

土壤含水量有三个重要指标。一个是土壤饱和含水量，表明该土壤最多能含多少水，此时土壤水势为0。第二是田间持水量，是土壤饱和含水量减去重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.3bar。第三是萎蔫系数，是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-15bar。田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。一般在田间持水量的60%时，即土壤水势-1bar左右就采取措施进行灌溉。

土壤水势可细分为重力势、基模势和溶质势。土壤水分重力势以土壤水面与土表面相平时为0。水面高于土表面时为正值（此时也称为压力势）。水面低于土表面时为负值（土壤水吸力为正值）。土壤基模势指土壤中矿质颗粒表面和有机质颗粒表面对水所产生的张力。它的值永远是负值，即总是将土壤表面的水分向土体内吸进来。土壤水分溶质势与土壤溶液中所含溶质数量有关，溶质越多，溶质势越小（即越负）。

大部分植物养分都是溶于水后随水移动运输到植物根系被吸收的。无论根系以质流、扩散、截获哪种方式吸收植物养分都在土壤溶液中进行。