高級植物生理學：植物水分與抗旱生理(2)

《高級植物生理學：植物水分與抗旱生理(2)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、第二章植物的水分平衡根系對水分的吸收木質部中的水分運輸水分從葉片散失到大氣中§1根對水分的吸收一、根系吸水部位根系吸水的部位一般認為在距根尖10—100mm的根毛區(qū)。根毛是根表皮細胞的微觀延伸，在很大程度上增加了根的表面積，因而增強了根從土壤中吸收水分的能力，生長4個月的黑麥，根毛表面積占到了根表面積的60%以上。測量結果：有13×106個主根和側根軸，長度可達500km，表面積可達200㎡，還有1010個以上的根毛，從而又提供了300㎡的表面積，加起來，單株黑麥根的表面積與一個職業(yè)籃球場的面積一樣大。根表面與土壤密切接觸是根有效吸收水分所必須的。隨著

2、土壤中根和根毛的不斷生長，根系從土壤中吸收水的表面積也逐漸達到最大。植物整個根系的吸水能力在不同的生育期也是不同的，這取決于該生育期內哪種根占主導地位，因為并非所有根系都參與了植物吸水．Passioura指出，干土中的小麥根系僅有1／3可能參與了吸水．邵明安等提出了有效根密度的概念(吸水根系的根長密度)，且發(fā)現(xiàn)整個根系的吸水速率與有效根密度成正比．進一步的研究表明，根系吸水部位隨根系發(fā)育階段的不同而變化，且有植物種間差異，不存在一個統(tǒng)一的范圍。要充分認識這一問題必須在對根系解剖結構認識的基礎上，對根內不同部位的阻力及其對水流貢獻的大小進行詳細的研究。二

3、、作物體內水的分布和流動由根系吸收進入植物體內的水分分布在三個部分：共質體、質外體和液泡。水分運輸?shù)耐緩剑邯ネ寥浪印兄省兄”诩毎鶎Ч堋o導管→葉柄導管→葉脈導管→葉肉細胞→葉細胞間隙→氣孔下室→氣孔→中柱鞘薄壁細胞→大氣。根部水分運輸?shù)馁|外體、共質體和跨膜途徑從根的表皮到內皮層，水分的運輸可通過三種途徑：質外體、共質體和跨膜途徑。盡管三種途徑中究竟那一個更重要還沒有完全確定，但壓力探針技術的實驗表明，玉米幼苗根中質外體途徑對于水分跨根皮層的運輸尤為重要。凱氏帶阻斷了質外體途徑的連續(xù)性，迫使水分和溶液通過跨膜途徑來穿過皮層。

4、水分須經(jīng)共質體途徑運輸才能通過內皮層，這有助于解釋為什么根對水分的通透性強烈依賴于水通道蛋白的存在，下調水通道蛋白基因的表達可以明顯降低根的導水率，并且導致植株很容易萎蔫或產(chǎn)生更大的根系。三、根系吸水的動力根系吸水的動力：根壓和蒸騰拉力。根壓是一種主動吸水過程，這種動力來源于根系的生理活動。根壓一般不大，大多數(shù)植物的根壓不能超過0.1～0.2MPa,即使一些高大的樹木也只有十分之幾個MPa。根壓現(xiàn)象是在土壤水勢很高而蒸騰速率較低時才出現(xiàn)的。產(chǎn)生根壓的植物往往會有“吐水現(xiàn)象”。根系吸水的主要動力是蒸騰拉力。這種由蒸騰拉力引起的根系吸水是一種被動吸水過程，

5、它是一種物理現(xiàn)象，即使根部被麻醉或根組織已死亡，甚至根被切除，進行著葉片蒸騰的枝條仍可以吸取水分。四、影響根系對水分吸收的因素1.影響根系對水分吸收的外界因素土壤水分的有效性土壤阻力及根—土界面阻力土壤溶液的濃度和成分土壤養(yǎng)分虧缺土壤溫度、土壤通氣、菌根等1.影響根系對水分吸收的外界因素1.1.土壤水分的有效性經(jīng)典的概念：從上限（田間持水量，fieldcapacity）到下限（土壤永久萎蔫點，permanentwiltingcoefficient）之間，土壤水是同等有效的；這一觀點假定直到永久萎蔫點以前，植物的功能是不受土壤含水量（soilmoistu

6、re）下降的影響；而到達永久萎蔫點后，植物的活動便突然受到抑制。這一概念盡管是人為界定，但在田間灌溉管理中很實用。實際上，隨著土壤含水量的下降，土壤水的有效性也在降低；而達到永久萎蔫點以前，植物可能已經(jīng)受到水分協(xié)迫。此外，由于土壤含水量不是一個有效的令人滿意的尺度。因此，將植物水分狀況與土壤水分能量狀況（即土壤水勢，也稱為張力、吸力、土壤水分脅迫等名詞）聯(lián)系起來。將田間持水量定為-0.01Mpa或-0.033Mpa，而將永久萎蔫點定為-1.5Mpa。1.2.土壤阻力及根—土界面阻力土壤阻力對根系吸水的影響取決土壤的水分狀況。土壤充分供水時(土壤水勢為0

7、～0.13MPa)，根徑向導度最小，根系成為限制吸水的主要因子；中度土壤水分脅迫下(土壤水勢為-0.12～-1.05MPa)，土—根界面導度最小，界面層阻力成為根吸水的主要限制因子；嚴重土壤干旱下(土壤水勢低于-1.05MPa)，土壤導度最小，土壤成為根系吸水的主要限制因子。1.3.土壤溶液的濃度和成分土壤溶液濃度過高，其水勢降低。若土壤溶液水勢低于根系水勢，植物不能吸水，反而要喪失水分。一般情況下，土壤溶液濃度較低，水勢較高。土壤溶液滲透勢不低于-0.1MPa，對根吸水影響不大。但當施用化肥過多或過于集中時，可使根部土壤溶液濃度急速升高，阻礙了根系吸

8、水，引起“燒苗”。鹽堿地土壤溶液濃度太高，植物吸水困難，形成一種生理干旱。如果水的含鹽量超過0