页数：61页文件大小：3.54 MB来源： 植物生长与环境ppt课件
本课件讲第七章植物生长与水分，从含水量与束缚水自由水讲起，说明水势、渗透吸水、根压与蒸腾拉力等吸水机理，进而分析气孔蒸腾与明开夜合运动，最后介绍土壤水分四类形态与有效性、空气湿度表示方法及作物需水规律。
第二篇植物生长与环境调控，第七章植物生长与水分。
生命起源于水，植物不断从周围环境吸收水分以满足生命活动需要。不同植物、同一植物不同部位的含水量不同，长期适应和自然选择形成旱生植物、陆生植物和水生植物的划分。
生产上应根据当地土壤、气候特点和植物习性选择相应栽培品种，保证丰产丰收。
图中显示不同植物组织含水量的差异，总体表现为草本植物含水量高于木本植物。
图中显示同一植物不同器官组织含水量的差异，根尖、茎尖和叶片含水量高，种子含水量低。
图中显示不同生长环境下植物含水量的差异，依次为水生植物＞陆生植物＞旱生植物。
图中显示组织代谢状态与含水量的关系，代谢旺盛的组织含水量高，代谢微弱的组织含水量低。
「有收无收在于水，收多收少在于肥」。土壤中才含有充分而比较稳定的水分，植物需水主要从土壤中吸取。
植物吸水的器官是根，吸水部位是根毛区；植物吸水首先是细胞吸水，取决于细胞内外的水势差，主要方式是渗透吸水。
植物吸水部位：根系—根尖—根毛区—根毛。根毛区是吸水最活跃的区域。
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＋液泡膜构成半透膜，细胞液与胞外溶液存在水势差。
细胞吸水方式包括渗透性吸水、吸胀吸水和代谢性吸水。
根系吸收的水分除少数参与代谢外，大部分通过地上部分散失到空中，牵动体内水流，完成物质运输和营养分配。
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；光照、大气湿度、温度和风直接影响蒸腾效率。
蒸腾作用：水分从植物地上部分以水蒸气形式散失到大气中的过程。
孔面积很小时，通过小孔边缘扩散的分子受干扰阻力小、速度快，称边缘效应；分子通过小孔的扩散速率不与面积成比例而与小孔周长成比例，即小孔扩散律。
气孔很小（μm2），虽只占叶面积的0.5%—1%，但数量多、周长大，水蒸气经气孔扩散的速率很高，约占总蒸腾量的90%以上。
气孔运动表现为明开夜合：夜间闭合，白天开放，由保卫细胞水势变化驱动。
光合作用吸收CO2、呼吸作用释放CO2，CO2＋H2O → H2CO3 → H+＋HCO3-：H+愈多pH愈低，OH-愈多pH愈高。
淀粉磷酸化酶：pH升高时催化淀粉转化为葡萄糖-1-磷酸（葡萄糖溶于水），pH降低时逆向生成淀粉；气孔保卫细胞含叶绿体，能进行光合作用。
白天光照下，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，保卫细胞水势降低、吸水膨胀，气孔张开。
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，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。
| 环境因素 | 相关关系 |
|---|---|
| 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 |
土壤由矿物质、有机质、水分、气体和微生物组成，水分参与土壤中各种物质和能量的转化。
水分的形态、数量和能量决定转化强度，影响植物吸水与土壤的营养水分供应；针对地区气候和水资源状况调节土壤水分、增加有效水含量，是农业增产增收的重要措施。
| 类型 | 定义 | 有效性 |
|---|---|---|
| 吸湿水 | 土粒靠分子引力和静电引力从土壤空气中吸收的气态水膜 | 无效水 |
| 膜状水 | 达到吸湿系数后土粒剩余引力吸附的液态水膜 | 艰难吸收的有效水 |
| 毛管水 | 超过最大分子持水量时靠毛管力保持在毛管孔隙中的水 | 有效水分 |
| 重力水 | 超过田间持水量后沿大孔隙向下渗漏的水 | 旱田无效、水田有效 |
吸湿水是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。
影响因素：土壤质地、有机质、空气湿度。意义：无效水。
膜状水是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。
