植物生长与环境

新世纪高职高专教改项目成果教材 植物生长与环境第二篇植物生长与环境调控第七章植物生长与水分退出

第七章 植物生长与水分吸收散失新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境水分作用植物吸水大气降水蒸腾作用蒸腾作用土壤水分大气水分本章小结植物吸水土壤水分 H2O

第七章 第一节水分的生理作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境生命起源于水，在植物的生活过程中，植物不断地从周围环境中吸收水分，以满足其正常生命活动的需要。不同的植物、同一植物的不同部位，植物组织的含水量是不同的。植物对环境中水分的要求不同，长期的适应和自然选择便有了旱生植物、陆生植物和水生植物的划分。植物的生长环境在不断地变化，作为一种适应机理，在不同的生长状态下，植物体内的水分以不同的状态存在，并发挥着相应的生理功能。生产上根据当地的土壤、气候等自然环境的特点和植物的生长习性，选择相应作物栽培品种，保证丰产丰收。退出概述含水量水分状态生理功能

第七章 第一节水分的生理作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境一、植物组织含水量不同植物含水量不同；（草本＞木本）不同植物含水量不同；（草本＞木本）同一植物不同组织含水量不同；（根尖、茎尖、叶＞种子）不同植物含水量不同；（草本＞木本）同一植物不同组织含水量不同；（根尖、茎尖、叶＞种子）植物生长环境不同含水量不同；（水生植物＞陆生植物＞旱生植物）不同植物含水量不同；（草本＞木本）同一植物不同组织含水量不同；（根尖、茎尖、叶＞种子）植物生长环境不同含水量不同；（水生植物＞陆生植物＞旱生植物）组织代谢状态不同含水量不同。（代谢旺盛＞代谢微弱）退出概述含水量水分状态生理功能

第七章 第一节水分的生理作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境一、植物组织含水量退出概述含水量水分状态生理功能

第七章 第一节水分的生理作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境二、水分的存在状态束缚水：被原生质胶体颗粒或渗透性物质吸附不能自由移动的水。束缚水含量愈高，植物抗性能力愈强。束缚水：被原生质胶体颗粒或渗透性物质吸附不能自由移动的水。束缚水含量愈高，植物抗性能力愈强。自由水：不被原生质胶体颗粒或渗透性物质吸附能自由移动的水。植物新陈代谢愈旺盛，自由水含量愈高。退出概述含水量水分状态生理功能

第七章 第一节水分的生理作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境三、水分的生理功能原生质的组成成份（70%~90%）；生命活动的介质和参与者；营养吸收和转运的工具；植物固有姿态的保持者；恒定体温的缓冲剂（比热、气化热大）；生长发育的动力。退出概述含水量水分状态生理功能

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境植物体内的一切生命活动，必须在细胞含水充足的情况下才能进行，有收无收在于水，收多收少在于肥。植物生长的周围环境中，只有土壤中才含有充分而比较稳定的水分。植物的地上部分生存在大气中，只有在下雨和接触到潮湿空气的时候才能发生吸水过程。满足植物生长发育的需要，植物需水主要是从土壤中吸取的。植物吸水的器官是根，吸水部位是根毛区。细胞是植物体结构和功能的基本单位，植物吸水首先是细胞吸水。细胞吸水取决于细胞内外的水势差，细胞吸水的主要方式是渗透吸水。退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境一、植物吸水的器官植物吸水部位：根系根尖根毛区根毛。退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境二、水势摩尔（mol）：1mol＝6×1023个自由能：不受体系束缚能够用于作功的能量。水势：相同温度下，一个系统中一摩尔的水与一摩尔的纯水之间的自由能差。溶液浓度愈大，水势愈低。半透膜：水分子可以自由通过，其他物质有选择通过。渗透作用：水分子通过半透膜由水势高向水势低的部位流动的现象。退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境三、细胞吸水渗透作用发生条件：半透膜，水势差。植物细胞渗透系统：细胞膜+原生质+液泡膜=半透膜细胞液与胞外溶液水势差别质壁分离：细胞失水使原生质与细胞壁分离的现象。质壁分离复原：质壁分离的细胞吸水，原生质膨胀最终恢复与细胞壁相接触的现象。植物细胞吸水：细胞主要利用渗透作用吸水，水分移动由水势高流向水势低的区域。（渗透性吸水，吸胀吸水，代谢性吸水）退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境四、植物吸水吸水动力影响因素退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 植物吸水的动力根压：借助于根系代谢活动产生的能推动水分吸收和沿导管上升的力量。蒸腾拉力：由于叶片蒸腾作用产生的吸水并引水上升的力量。吸水动力影响因素退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第二节植物对水分的吸收新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 影响植物吸水的条件影响条件：土壤温度（正相关）土壤通气状况（正相关）土壤水分状态。生理干旱：土壤不缺水，由于温度过低可土壤溶液浓度过高，土壤水低于细胞水势，造成根系吸水困难而引起的干旱。吸水动力影响因素退出概述吸水器官水势细胞吸水植物吸水

