第三节植物根系对水分的吸收一根系吸水的部位

外部质外体
内皮层外，包括根毛、 皮层的胞间层、细胞 壁和细胞间隙
内部质外体
内皮层内，包括成熟的 导管和中柱各部分。
三、根系吸水的机理
根据吸水的动力植物根系吸水的方式有两种：
主动吸水 被动吸水
主要方式
(一)根压与主动吸水
主动吸水是由于根系本身生理活动引起的水分吸收, 一般认为主动吸水的动力是根压。
支持渗透理论的实验现象:
当把植物根部放在纯水中，伤流加快；
如果把植物根部放在浓溶液中，伤流减少，已 流出的伤流液甚至会被重新吸回去；
由此可见，根压的产生是一个渗透过程，并与植 物的代谢有关。
主动吸水通常不是根系主动吸收水本身
而是植物利用代谢能量主动吸收外界溶质，从 而造成导管溶液的水势低于外界溶液的水势， 而水则是被动地顺水势梯度从外部进入导管， 水流的真正动力是水势差。
内皮层上具有四面木栓化 加厚的凯氏带,不能允许 水分和物质自由通过。
水分只能通过内皮层细胞 原生质向内运输。
整个内皮层细胞就象一圈 选择性透膜把中柱与皮层 隔开。
只要中柱中的水分与皮层 中的水分存在水势差，水 分便会通过渗透作用进出 中柱了。
为什么导管内的水势要低于外液的水势？
通过代谢
土壤中的溶质可以 与水分一起通过质外体 向根部扩散，当达到内 皮层以后，扩散被凯氏 带阻档。
在移植幼苗时应尽量避免损伤幼根。
二、根系吸水的途径
水分由土壤经根毛、皮层、内皮层、中柱薄壁细胞 进入导管的径向运输途径有两条：
1.共质体途径 2.质外体途径
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。
根部吸水的共质体途径和质外体途径
二、根系吸水的途径
1.共质体途径 2.质外体途径
（二）蒸腾拉力与被动吸水
1.被动吸水
通过蒸腾拉力进行的吸水方式称为被动吸水。
2.蒸腾拉力（transpirational pull）
由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使 导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力。
主动吸水和被动吸水
主动吸水和被动吸水在植物吸水的过程中所占的比重， 因植物生长状况和蒸腾速率而异。通常正在蒸腾着的植 株，尤其是高大的树木，其吸水的主要方式为被动吸水。 只有春季叶片未展开或树木落叶后，以及蒸腾速率很底 的夜晚，主动吸水才是主要的吸水方式。
证实根压存在的两种现象：
伤流 吐水
伤流量的多少可做为根系生 理活动的一个指标。
伤流液的成分有水、无机 物、有机物、植物激素， 可以根据伤流研究跟部的 代谢。
证实根压存在的两种现象：
伤流 吐水
没有受伤的植物如处在土壤水分 充足，气温适宜，天气潮湿的环 境中，叶片的尖端或边缘也有液 体外泌的现象，这种现象称为吐 水（guttation）。
第三节 植物根系对水分的吸收
一、根系吸水的部位 二、根系吸水的途径 三、根系吸水的机制 四、影响吸水的土壤条件
一、根系吸水的部位
根系是植物吸水的主要器官
1．根系的特点：
根毛区
根系量大，根毛多
黑麦种在木箱里，测量根与根毛 总长达一万公里，每天长出的新
伸 长
根和根毛总长达5公里。
区
根深，分布广
分
小麦根系可溶达1.5-2m，玉米
又叫饱和持水
量。是指土壤中所 有空隙都充满水时 的含水量。一般在 40%左右。
一般土壤含水量占田间持水量的70%左右时，耕性良好。
萎蔫
暂时萎蔫（temporary wilting） 永久萎蔫（permanent wilting）
永久萎蔫系数（permanent wilting coefficient）：指植物 刚发生永久萎蔫时，土壤水分与土壤干重的百分比。 与土壤颗粒粗细、土壤胶体数量，作物种类等有关，粗砂、 细砂、壤土、粘土依次递增。
生 区
在2m以上，苹果树10-12米。 根
冠
２．根系吸水的部位
根吸水的主要部位是在根的尖端，
根毛区
根
伸长区
Байду номын сангаас
尖
分生区
根冠
吸水能力最强
在移植幼苗时应尽量避免损伤幼根。
成熟区 (根毛区）
伸长区
分生区 根冠
图
根尖 纵切
根毛区吸水能力强的原因：
(1)根毛区有许多根毛，吸收面积大（5~10倍） ； (2)根毛区的外部由果胶质覆盖，粘性强，亲水性也强，有 利于与土壤颗粒粘着与吸水； (3)根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小
1.根压 根压（root pressure）——由于植物根系生理活 动产生的促使水分从根部上升的压力。
证实根压存在的两种现象：
伤流 吐水
如果从植物的茎基部靠近地 面的部位切断，不久可看到 有液滴从伤口流出。这种从 受伤或折断的植物组织中溢 出液体的现象，叫做伤流 （bleeding）。流出的汁液是 伤流液（bleeding sap）。
水分通过细胞壁、细胞 间隙等没有原生质的部 分移动，移动速度快。
根系的质外体被内皮层 分为两部分：内皮层以 内的质外体和内皮层以 外的质外体
内皮层细胞壁上的凯氏带
水分只能通过内皮层的原生质体进入细 胞。即进入共质体。质外体空间→内皮层细
胞原生质层(共质体) →质外体空间(导管)。
凯氏带
木栓化，膜与壁紧贴 在一起。水、溶质不 能自由通过。
四、影响根系吸水的条件
影响土壤水势和根水势的因素都会影响根系吸收水分。 (一)土壤水分状况
土壤中的水分可以分为三大部分：
1. .重力水 2吸湿水（或称束缚水） 3. 毛细管水
土壤中可利用水的多少直接影响根系的吸水状况
田间持水量
最大持水量
排除所有重力水，保留 所有毛细管水和吸湿水， 这时的土壤水分与土壤 干重的百分比，称为田 间持水量。一般在20% 左右。
吐水
2.根压产生的机理 渗透理论
主要内容：
内皮层、内皮层以外的质外体（皮层细胞壁、细胞 间隙）、内皮层以内的质外体（中柱导管）形成一 个渗透系统，由于根部的代谢活动产生内皮层以外 质外体和内皮层以内质外体间的水势差，水分顺水 势差通过内皮层渗透到根部导管。
根部导管与外液之间是如何建立起渗透系统的？
由于皮层中O2浓度较高， 因此可以产生足够强的呼吸， 产生足够多的能量以利于离子 的主动吸收。并通过多次的主 动转运，将离子通过胞间联丝 转运到中柱的薄壁细胞中去。
这样就建立了一个 跨越内皮层的水势 梯度，水分就会通 过渗透进入中柱， 产生根压。
中柱内细胞中的离子顺着浓 度梯度扩散到质外体（特别是 导管）中，使导管中的离子浓 度升高，水势降低。