植物生长与水分.

（三）水分特征曲线
水分特征曲线——用土壤水的能量指标和土 壤水的数量指标制定的相关曲线。
意 义： 同时反映土壤含水量、 土壤水吸力和土壤水分 有效性之间的关系。
四、土壤水分的运动
土壤水汽的扩散与凝聚：

水气压高处 水气压低处

水多处
水少处

暖处
冷处（夏季土壤回潮，春季土壤返浆）
土壤水分的蒸发：
长
(5～10倍)；
区
②细胞壁外层由果胶质覆盖，
粘性较强，有利于和土壤胶 体粘着和吸水；
根 冠
分 生 区
③输导组织发达，水分转移
的速度快。
2.植物根系吸水动力
主动吸水——由植物根系生理活动而引起的 吸水过程。
根的主动吸水具体反映在根压上。
被动吸水——植物根系以蒸腾拉力为动力的 吸水过程。
通常用水气压、相对湿度、饱和差和露点温度来 表示。
一、空气湿度
水气压：
空气中水气产生的压力，也称绝对湿度，以百帕（hpa） 为单位。
相对湿度：
空气中的实际水气压与相同温度下的饱和水气压的百分 比。
饱和差：
一定温度条件下，饱和水气压与空气中实际水气压的差 值。
露点温度：
容积百分数。容积含水量=质量含水量×容重 3. 土壤水贮量：一定面积和一定厚度土壤中含
水量的绝对数量。由水深和绝对水体积表示。 4. 土壤相对含水量：土壤实际含水量占该土壤
田间持水量的百分数。
（二）土壤水分的有效性
土壤最大有效水量＝田间持水量－萎蔫系数

土壤实际有效水量＝土壤实际含水量－萎蔫系数
空气中水气含量和水气压不变时，通过降低气温使空气 达到饱和时的温度。
二、水分蒸发
水分蒸发：
由液态或固态水转变为气态水的过程包括水面蒸发，植 物蒸腾和土壤蒸发三种。
影响因素
水温（正相关） 饱和差（正相关） 风速（正相关） 水气压（负相关） 水面形状（凸面＞凹面）
2.小孔扩散律：
气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比， 而与小孔的周长成正比。
三、气孔运动的机理
⒈蔗糖－淀粉假说
气孔运动是由于保卫细胞中蔗糖和淀粉间的相互转化而引起渗透势
改变而造成的。
淀粉磷酸化酶

淀粉 （pH6.1~7.3）
可溶性糖
（pH2.9~6.1）
2. 无机离子泵学说又称K+泵假说。
三、土壤水分的能态
（一）土壤水势 土水势：土壤在各种力（吸附力、毛管力、重力和 静水压力等）的作用下，势（或自由能）的变化 （主要是降低），称为土水势。 土水势包括基质势、压力势、溶质势、重力势等分 势。土壤水由水势高处流向低处。
（二） 土壤水吸力 土壤水承受一定吸力的情况下所处的能态。为正值， 数量上与土壤水负压力相等。土壤水由吸力低处流 向高处。
主要方式
二、气孔蒸腾
1.气孔的形态结构及生理特点 ：
气孔是植物表皮上一对特化的细胞─保卫细胞和由其围 绕形成的开口的总称，是植物进行体内外气体交换的门 户。
植物叶片表面特别是叶缘部分分布着大量的气孔，但气 孔很小。气孔所占面积，不到叶面积的1%，但气孔的蒸 腾量却相当于所在叶面积蒸发量的10％～50％，甚至 100％。
在土粒表面的水分称吸湿水。 吸湿水的特点：吸湿水受土粒的吸持力很大，不能 移动，具有固态水的性质，对溶质无溶解力，为无 效水。 ②膜状水 吸湿水达到最大后，土粒剩余引力吸附的液态水。 在吸湿水层外形成液态水膜。 膜状水的特点：艰难吸收的有效水。
一、土壤水的类型
③毛管水：
靠土壤毛管引力而保持在土壤毛管孔隙中的水叫毛管水， 运动较快，不再受土粒引力作用，是可以移动的自由水。 属于有效水，是植物用水的主要来源。
伤流和根压示意图 (1) 伤流液从茎部切口处流出； (2) 用压力计测定根压
②吐水 叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液 滴的现象。
3.产生根压的原因
①植物根系主动吸收土壤溶液中的离子。
②离子转运到根的内皮层内，使中柱细胞和 导管的溶质增加。
③内皮层的水势低于土壤溶液的水势时，土 壤中的水分顺水势梯度从外部经内皮层渗透 进入中柱细胞和导管。
速效水阶段：田间持水量----毛管断裂含水量

