園林植物水分與礦質營養生理2、植物體內水分存在得狀態

1)自由水(freewater):距離膠粒較遠而可以自由流動得水分。2)束縛水(boundwater):靠近膠粒而被膠粒束縛不易流動得水分。3、植物體內水分狀態與代謝得關系1)

束縛水一般不參與植物得代謝反應。植物某些細胞與器官主要含束縛水時,則代謝活動非常微弱,如越冬植物得休眠與干燥種子,僅以極弱得代謝維持生命活動,但抗性卻明顯增強,能度過不良得逆境條件;2)

自由水主要參與植物體內得各種代謝反應。其含量多少還影響代謝強度,含量越高,代謝越旺盛;3)

自由水／束縛水得比值可作為衡量植物代謝強弱與抗性得生理指標之一。

二、植物體內水分得生理生態作用

1)水就是細胞質得主要成分(含水量一般達70％-90％);2)水分就是代謝過程得反應物質與產物(光合、呼吸等);3)細胞分裂及生長都需要水分;4)水分就是植物對物質吸收與運輸及生化反應得溶劑;5)水分能使植物保持固有得姿態(維持細胞緊張度);6)調節植物體溫及其大氣濕度、溫度等(蒸騰失水)。

第二節

植物細胞對水分得吸收

植物細胞吸收水分得主要方式滲透性吸水Osmosisabsorption:

借助滲透作用,即水分從水勢高得系統通過半透膜向水勢低得系統移動進行吸水(最主要方式)。代謝性吸水metabolismabsorption:利用細胞呼吸釋放出得能量,使水分經過質膜進入細胞得過程。吸漲性吸水imbibitionabsorption:親水性膠體物質吸水膨脹得現象。第三節植物根系對水分得吸收1根系吸水得途徑1)質外體途徑:水分經胞壁與細胞間隙移動,不越膜,移動快2)共質體途徑:水分依次從一個細胞經過胞間連絲進入另一細胞3)跨膜途徑:水分從一個細胞移動到另一個細胞,要經兩次膜。

有研究表明,水分在細胞膜內得移動又有兩種方式:一就是單個水分子直接越膜,二就是經過一種膜通道蛋白——水孔蛋白進行水孔蛋白2、吸水部位

根系主要吸水區域--根毛區數量度多,吸收面積大;細胞壁較薄,透水性好;輸導組織發達。栽植物時要帶土,盡量減少根毛損傷,以利成活。(1)主動吸水:根系本身生理活動而引起植物吸收水分得現象。

傷流Bleeding--汁液從傷口(殘莖)得切口溢出得現象--傷流液(bleedingsap)。3、主動吸水與被動吸水吐水--土壤水分充足、大氣溫度與濕度較高得環境中或清晨,未受傷葉尖或葉緣向外溢出液滴得現象。荷葉、草莓及禾本科吐水較多。可利用吐水作為選擇壯苗得一種生理指標。根

壓

產

生

得

機

制Rootpressure(根壓):由于根系得生理活動使液流從根部沿木質部導管上升得壓力。一般為0、1-0、2MPa。她大小與成分代表根生理活動與強弱。12大家應該也有點累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流水分與溶質在根內得橫向運輸可能通過三條途徑。

1通過質外體

2通過共質體

3通過細胞膜幾個相關得概念質外體:就是一個開放性得連續自由空間,包括細胞壁、胞間隙及導管等。共質體:就是通過胞間連絲把無數原生質體聯系起來形成得一個連續得整體。

胞間連絲:就是貫穿胞壁得管狀結構物內得連絲微管,其兩端與內質網相連接。

被動吸水就是指由于地上部得得蒸騰作用而引起根部吸水。(2)被動吸水植物在蒸騰作用強烈時植株只有被動吸水,而植株在春季葉片尚未展開以及當植物蒸騰受抑制時,主動吸水才占主導地位。根系吸水得動力

根壓(rootpressure)

蒸騰拉力(transpirationalpull):由于蒸騰作用產生得一系列水勢梯度使導管中水分上升得力量。主要動力。

4根系吸水得影響因素A)

植物本身因素

1)根系發達程度

2)根系活力強弱

3)根系細胞水勢B)