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境植物正常的生命活动，通过根系不断地从土壤中吸收水分。吸收的水分除少数直接参与细胞的代谢作用之外，大量的水分通过植物的地上部分散失到空中，从而牵动植物体内水的流动，完成物质运输和营养分配的过程。水分从植物地上部分以水蒸气状态向外界散失的过程称蒸腾作用，蒸腾作用的主要部位是气孔、角质层和皮孔，据此将蒸腾作用分为气孔蒸腾、角质蒸腾和皮孔蒸腾三种类型，以气孔蒸腾为主。气孔很小，由于边缘效应和明开夜合运动保证了气孔的高效蒸腾。光照、大气湿度、温度和风直接影响蒸作用的效率。退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境一、蒸腾作用蒸腾作用：水分从植物地上部分以水蒸气的形式大气中散失的过程。生理意义----水分吸收与运输营养物质吸收、运输与分配恒定植物体温植物内外气体交换蒸腾部位----皮孔（皮孔蒸腾）角质层（角质层蒸腾）气孔（气孔蒸腾 • 主要）皮孔蒸腾气孔蒸腾角质蒸腾退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

封闭细胞 补充细胞表皮木栓形成层栓内层木栓层第七章第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 皮孔蒸腾皮孔蒸腾气孔蒸腾角质蒸腾退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

表皮细胞 保卫细胞气孔第七章第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 气孔蒸腾皮孔蒸腾气孔蒸腾角质蒸腾退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

气孔 表皮细胞保卫细胞叶肉细胞第七章第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 3. 角质层蒸腾皮孔蒸腾气孔蒸腾角质蒸腾退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境二、小孔扩散气孔蒸腾高效性的原因孔面积很小时，通过小孔边缘扩散的分子受到的干扰阻力相对较小、速度快，称边缘效应。因此，分子通过小孔扩散的速率不与小孔面积成比例，而与小孔周长成比例，这是小孔扩散律。气孔蒸腾高效性的原因孔面积很小时，通过小孔边缘扩散的分子受到的干扰阻力相对较小、速度快，称边缘效应。因此，分子通过小孔扩散的速率不与小孔面积成比例，而与小孔周长成比例，这是小孔扩散律。气孔很小（um2），符合小孔扩散规律，尽管叶面上小孔占的面积很小，只有叶面积的0.5% ~ 1%，由于小孔数量多，周长大，所以，水蒸气通过气孔扩散的速率就很高，约为植物总蒸腾量的90％以上。退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境三、气孔运动基础知识白天开放夜间闭合夜合明开退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 基础知识水势（溶质）及其作用光合作用吸收CO2，呼吸作用释放CO2 CO2+H2O--→H2CO3--→H＋+HCO3－ PH值：H＋愈多，PH值愈低，OH－愈多，PH值愈高。淀粉磷酸化酶 pH值升高淀粉＋磷酸←-----------→葡萄糖-1-磷酸 pH值降低淀粉不溶于水，葡萄糖溶于水气孔保卫细胞含有叶绿体，能光合作用基础知识白天开放夜间闭合退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 白天开放气孔开闭（明开夜合）机理白天光照，保卫细胞光合作用吸收CO2 ，CO2 浓度降低， pH值升高，淀粉磷酸化酶催化淀粉转化为葡萄糖溶于细胞液中，保卫细胞水势降低，吸水膨胀，气孔张开。基础知识白天开放夜间闭合退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 3. 夜间闭合气孔开闭（明开夜合）机理夜间黑暗，光合停止，保卫细胞呼吸作用释放CO2，CO2浓度升高，pH值降低，淀粉磷酸化酶催化葡萄糖转化为淀粉析出细胞液，保卫细胞水势升高，失水收缩，气孔关闭。基础知识白天开放夜间闭合退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第三节水分散失蒸腾作用新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境四、蒸腾作用的影响因素环境影响：光照（正相关）空气湿度（负相关）大气温度（正相关） CO2（负相关）风（正相关）退出概述蒸腾作用小孔扩散气孔运动影响因素