影响因素：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。
毛管水是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。
影响因素：毛管半径、毛管孔隙度、土壤有机质含量。意义：有效水分。
重力水是土壤含水量超过田间持水量后，多余水分因重力作用沿大孔隙向下渗漏的部分。
影响因素：土壤质地。意义：旱田无效，水田有效。
| 水分类型 | 对应水分常数 |
|---|---|
| 吸湿水 | 吸湿系数 |
| 膜状水 | 最大分子持水量（萎蔫系数） |
| 毛管水 | 毛管持水量、田间持水量、毛管断裂含水量 |
| 重力水 | 饱和持水量 |
| 阶段 | 含水量范围 | 供水特点 |
|---|---|---|
| 速效水阶段 | 田间持水量—毛管断裂含水量（约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—约45%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 | 约45%田间持水量—萎蔫系数 | 膜状水移动更慢、难于利用，出现暂时萎蔫 |
土壤水分能态指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；常用土水势、土壤水吸力和土壤水分特征曲线表示。
意义：土壤内水分由水势高的区域向水势低的区域移动，受土壤吸力影响。
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吸力高处移动。
注：源文件该页末句作「由吸力低处向水力高处移动」，按土壤水吸力定义修正为「向吸力高处移动」。
水分特征曲线是用土壤水的能量指标（巴）和数量指标（水重%）制定的相关曲线，可同时反映土壤含水量、土壤水吸力和土壤水分有效性三者之间的关系。
土壤水汽的扩散与凝聚方向：水气压高处→低处、水多处→水少处、暖处→冷处（夏季土壤回潮、春季土壤返浆）。
植物蒸腾与江河湖海、土壤蒸发共同组成大气中的水分。大气水分有气态、液态和固态三种形态，多数情况下以气态存在，三态可相互转化。
表示空气潮湿程度的物理量称空气湿度，常用水气压、相对湿度、饱和差和露点温度表示；水汽凝结最终以雨、雪、雹、露、霜、雾等形式降落地面。
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，常用水气压、相对湿度、饱和差和露点温度表示。
影响因素：水汽含量（正相关）、温度（正相关）。水面饱和水气压 E水面＝6.11×107.5t／（235＋t）（0℃以上）。
温度影响：同一水气压下，温度愈高，相对湿度愈小、空气愈干燥；反之相反。
水汽含量不变时，温度下降饱和差减小，温度升高饱和差增大；空气饱和时饱和差为零。
水气压较大时降温很少即达饱和，露点温度较高；水气压较小时需大幅降温，露点温度较低。
形成条件：无风或微风的夜晚，地面有效辐射强烈，近地气层温度降至露点温度以下。
作用：放热，使萎蔫植物复苏，也易引起病虫害。
形成条件：无风或微风的夜晚，地面有效辐射强烈，近地气层温度降至露点温度以下，且露点温度＜0℃。
作用：放热，使萎蔫植物复苏，也易引起病虫害。
形成条件：低层温度降至露点温度以下。种类：辐射雾、平流雾、平流辐射雾。
作用：影响光合、推迟开花、果实劣质、诱发病虫入侵。预防：降低地下水位、营造防护林。
云是高空大气中水汽凝结而成的水滴、冰晶或二者混合组成的悬浮体。形成条件：充足的水分、足够的凝结核、适宜的冷却条件。
天气征兆：云底高、云量少、云层薄、颜色明亮，不会下雨；云底低、云量多、云层厚、颜色黑暗，可能下雨。
表示方法：降水量、降水强度。
农谚：「有收无收在于水，收多收少在于肥」「风调雨顺，五谷丰登」。
水是原生质的主要组成成分，细胞含水量直接影响生理活性；水分以束缚水和自由水两种状态存在，二者比例影响代谢强度与抗逆性。
植物通过根系从土壤吸水、通过叶片向大气散失水分，在体内形成水流完成物质吸收运输。
土壤水有吸湿水、膜状水、毛管水和重力水四类，毛管水和重力水是植物主要能吸收的水分；大气水分以三态存在，凝结后以露、霜、雾、雨、雪形式降落地面。
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