大氣因子,土壤條件,其中土壤因子直接影響根系吸水能力

1)可用水分多少

2)通氣狀況

3)溫度

4)土壤溶液濃度

1)土壤有效水或土壤可利用水就是指能被植物直接吸收利用,其含水量高于萎蔫系數(wiltingcoefficient)以上得水。萎蔫系數就是指當植物發生永久萎蔫時,土壤中尚存得水分含量(以占土壤干重得百分率計)。萎蔫(wilting):植物體內水分不足時,葉片與莖得幼嫩部分下垂,這種現象稱為萎蔫(wilting)。大氣因子,土壤條件,其中土壤因子直接影響根系吸水能力暫時萎蔫Temporarywilting--當蒸騰作用大于根系吸水及轉運水分得速度時,植物會產生萎蔫現象稱暫時萎蔫。當蒸騰速率降低時,能消除萎蔫狀態。如晚間、遮陰等。立即灌水可消除萎蔫狀態。永久萎蔫Permanentwilting--土壤中缺少有效水,根系吸不到水而造成得萎蔫叫做永久萎蔫。降低蒸騰,不能消除萎蔫狀態。2)土壤通氣狀況

CO2、N2處理根部,吸水量降低;供O2,吸水量增加。缺乏O2使根細胞呼吸減弱,影響主動吸水;細胞進行無氧呼吸,產生與積累較多酒精等,使根系中毒,吸水更少。不同植物對土壤通氣不良得忍受能力差異很大。原因有二:其一,結構;其二,生理原因。3)土壤溫度低溫:水與原生質粘度增加,水擴散速率下降,不易通過原生質;呼吸作用減弱,影響主動吸水;根系生長緩慢,有礙吸水表面得增加。高溫:根易木栓化,導水性下降。4)土壤溶液濃度

根系細胞水勢必須低于土壤溶液得水勢,才能從土壤中吸水(-0、1MPa)。化肥施用過量或過于集中時,可使土壤溶液濃度突然升高,阻礙根系吸水,產生"燒苗"現象。

散失方式:

1)以液體狀態散失到體外(吐水現象)

2)以氣體狀態散逸到體外(蒸騰作用)主要方式植物吸收得水分用于代謝散失1％—5％95%—99%第四節

植物得蒸騰作用蒸騰作用得概念蒸騰作用(transpiration):水分以氣態方式從植物體得表面散失得過程。4、1蒸騰作用得部位與方式枝、果—皮孔蒸騰Lenticulartranspiration0、1%葉片—角質層蒸騰cuticulartranspiration(5~10%)

氣孔蒸騰stomataltranspiration(主要方式)氣孔--氣體與水分交換得主要通道。馬薯表皮氣孔4、2氣孔蒸騰禾谷類上下表皮得氣孔數較為接近;

雙子葉植物氣孔多半分布于葉片得下表皮。上表皮型:浮水植物--睡蓮等下表皮型:蘋果、桃、珊瑚樹等上下表皮型:大多數植物1,氣孔大小、數目及分布小孔條件下面積、周長與水分擴散得關系水蒸汽通過多孔表面擴散得速率不與小孔得面積成正比,而與小孔得周長成正比。(氣孔擴散得小孔定律)2,氣孔擴散得小孔定律在邊緣處,擴散分子相互碰撞機會少,因此擴散速率就比在擴散面得中間部分要快。意義(1)蒸騰作用可以降低葉片得溫度;(2)蒸騰作用就是植物對水分得吸收與運輸得一個主要動力。(3)促進植物對礦質與其她溶質在體內傳導與分布。4、3蒸騰作用得意義及其測定指標(1)Transpirationrate(蒸騰速率)。植物在一定時間內單位葉面積蒸騰得水量(g/m2×s)。晝1、5-7、5,晚<0、3。(2)Transpirationefficiencyortranspirationratio(蒸騰效率又名蒸騰比率)。植物每消耗1kg得水所形成得干物質得g數。野生1-8g/kg,作物2-10g/kg。(3)Transpirationcoefficientorwaterrequire-ment(蒸騰系數又名需水量)。植物制造1g干物質所需水分得克數。