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境土壤由矿物质、有机质、水分、气体和土壤微生物组成，水分作为土壤的重要组成部分，参与土壤中不断进行的各种物质和能量的转化。水分的形态、数量和能量决定着物质和能量的转化强度，进一步影响着植物吸水和土壤对植物的营养和水分供应。土壤的水分状况导致土壤的肥力差异，土壤水分是土壤肥力因素中不可分割的组成部分。针对地区气候和水资源状况调节土壤的水分含量与状态，增加土壤有效水含量，是农业增产增收的重要措施之一。退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境一、土壤水的类型吸湿水土壤水分来源：降水，灌溉，地下水。土壤水分形态：固态，液态，气态。液态水分类型：吸湿水，膜状水，毛管水，重力水。膜状水毛管水重力水水分关系退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

H2O 第七章第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 吸湿水吸湿水：土粒依据分子引力和静电引力从土壤空气中吸收的气态水分，是最靠近土粒表面的一层水膜。影响：土壤质地，有机质，空气湿度。意义：无效水。吸湿水膜状水毛管水重力水水分关系退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 膜状水膜状水：土壤含水量达到吸湿系数后，土粒剩余的分子引力和静电引力吸附的液态水膜。影响：土粒总表面积，土壤质地，有机质含量，土壤溶液浓度。意义：艰难吸收的有效水。吸湿水膜状水毛管水重力水水分关系退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 3. 毛管水毛管水：土壤含水量超过最大分子持水量时依靠毛管力保持在毛管孔隙中的液态水。影响：毛管半径，毛管孔隙度，土壤有机质含量。意义：有效水分。吸湿水膜状水毛管水重力水水分关系退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 4. 重力水重力水：土壤含水量超过田间持水量后，多余的由于重力作用沿大孔隙向下渗漏的水分。影响：土壤质地。意义：旱田无效，水田有效。吸湿水膜状水毛管水重力水水分关系退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

重力水饱和持水量 毛管悬着水田间持水量毛管断裂含水量毛管上升水毛管持水量膜状水最大分子持水量（萎蔫系数）吸湿水吸湿系数第七章第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 5. 土壤水分之间的关系吸湿水膜状水毛管水重力水水分关系退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境二、土壤水分的表示方法及有效性水分表示水分有效退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 土壤水分的表示方法重量百分数：水重占干土重（105~110℃烘干）的百分数。容积百分数：土壤水的溶积占土壤容积的百分数。相对含水量：土壤自然含水量占该土壤田间持水量的百分数。土壤水贮量：一定厚度的土层内土壤水的厚度（mm）。水分表示水分有效退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 土壤水分的有效性土壤最大有效水量＝田间持水量－萎蔫系数　　土壤实际有效水量＝土壤实际含水量－萎蔫系数速效水阶段：田间持水量----毛管断裂含水量 70%田间持水量毛管水连续，移动迅速，供应及时，“水就根”。缓效水阶段：毛管断裂含水量----45%田间持水量 70%田间持水量粗毛管水断裂，移动缓慢，供应不足，“根就水”。迟效水阶段： 45%田间持水量----萎蔫系数膜状水，移动更慢，难于利用，暂时萎蔫。水分表示水分有效退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境三、土壤水的能态土水势土壤水分能态：土壤水分的能量状态，由于土壤水移动缓慢，主要考虑其势能。土壤水分能态：土壤水分的能量状态，由于土壤水移动缓慢，主要考虑其势能。水分能态表示：土水势土壤水吸力土壤水分特征曲线。水吸力水分特征退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 土水势土水势土水势：同温、同压、同一高度下，土壤水与纯水的自由能差。意义：土壤内水分由水势高向水势低的区域移动。影响：土壤吸力。水吸力水分特征退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 土壤水吸力土水势土壤水吸力：土壤水在承受一定的土壤吸力的情况下所处的能量。土壤水吸力：土壤水在承受一定的土壤吸力的情况下所处的能量。意义：土壤含水量愈低，土壤水吸力愈大。土壤水分由吸力低处向水力高处移动。水吸力水分特征退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 3. 水分特征曲线土水势水分特征曲线：用土壤水的能量指标（巴）和土壤水的数量指标（水重%）制定的相关曲线。水分特征曲线：用土壤水的能量指标（巴）和土壤水的数量指标（水重%）制定的相关曲线。意义：同时反应土壤含水量、土壤水吸力和土壤水分有效性之间的关系。水吸力水分特征退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境四、土壤水分的运动土壤水汽的扩散与凝聚：水气压高处----→水气压低处水多处----→水少处暖处----→冷处（夏季土壤回潮，春季土壤返浆）土壤水分的蒸发：大气蒸发力阶段--土壤含水量＞田间持水量，自由蒸发，决定大气。土壤导水率控制阶段--土壤含水量＝田间持水量控制蒸发，干土层，早春顶凌耙地，灌后适时松土。扩散控制阶段--土壤含水量＜毛管断裂含水量气态扩散，干土层，镇压。退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第四节土壤水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境五、土壤水分的调节改良土壤质地增施有机肥料壤土和有机质含量高的土壤抗旱。加强农田基本建设促进土壤蓄水保墒梯田，平整土地，条田，台田，排水系统。发展农田水利排灌结合水库，渠系配套，抽水站，井，蓄水池，喷灌，滴灌。合理耕作秋蓄春保相结合秋天深翻地，耙地；春天耙耱保墒，镇压提墒；深松；植树造林；种肥种草；改良土壤。退出概述水分类型有效水分水分能态水分运动水分调节

