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《高級(jí)植物生理學(xué)：植物水分與抗旱生理課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第二章植物的水分平衡根系對(duì)水分的吸收木質(zhì)部中的水分運(yùn)輸水分從葉片散失到大氣中§1根對(duì)水分的吸收一、根系吸水部位根系吸水的部位一般認(rèn)為在距根尖10—100mm的根毛區(qū)。根毛是根表皮細(xì)胞的微觀延伸，在很大程度上增加了根的表面積，因而增強(qiáng)了根從土壤中吸收水分的能力，生長(zhǎng)4個(gè)月的黑麥，根毛表面積占到了根表面積的60%以上。測(cè)量結(jié)果：有13×106個(gè)主根和側(cè)根軸，長(zhǎng)度可達(dá)500km，表面積可達(dá)200㎡，還有1010個(gè)以上的根毛，從而又提供了300㎡的表面積，加起來(lái)，單株黑麥根的表面積與一個(gè)職業(yè)籃球場(chǎng)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。隨著土壤中根和根毛的不斷生長(zhǎng)，根系
2、從土壤中吸收水的表面積也逐漸達(dá)到最大。植物整個(gè)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(nèi)哪種根占主導(dǎo)地位，因?yàn)椴⒎撬懈刀紖⑴c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(zhǎng)密度)，且發(fā)現(xiàn)整個(gè)根系的吸水速率與有效根密度成正比．進(jìn)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(gè)統(tǒng)一的范圍。要充分認(rèn)識(shí)這一問(wèn)題必須在對(duì)根系解剖結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)根內(nèi)不同部位的阻力及其對(duì)水流貢獻(xiàn)的大小進(jìn)行詳細(xì)的研究。二、作物體內(nèi)水的分布和流動(dòng)由根系吸收進(jìn)入植物體內(nèi)的水分分布在三
3、個(gè)部分：共質(zhì)體、質(zhì)外體和液泡。水分運(yùn)輸?shù)耐緩剑邯ネ寥浪印兄省兄”诩?xì)胞→根導(dǎo)管→莖導(dǎo)管→葉柄導(dǎo)管→葉脈導(dǎo)管→葉肉細(xì)胞→葉細(xì)胞間隙→氣孔下室→氣孔→中柱鞘薄壁細(xì)胞→大氣。根部水分運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)外體、共質(zhì)體和跨膜途徑從根的表皮到內(nèi)皮層，水分的運(yùn)輸可通過(guò)三種途徑：質(zhì)外體、共質(zhì)體和跨膜途徑。盡管三種途徑中究竟那一個(gè)更重要還沒(méi)有完全確定，但壓力探針技術(shù)的實(shí)驗(yàn)表明，玉米幼苗根中質(zhì)外體途徑對(duì)于水分跨根皮層的運(yùn)輸尤為重要。凱氏帶阻斷了質(zhì)外體途徑的連續(xù)性，迫使水分和溶液通過(guò)跨膜途徑來(lái)穿過(guò)皮層。水分須經(jīng)共質(zhì)體途徑運(yùn)輸才能通過(guò)內(nèi)皮層，這有助于解釋為什么根對(duì)水分的通透性強(qiáng)烈依賴于水通道蛋
4、白的存在，下調(diào)水通道蛋白基因的表達(dá)可以明顯降低根的導(dǎo)水率，并且導(dǎo)致植株很容易萎蔫或產(chǎn)生更大的根系。三、根系吸水的動(dòng)力根系吸水的動(dòng)力：根壓和蒸騰拉力。根壓是一種主動(dòng)吸水過(guò)程，這種動(dòng)力來(lái)源于根系的生理活動(dòng)。根壓一般不大，大多數(shù)植物的根壓不能超過(guò)0.1～0.2MPa,即使一些高大的樹(shù)木也只有十分之幾個(gè)MPa。根壓現(xiàn)象是在土壤水勢(shì)很高而蒸騰速率較低時(shí)才出現(xiàn)的。產(chǎn)生根壓的植物往往會(huì)有“吐水現(xiàn)象”。根系吸水的主要?jiǎng)恿κ钦趄v拉力。這種由蒸騰拉力引起的根系吸水是一種被動(dòng)吸水過(guò)程，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(jìn)行著葉片蒸騰的枝條仍可以吸取水分。四、影響根系對(duì)水分吸收
5、的因素1.影響根系對(duì)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(duì)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(diǎn)，permanentwiltingcoefficient）之間，土壤水是同等有效的；這一觀點(diǎn)假定直到永久萎蔫點(diǎn)以前，植物的功能是不受土壤含水量（soilmoisture）下降的影響；而到達(dá)永久萎蔫點(diǎn)后，植物的活動(dòng)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(shí)用。實(shí)際上，隨著土壤含水量的下降，土壤水
6、的有效性也在降低；而達(dá)到永久萎蔫點(diǎn)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(gè)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(shì)，也稱(chēng)為張力、吸力、土壤水分脅迫等名詞）聯(lián)系起來(lái)。將田間持水量定為-0.01Mpa或-0.033Mpa，而將永久萎蔫點(diǎn)定為-1.5Mpa。1.2.土壤阻力及根—土界面阻力土壤阻力對(duì)根系吸水的影響取決土壤的水分狀況。土壤充分供水時(shí)(土壤水勢(shì)為0～0.13MPa)，根徑向?qū)Ф茸钚?，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(shì)為-0.12～-1.05MPa)，土—根界面導(dǎo)度最小，界面層阻力成為根吸水的主要限制因子
7、；嚴(yán)重土壤干旱下(土壤水勢(shì)低于-1.05MPa)，土壤導(dǎo)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(guò)高，其水勢(shì)降低。若土壤溶液水勢(shì)低于根系水勢(shì)，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(shì)較高。土壤溶液滲透勢(shì)不低于-0.1MPa，對(duì)根吸水影響不大。但當(dāng)施用化肥過(guò)多或過(guò)于集中時(shí)，可使根部土壤溶液濃度急速升高，阻礙了根系吸水，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(guò)0
