第一章 植物的水分代谢

第一章 植物的水分代谢
(一) 水分的重要生理意义
1．掌握水分在植物生命活动中的重要生理意义。
水是细胞质的重要组成部分
.水是代谢过程的反应物质
水是植物对物质吸收和运输的溶剂
.水分能保持植物固有的姿态
2．掌握水分在植物体内的存在状态及其对代谢的影响。
（1）植物体内的存在状态: 束缚水、自由水
束缚水：与细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易散失的水分。
自由水：与细胞组分吸附力较弱、可自由移动的水分。
（2）自由水/束缚水比率在代谢过程中的意义
自由水/束缚水比率越高，原生质溶胶状，植物代谢强，但抗性弱。
自由水/束缚水比率越低，原生质凝胶状，植物代谢弱，但抗性强。
(二) 细胞吸水原理
1．掌握水势的概念。
水势就是每偏摩尔体积的化学势。水势用ψw表示。单位是Pa（帕）MPa
2．掌握植物细胞水势的组成成分。
（一）细胞水势的组分
溶质势（ Ψπ ）、压力势（ψp）、重力势（ψg）、衬质势（ψm）。
即ψw= Ψπ +ψg+ψp+ψm
ψw= Ψπ +ψp
纯水的水势为0，溶液越浓，水势越低
3．掌握细胞吸水的原理及其水分移动的规律。
（1）细胞的吸水形式
植物细胞的吸水方式主要三种：扩散、集流、渗透吸水
渗透吸水---细胞的吸水主要形式
质壁分离指植物细胞由于液泡失水使原生质体和细胞壁分离的现象。反之原生质体恢复原状称为质壁分离复原。
（2）水分移动的规律：水总是从水势高的地方移向水势低的向方移动。
植物相邻细胞间的水分移动的方向，取决于两细胞间的水势差，水分总是顺着水势梯度移动。植物细胞、组织、器官之间，土壤—植物—大气连续体中，水分转移也是如此。
通常：土壤水势>植物根的水势>茎木质部水势>叶片的水势>大气的水势。
(三) 植物根系吸水原理
1．掌握根系吸水的动力（蒸腾拉力、根压）。
根系吸水的部位：根毛区
根据吸水的动力的不同，分成两类：主动吸水和被动吸水
（1）主动吸水--由植物根系生理活动引起的吸水过程。
根压----- 植物根系的生理活动引起水分进入中柱后产生的压力
根压有两种表现方式：（根压存在的证据）
A．伤流: 从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象，叫做伤流，溢出的液滴称伤流液。数量和成分可以作为根系活动强弱的指标。
B．吐水：在土壤水分充足，大气潮湿的情况下，未受到伤害植物叶尖和叶缘向外分泌液滴的现象，它也可以作为壮苗的指标。
（2）被动吸水----以蒸腾拉力为动力的吸水过程。
动力：蒸腾拉力
证明：蒸腾的枝条可以通过被麻醉或死亡的根系吸水。
高大的树木以被动吸水方式为

主，春季叶片未展开或已落叶的树木以主动吸水为主。
2．理解影响植物根系吸水的外界因素（土壤温度、土壤溶液浓度及土壤通气条件等）。
（1）土壤温度
低温能抑制根系吸水的速率，原因有：
I. 水分本身的粘性增加，运动减慢，扩散速率降低。
II. 原生质粘性增大，水分不易通过原生质。
III. 呼吸作用减弱，影响根压的产生。
IV. 根系生长缓慢，有碍吸水表面积的增加
农业应用：午不浇园
温度过高时，对根系吸水也不利----加速根的老化、酶蛋白变性。
（2）土壤溶液
土壤溶液含有一定盐分，具有水势。根系要从土壤中吸水，根部细胞的水势必须低于土壤溶液的水势。
施用化肥时注意一次不能使用过多，避免出现“烧苗”。
盐碱土中，土壤溶液中盐浓度高，水势低，作物吸水困难。
（3）土壤通气条件----土壤通气不良根系吸水量减少
实验证明，用CO2处理根部，可使植物的吸水量降低，
原因是：
I. 呼吸减弱，影响根压。
II. 缺氧，进行无氧呼吸，积累较多酒精，对根有害
解释农业上的一些现象
(四) 植物蒸腾作用
1．理解蒸腾作用的意义
蒸腾作用：水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶）从体内散失到体外的现象。
（1）蒸腾作用的重要意义：
a蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力
b蒸腾作用有助于植物对矿物质和有机物的吸收和运输
c蒸腾作用能降低植物体的温度
（2）部位和方式：
幼小植物（地上部分都能蒸腾）
木本植物长大以后，茎和枝条（皮孔蒸腾）
叶片蒸腾为主要方式
2．掌握蒸腾作用的指标（蒸腾速率、蒸腾效率、蒸腾系数）。
蒸腾速率：蒸腾强度，指在单位时间内，单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
蒸腾比率：指植物每蒸腾1千克水所形成的干物质的克数。
蒸腾系数：指植物每形成1克干物质所消耗水分的克数
3．理解蒸腾作用的影响因素（温度、空气湿度、风速、光强等）。
外界条件对气孔蒸腾的影响
（1）光照：增强蒸腾作用和加快蒸腾速率。
（2）温度：大气温度升高，蒸腾作用加强；但温度过高，蒸腾减弱。
（3）湿度：湿度大，蒸腾减弱，反之，蒸腾速度加快。
（4）风速：微风促进蒸腾，强风抑制蒸腾。
4．掌握植物体内水分运输的途径。
短距离径向运输（质外体途径、共质体途径）
长距离质外体运输
(五) 合理灌溉的生理基础(含指标、方法等)
合理灌溉指标
（1）土壤指标
一般要求土壤含水量为田间持水量的60-80%，低于此含水量要求进行灌溉。
（2）形态指标
根据作物缺水的形态表现：幼嫩茎叶发生萎蔫；生长速度下降；茎叶颜色呈暗

绿色（叶绿素浓度增大）或变红（花色素增多）等。
（3）生理指标
植物叶片的细胞汁液浓度、渗透势、水势、气孔开度等。
（4）灌溉的方法
喷灌：解除大气和土壤干旱，防止盐碱化，节约用水。
滴灌：提高水的利用率，防治次生盐渍化。