第七章 第五节大气中的水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境植物通过蒸腾作用向空气中散失水分，江、河、湖、海和土壤中的水分经过蒸发分散到空气中，两者共同组成大气中的水分。大气中的水分有气态、液态和固态三种形态，大多数情况下以气态形式存在，三种形态在一定条件下可相互转化。表示空气潮湿程度（水分含量）的物理量，称为空气湿度。通常用水气压、相对湿度、饱和差和露点温度来表示。由液态或固态水转变为气态水的过程叫蒸发，水面蒸发是一个复杂的物理过程，它受温度、空气湿度、风速、气压等众多气象因子影响。大气中的水分不断增多达到饱和，遇到合适的条件要发生凝聚作用。由气态水转变为液态水或固态水的过程称为凝结，最终以雨、雪、雹、露、霜、雾和雨等形式降落地面。退出概述空气湿度水分蒸发水气凝结植物需水

第七章 第五节大气中的水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境一、空气湿度水汽压大气中水分存在状态：气态，液态，固态。空气湿度：表示空气潮湿程度的物理量，用水气压、相对湿度、饱和差和露点温度表示。大气中水分存在状态：气态，液态，固态。相对湿度饱和差露点湿度退出概述空气湿度水分蒸发水气凝结植物需水

水气压：空气中水气产生的压力，也称绝对湿度，以水气压：空气中水气产生的压力，也称绝对湿度，以百帕（hpa）为单位。影响：水气含量（正相关），温度（正相关）。 E水面= 6.11×10 E水面：0℃以上饱和水气压。 t ：气温。 7.5t 235 + t 第七章第五节大气中的水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 1. 水气压（e）水汽压水气压：空气中水气产生的压力，也称绝对湿度，以百帕（hpa）为单位。影响：水气含量（正相关），温度（正相关）。水气压：空气中水气产生的压力，也称绝对湿度，以百帕（hpa）为单位。相对湿度饱和差露点湿度退出概述空气湿度水分蒸发水气凝结植物需水

相对湿度：空气中的实际水气压与相同温度下的饱和相对湿度：空气中的实际水气压与相同温度下的饱和水气压的百分比。 e U = ×100% E 相对湿度：空气中的实际水气压与相同温度下的饱和水气压的百分比。 e U = ×100% E 影响：温度同一水气压下，温度愈高，空气的相对湿度愈小，空气愈干燥；反之，相反。第七章第五节大气中的水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 2. 相对湿度（U）水汽压相对湿度：空气中的实际水气压与相同温度下的饱和水气压的百分比。相对湿度饱和差露点湿度退出概述空气湿度水分蒸发水气凝结植物需水

第七章 第五节大气中的水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 3. 饱和差（d）水汽压饱和差：一定温度条件下，饱和水气压与空气中实际水气压的差值。 d = E – e 影响：温度空气水气含量不变的情况下，温度下降，饱和差减小；温度升高，饱和差增大；空气饱和，饱和差为零。饱和差：一定温度条件下，饱和水气压与空气中实际水气压的差值。 d = E – e 相对湿度饱和差露点湿度退出概述空气湿度水分蒸发水气凝结植物需水

第七章 第五节大气中的水分新世纪高职高专教改项目成果教材植物生长与环境 4. 露点温度（td）水汽压露点温度：空气中水气含量和水气压不变时，通过降低气温使空气达到饱和时的温度。影响：水气压（正相关）空气中水气压较大，温度降低很少即达饱和，因而露点温度较高；空气中水气压较小，温度降低很大幅度才能达饱和，因而露点温度较低。露点温度：空气中水气含量和水气压不变时，通过降低气温使空气达到饱和时的温度。相对湿度饱和差露点湿度退出概述空气湿度水分蒸发水气凝结植物需水

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