第1页：根系吸水与蒸腾作用
本章讲授水分在植物生命活动中的重要性、水势、水分运输与分配、蒸腾作用的生理意义及影响因素，以及植物对水分和矿质元素的吸收特点。
- 土壤水分的形式
- 毛管水（毛管力保持在土壤颗粒间毛管内的水分）、束缚水（土壤颗粒亲水表面吸附的水分）、重力水（饱和土壤中因重力渗漏的水分）；按植物利用情况可分为可利用水和不可利用水。
- 根系吸水部位
- 主要在根的先端约10cm内，即根尖木质部已成熟的伸长区及邻接伸长区的成熟区，也就是根毛区。
- 主动吸水
- 由根系代谢活动引起的吸水过程；根系离子吸收与运输造成内外水势差，使水沿下降的水势梯度进入中柱导管并向上运输，表现为伤流和吐水。
- 被动吸水
- 由蒸腾拉力引起的吸水，是根系吸水的主要方式。
- 蒸腾作用
- 水分从植物地上部分以水蒸气状态向外散失的过程，是植物失水的主要方式。
蒸腾作用的生理意义
- 是植物对水分吸收和运输的主要动力
- 促进植物对矿物质的吸收和运输
- 降低植物体和叶片的温度
- 气孔开放有利于光合作用中CO2的固定
第2页：气孔运动与蒸腾指标
- 蒸腾的方式
- 气孔蒸腾（主要形式）、角质蒸腾和皮孔蒸腾（仅占全蒸腾量的0.1%）。
- 气孔结构特点
- 细胞壁不均匀加厚、细胞器与表皮细胞不同、体积小于表皮细胞、与表皮细胞间无胞间连丝。
- 淀粉与糖转化学说
- 光下光合作用消耗CO2，保卫细胞pH升高，淀粉磷酸化酶催化淀粉水解为糖，渗透势下降，保卫细胞吸水膨大，气孔张开；暗中CO2积累、pH下降，糖转化为淀粉，细胞失水，气孔关闭。此外还有K+积累学说和苹果酸代谢学说。
- 蒸腾速率
- 植物在一定时间内单位叶面积散失的水量，又称蒸腾强度。
- 蒸腾比率
- 植物每消耗1kg水所生产干物质的克数，又称蒸腾效率。
- 蒸腾系数
- 植物制造1g干物质所消耗的水量（g），又称需水量，是蒸腾比率的倒数。
影响蒸腾作用的外界因素
- 光：促进气孔开启，蒸腾增加
- 水分状况：水分充足有利于气孔开放，过多反而使气孔关闭
- 温度：气孔开度一般随温度升高而增大，温度过高失水增大也可使气孔关闭
- 风：微风有利于蒸腾，强风使蒸腾降低
- CO2浓度：浓度低促使气孔张开，蒸腾增强
- 降低蒸腾的途径：减少蒸腾面积、改善植物生态环境、应用抗蒸腾剂
第3页：水分运输与合理灌溉
水分运输的途径
- 土壤溶液→根部→皮层薄壁细胞→木质部导管和管胞→茎或叶的木质部→叶片木质部末端细胞→气孔下腔附近的叶肉细胞细胞壁→蒸腾散失
- 质外体：没有原生质体的部分；共质体：原生质体
- 经过死细胞适于长距离运输，经过活细胞适于短距离运输
- 内聚力学说
- 由爱尔兰人H. H. Dixon提出。叶片蒸腾失水使水势下降，与根系之间形成水势梯度，推动水分沿导管上升；水柱同时受重力和水势梯度作用而承受张力。水分子内聚力可达30MPa以上，而水柱张力仅约0.5—3.0MPa，加之水分子与导管壁纤维素的附着力，导管中的水流可保持连续不断，又称蒸腾—内聚力—张力学说。
- 植物需水规律
- 幼苗期需水较少，随营养体增大需水量增加，营养生长向生殖生长过渡时期需水量最大，以后逐渐降低。
- 灌溉指标
- 土壤指标（田间持水量低于60%—80%时需灌溉）、形态指标（幼嫩茎叶凋萎、茎叶转深或变红、生长速度下降）、生理指标（细胞汁液浓度、叶片渗透压、叶片水势、气孔开度、气孔阻力）。
- 灌溉原则：适时、适量、高质、高效；最适时期为水分临界期和最大需水期
- 灌溉方式：漫灌、沟灌、喷灌、滴灌
第4页：必需矿质元素与缺素诊断
植物对矿质元素的吸收、运输和同化过程叫矿质营养。目前公认的植物必需元素有17种。
植物必需元素分类表| 类别 | 划分标准（占干重） | 包含元素 |
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| 大量元素 | 分别占植物体干重的0.1%以上 | C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg |
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| 微量元素 | 分别占植物体干重的0.01%以下 | Cu、Zn、Mn、Fe、Mo、B、Cl、Ni |
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必需元素的生理作用
- 作为植物体结构物质的组成成分
- 作为生命活动的调节剂，参与酶的活动并影响代谢
- 起电化学作用，参与渗透调节、胶体稳定和电荷中和
缺素诊断
- 诊断方法：化学分析诊断法、病症诊断法、加入诊断法
- 可移动可再利用的元素（N、P、K、Mg、Zn）缺乏症首先出现在老叶
- 不能移动不能再利用的元素（Ca、B、Cu、Mn、Fe、S）缺乏症首先出现在嫩叶
- N、Mg、Mn、Fe、S等参与叶绿素合成，缺乏时引起缺绿症
第5页：矿质吸收与元素同化运输
- 被动吸收
- 细胞不消耗代谢能量，通过扩散作用或其他物理过程进行的吸收；O2、CO2、NH3等以简单扩散进入细胞，带电荷的离子需转运蛋白协助，称协助扩散或易化扩散。
- 主动吸收
- 细胞利用代谢能量逆浓度梯度吸收矿质元素，需要转运蛋白参与；转运蛋白分通道蛋白和载体蛋白，载体蛋白又有单向、同向和反向运输载体，离子也可通过离子泵（质子泵和钙泵）跨膜运输。
- 胞饮作用
- 细胞将吸附在质膜上的矿物质通过膜的内折转移到细胞内，属非选择性吸收，在植物细胞中不很普遍。
- 单盐毒害和离子对抗
- 单盐溶液中加入少量含其他价数金属离子的盐类，毒害现象会减轻或消失，这种作用称离子对抗；植物只有在一定浓度和比例的多种盐混合液（平衡溶液）中才能正常生长。
根系吸收矿质元素的步骤
- 把离子吸附在根部细胞表面：阳离子与质膜表面的H+交换，阴离子与HCO3-交换
- 离子进入根细胞内部：经共质体途径或通过质外体扩散至内皮层以外，因凯氏带存在必须转入共质体才能继续向内运送
- 离子进入导管：经共质体途径进入木质部后，由木质薄壁细胞主动或被动地进入导管
同化与运输
- 氮的同化：根系吸收的NO3-需经硝酸还原酶催化还原为氨才能被利用，还原过程可在根或地上部分发生
- 根部吸收的矿物质伴随蒸腾流通过木质部向地上部分运输；叶片吸收的矿物质可通过韧皮部或木质部运输，也可通过韧皮部向地下运输