70%田间持水量
毛管水连续，移动迅速，供应及时，“水就根”。
缓效水阶段：毛管断裂含水量----45%田间持水量

70%田间持水量
粗毛管水断裂，移动缓慢，供应不足，“根就水”。
迟效水阶段： 45%田间持水量----萎蔫系数
膜状水，移动更慢，难于利用，暂时萎蔫。
（三）影响根系吸水的土壤条件
1.土壤温度 ①土温低使根系吸水下降，原因：
粘度增加，扩散速率降低； 根系呼吸速率下降，主动吸水减弱； 根系生长缓慢，有碍吸水面积的扩大。
②土温过高对根系吸水不利，原因：
提高根的木质化程度，加速根的老化， 根细胞中各种酶蛋白变性失活。
（三）影响根系吸水的土壤条件
2.根系吸水的动力
根压——是指由于植物根系生理活动而促使 液流从根部上升的压力。
大多数植物的根压为0.1～0.2MPa， 有些木本植物的根压可达0.6～0.7MPa。 伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。
①伤流 从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。 伤流是由根压引起的。从伤口流出的汁液叫伤流 液。伤流液其中除含有大量水分之外，还含有各种 无机物、有机物和植物激素等。
K+从副卫细胞转运到保卫细胞中引起渗透势下降，气孔 张开；K+反向转运，则气孔关闭。
四、影响蒸腾的因素
1.光 通常气孔在光下张开,暗中关闭。 2.水分 水分胁迫条件下气孔开度减小，如蒸
腾过于强烈，即使在光下，气孔也会关闭。 3.温度 随温度的上升气孔开度增大，30℃左
右开度最大。 4.风 微风促进蒸腾，强风引起气孔关闭。 总之：外界较高的光强和温度、较低的湿度、
较大的风速有于气孔的蒸腾。
五、水分的传导
一、水分传导途径： 土壤 根毛 皮层 内皮层 中柱鞘 根 的导管 茎的导管 叶柄导管 叶肉细胞 叶细胞间隙 气孔下腔 气孔 大气
二、 水分传导的速度
在根、茎、叶细胞内的运输有两种途径：
（1）经过质外体（导管等）。运输速度一般3～45m·h-1 （2）经过活细胞。以渗透方式进行运输，运输距离短，运输阻
根据土层中地下水面与毛管水相连与否可分为： 1）毛管上升水：是指地下水沿着毛管上升而充满毛 管孔隙中的水分。土壤中毛管上升水的最大值称为毛 管持水量，毛管水上升高度与土壤质地相关。 2）毛管悬着水：借毛管力保持在土壤上层不与地下 水相连的水分。 毛管悬着水的最大时的土壤含水量 称为田间持水量。是确定灌水量的重要参数。
灌水量=田间持水量-土壤自然含水量；
实行节水灌溉技术——管道灌、喷灌、滴灌等。 （2）控制地表径流，增加土壤水分入渗。
实行坡地等高耕作，沟、垄间套种植。
（3）加强栽培措施，减少土壤水分蒸发。
雨后或灌水后及时中耕或地面覆盖，都能减少土壤水的损失。采取 地面覆盖，如地膜覆盖、秸秆覆盖等可降低土壤蒸发强度。在疏松、 漏风跑墒的土壤上，镇压也是保墒的有效措施。实行免耕栽培；应 用土壤增温保墒剂。
液含许多溶解在水中的物质，具有水势。因此，细胞构成一个渗透系统 。 细胞的吸水方式：
渗透性吸水（细胞形成液泡后的主要吸水方式）； 吸胀吸水（未形成液泡的细胞的吸水方式）； 代谢性吸水（直接消耗能量的吸水方式）。
植物细胞主要是通过渗透作用来吸收水分的。
质壁分离与复原
质壁分离：
细胞失水使原生质与细胞壁分离的现象。
原生质 溶胶 凝胶
代谢 旺盛 活性低
生长 快 迟缓
抗逆性 弱 强
三、水分在植物生命活动中的作用
1.水分是原生质的组成成分
溶胶
含水量减少 含水量增加
凝胶
2.水分是生命活动的介质和参与者 3.水分是物质吸收和运输物质的工具 4.水分能使植物保持固有的姿态
生理需水--满足植物生理活动所需要的 水分
生态需水--利用水的理化特性,调节植物 周围的环境所需要的水分
第三节 水分的散失——蒸腾作用
一、蒸腾作用 1.蒸腾作用：植物体内的水分以气态散
失到大气中去的过程。 2.蒸腾作用的生理意义 ①蒸腾拉力是植物吸水与转运水分的主
要动力 ②促进木质部汁液中物质的运输 ③降低植物体的温度（夏季，绿化地带
的气温比非绿化地带的气温要低3-5 ℃） ④有利于CO２的吸收、同化 3.蒸腾作用的方式 皮孔蒸腾（茎、枝） 角质层蒸腾（叶） 气孔蒸腾（叶）——植物蒸腾作用的最
④重力水 超过田间持水量之后，不能被毛管吸持，而在重力的作 用下沿着大孔隙向下渗漏的水分。 旱田无效，水田有效。
二、土壤水分的表示方法及有效性
（一）土壤水分的表示方法 1.质量含水量：土壤中水分的质量占干土重的
百分数。干土重为105℃ ~110℃下的烘干土重。 2. 容积含水量：单位土壤总容积中水分所占的
第二节 植物对水分的吸收
满足植物生长发育 的需要水分，主要是从 土壤中吸取的。植物吸 水的器官是根，吸水部 位是根毛区。细胞是植 物体结构和功能的基本 单位，植物吸水首先是 细胞吸水。
一、植物吸水原理
（一）水势 水势：
相同温度下，一个系统中一摩尔的水与一摩尔的纯水之 间的自由能差。
力大，一般只有10-3cm·h-1
第四节 土壤水分
水分作为土壤的重要组成部分，参与土 壤中不断进行的各种物质和能量的转化。
水分的形态、数量和能量决定着物质和 能量的转化强度，进一步影响着植物吸 水和土壤对植物的营养和水分供应。