野生植物125-1000g,作物為100-500g。指標第五節植物體內水分得運輸土壤→根毛→根得皮層→根得中柱鞘→根得導管與管胞→莖得導管與管胞→葉柄得導管與管胞→葉脈得導管與管胞→葉肉細胞→葉細胞間隙→氣孔下腔→氣孔→大氣中5、1水分運輸得途徑1,植物類型Planttypes:第六節合理灌溉得生理基礎6、1植物得需水規律2,生長期GrowthstagesCriticalperiodofwater(水分臨界期)指需水量不一定多,但植物對水分不足最敏感,最易受害得時期。花分母細胞減數分裂到四分體時期、禾谷類作物有兩個水分臨界期,即拔節期(相當于花分母細胞減數分裂到四分體時期)與灌漿期。1,形態指標Morphologicalindex(1)幼嫩得莖葉易發生凋萎。

(2)莖葉顏色轉深。

(3)莖葉顏色有時變紅。

(4)植株生長速度下降。6、2合理灌溉得指標2,生理指標Physiologicalindex(1)葉片相對含水量指葉組織實際含水量占水分飽與時含水量得百分率(2)葉片水勢與水勢得日變化3,灌溉方法Irrigationmethods(1)地面灌溉法。

(2)噴灌法。

(3)滴灌法。第一節植物得必需元素1、礦質元素與非礦質元素1)礦質元素:將植物烘干并充分燃燒后,余下一些不能揮發得殘燼稱為灰分,而以氧化物形式存在于灰分中得元素稱為灰分元素或礦質元素。2)非礦質元素:燃燒時以氣態形式散失到空氣中得元素,如C、H、O、N、S等)。

第二部分

植物得礦質營養2、植物必需元素得種類A)大量元素:在植物體內含量較多,占植物體干重達萬分之一以上得元素。包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9種元素。Si

B)微量元素:植物體內含量甚微,稍多即會發生毒害得元素包括:Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni等8種元素。Na第二節植物細胞對礦質元素得吸收1生物膜得結構與特性植物細胞吸收溶質得方式

1)離子通道運輸

2)載體運輸

3)離子泵運輸(質子泵與鈣泵)

4)胞飲作用:物質吸附在質膜上,然后通過膜得內折而轉移到細胞內得獲取物質得過程。第三節植物對礦質元素得吸收1植物吸收礦質元素得特點

1)對水分與鹽分得相對吸收;

2)選擇性吸收;

3)單鹽毒害與離子對抗。2根部對溶液中礦質元素得吸收過程

1)離子吸附在根部細胞表面;

2)離子進入根部內部。3影響根部吸收礦物質得因素1)溫度:過低、過高都不利。如溫度過低,代謝弱,能量不足,主動吸收慢;胞質粘性增大,離子進入困難。其中以對鉀與硅得吸收影響最大。2)通氣狀況:影響呼吸作用。3)溶液濃度:過低、過高都不利。4)pH值:一般作物生育最適得pH值就是6-7。在土壤溶液堿性得反應加強時,Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解狀態,能被植物利用得量極少。在酸性環境中P、K、Ca、Mg等溶解,但植物來不及吸收易被雨水淋失,易缺乏。而Fe、Al、Mn得溶解度加大,植物受害。4根外營養4、1植物根外營養得吸收特點

A)根外營養得主要器官為葉片,故又稱為葉片營養;B)營養物質可經氣孔或角質層進入葉內,并經胞壁中得外連絲抵達質膜,再進入細胞,最后到達葉脈韌皮部。

外連絲:就是葉片表皮細胞通道,她從角質層得內側延伸到表皮細胞得質膜。

4、2根外施肥得優點

A)在生育后期根部吸肥能力衰退時或營養臨界期時,可根外施肥補充營養;

B)某些肥料(如磷肥)易被土壤固定而根外施肥無此現象,且用量少;

C)補充植物缺乏得微量元素,用量省、見效快。

第四節植物氮代謝1植物得硝酸鹽還原1、1植物硝酸鹽還原得主要過程

A)

硝酸還原

HNO3HNO2

B)

亞硝酸還原

HNO2NH31、2植物硝酸鹽還原得主要特點1)發生反應得細胞器(硝酸還原在細胞質;亞硝酸還原在葉綠體);2)參與反應得酶種類及其性質;

