文档介绍：第二章
植物的水分关系
Water Relations of Plant
水在植物生活中的作用
植物对水分的吸收
植物的蒸腾作用
植物体内水分的运输
合理灌溉的生理基础
水是生命起源的先决条件, “有收无收在于水”。没有水就没有生命,也就没有植物。
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程就构成了植物的水分关系(water Relations of Plant)。
植物的水分关系包括:
水分的吸收
水分的运输
水分的利用
水分的散失
第一节水在植物生活中的作用 Roles of Water in Plant Life
一、植物体内的含水量及水分存在的状态(Content and State of Water in Plant)
不同植物含水量不同
水生植物可达鲜重的90%以上,地衣、藓类仅占6%左右,草本植物为70%~85%,木本植物稍低于草本植物。
(一)植物体内的含水量
同一植物的不同器官和组织含水量不同
根尖、幼苗和绿叶可达60%~90%,树干约为40~50%,休眠芽含40%,风干种子为8%~14%。
(二)植物体内水分存在的状态
同一种植物的同一器官和组织,在不同的生育期含水量不同。
一般在幼苗期含水量较高,生长后期含水量下降。一日之内,早晨含水量高而下午含水量低。
水分在植物生命活动中的作用,不但与其数量有关,也与它的存在状态有关。植物细胞的原生质、膜系统以及细胞壁是由蛋白质、核酸和纤维素等大分子组成,它们含有大量的亲水基团,与水分子有很高的亲和力。因而水分在植物体内有束缚水(结合水)和自由水两种存在状态(图2-1)。
亲水物质
被吸附的水分子
图2-1 自由水和束缚水的示意图
1、自由水 2、束缚水
1
2
1
束缚水是指被原生质组分吸附,不能自由移动的水分。而自由水则是指不被原生质组分吸附,可自由移动的水分。
自由水/束缚水是衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。自由水/束缚水比值较高时,植物代谢活跃,生长较快,抗逆性差;反之,代谢活性低、生长缓慢,但抗逆性较强。
水分的两种状态的划分是相对的,它们之间并没有明显的界线。
细胞内的水分状态不是固定不变的,随着代谢的变化,自由水/束缚水比值亦相应改变。
植物对水分的需要可分为生理需水和生态需水两个方面。
生理需水指直接由植物根系吸收、用于生命活动与保持植物体内水分平衡的水分,包括组成水和消耗水。组成水主要指参与植物细胞原生质和细胞壁组成、参与光合作用、呼吸代谢、有机物合成与分解等生化反应以及作为无机盐溶剂的水分,这部分水极少,仅占植物根系吸收水分的1~5%。消耗水则是指通过地上部分,主要是通过蒸腾作用而散失掉的水分,占根部吸水的95%以上。
生态需水是指用于调节植物生态条件所需的水分,这部分水分不参与植物体内的代谢,但同样为植物所必需。它不仅能调节大气的温度与湿度,而且还能调节土壤温度、通气、供肥、维持微生物区系等等。
二、水分在植物体内的生理作用(Physiological Role of Water in Plants)
(一)水分是细胞原生质的主要成分
植物细胞原生质一般含水量在80%以上,这样才可使原生质保持溶胶状态,以保证各种生理生化过程的进行。如果含水量减少,原生质由溶胶变成凝胶状态,细胞生命活动大大减缓(例如休眠种子)。
(二)水是植物代谢过程中重要的反应物质
水是植物体内重要生理生化反应的底物之一,在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中均有水的参与。
(三)水是植物体内各种物质代谢的介质
在正常情况下,植物只能吸收溶于水中的无机物质和有机物质,而且只有溶于水中这些物质才能在植物体内运转与分配。一方面,水是物质溶解的溶剂和在植物体内运输的媒介;另一方面,植物体内的水分流动,把整个植物体联系在一起,成为一个有机整体。