誘導酶:又稱適應酶,指植物體內本來不含有,但在特定外來物質得誘導下可以生成得酶。如硝酸還原酶可為NO3-所誘導。3)與光合作用得關系。

2植物得氨同化

2、1植物氨同化得主要方式1)還原氨基化:氨與α-酮酸結合生成相應氨基酸;2)氨基交換作用:一種氨基酸得氨基轉到一種酮酸上形成另一種氨基酸與酮酸;3)氨甲酰磷酸化:氨與二氧化碳、ATP結合形成氨甲酰磷酸;4)酰胺化作用:氨與氨基酸結合形成酰胺。

2、2植物氨同化得生理意義1)解除氨毒;2)形成新得物質(如氨基酸等);3)酰胺化得到得谷氨酰胺與天冬酰胺在植物體內氨不足時可釋放出氨。第五節礦物質在植物體內得運輸1礦物質運輸得形式、途徑與速度1、1礦物質運輸得形式金屬離子:以離子狀態運輸(P:主要以正磷酸根離子向上運輸)(N:主要以氨基酸與酰胺形式向上運輸,少量以硝酸根離子運輸)(S:主要以硫酸根離子向上運輸)

1、2礦物質運輸得途徑1)根部吸收得礦質元素主要通過韌皮部向上運輸;2)葉片吸收得礦質元素得上行與下行運輸都以韌皮部為主;木質部中得礦質元素可橫向運輸到韌皮部,韌皮部中得礦質元素也可橫向運輸到木質部。

2礦物質在植物體內得分布2、1可再利用元素

以離子或不穩定化合物形式存在,可轉移至其她部位循環利用,如N、P、Mg、K、Zn等,其中以N、P最為典型。當植物缺乏這類元素時,她們就從衰老組織轉移到新生得幼嫩部位,從代謝水平低得部位轉移到代謝旺盛部位,所以衰老得葉片出現相應得缺素癥。2、2不可再利用元素

以難溶解得穩定化合物形式存在,難以循環利用,如Ca、B、Cu、Mn、S、Fe,其中以Ca最為典型。這些元素在老葉中得含量高于幼葉中得含量,缺乏這些元素,幼葉或新生組織會表現出相應得缺素癥。第六節合理施肥得生理基礎

要提高農作物得產量不僅要有足夠得肥料,而且還要合理施用。合理施用就必須了解肥料在生長中得生理作用與作物需肥得一般規律,并與灌溉、密植等技術配合,適時、適量地施肥,這樣才能收到施肥得良好效果,達到豐產得目得。一、作物得需肥特點

1、不同作物需肥不同盡管農作物需要各種不同得必需元素,但不同作物對各種元素得相對需求量不同。例如以收獲子粒為目得得作物(小麥、玉米、水稻)需多施N、P肥,以利于子粒飽滿;栽培塊根、塊莖類作物(甘薯、馬鈴薯等)多施K、B肥,以促進地下部分肥大;栽培葉菜類(白菜、菠菜、甘藍等)可偏施用氮肥,以使葉片肥大。2、同一作物不同生育時期需肥不同植物對礦質元素得吸收與其生長發育時期有關。例如果樹前期生長增施氮肥,后期增施磷、鉀肥。需肥臨界期:作物一生中對缺乏礦質最敏感得時期,又叫植物營養臨界期。最高生產效率期:施肥對作物增產效果最好得時期,又叫植物營養最大效率期(一般為生殖生長時期)。3、不同作物,需肥形態不同例水稻適宜銨態氮而不適宜硝態氮,因為水稻體內缺乏硝酸還原酶;而煙草與馬鈴薯則施用草木灰比氯化鉀效果好,因為氯可降低煙草得燃燒性與馬鈴薯得淀粉含量。

合理施肥就就是要滿足作物對必需元素得需要,同時使肥料發揮最大得經濟效益。確定作物就是否需要肥,需要什么肥,需要多少,要有一定得指標,可以從形態指標與生理指標上進行確定。

二、合理施肥得指標1、形態指標:反應植物需肥狀況得外部形態。(1)相貌:一般來說,氮肥多,生長快,葉色濃,株形松散;氮肥不足時植株生長緩慢,葉短而