导图社区 植物生理学之水的代谢
植物生理学之水的代谢思维导图，包括水在植物生命活动中的作用、植物细胞对水分的吸收、植物根系对水分的吸收等内容。
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水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程称为植物的水分代谢
水在植物生命活动中的作用
水分子的结构
氢键
水与植物生命活动有关的理化性质
比热容高
汽化热大
内聚力、黏附力和表面张力大
致使植物体内导管中形成上升的水柱不易被拉断
良好的溶剂
高介电常数
透明液体
有利于光的吸收和传导
体积不可压缩性
植物的含水量
含水量=【（鲜重-干重）/鲜重】，反映植物生命活动强弱的决定性因素
不同植物的含水量不同
同一植物不同器官和组织的含水量不同
同一器官和组织在不同的生育时期含水量不同
同一植物生长在不同环境中的含水量不同
植物体内水分存在的状态
束缚水：与细胞组分紧密结合而不能自由移动的水
自由水：与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水
关系：当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱；反之，细胞原生质呈凝胶状态，植物活性低，生长迟缓，但抗逆性强
水分在植物生命活动中的作用
水是细胞原生质的重要组成部分
水对植物的生命活动有重要作用
水对植物生存有重要的生态意义
植物细胞对水分的吸收
水势的概念
含水体系的水势组分
水的移动
植物细胞的吸水
细胞间的水分移动
植物根系对水分的吸收
根系吸水部位
根的尖端，包括根冠、分生区、伸长区和根毛区，根毛区吸水能力最强
根毛区吸水强的原因：根毛区有很多根毛，吸收面积大：根毛细胞壁的外层由果胶质覆盖，黏性较强，亲水性好：根毛区的运输组织发达，对水阻力小。其他部分吸水较弱的原因：木栓化程度高或是输导组织未形成
根系吸水途径
质外体途径
指水分经由细胞壁、细胞间隙以及木质部导管等形成的质外体的移动途径；阻力小，运输快。根系吸水主要方式。
共质体途径
指水分依次从一个细胞的细胞质经过胞间连丝进入另一个细胞的细胞质的移动途径；阻力大，移动慢。可能不是根系吸水的主要途径
跨膜途径
指水分透过细胞膜的运输途径
根系吸水机理
主动吸水
根压
根压是木质部的正压力，是主动吸水的原因
伤流
伤流液的数量和成分，可作为根系生理活性的指标
吐水
吐水现象可以作为根系生理活性和作物移栽成活的指标
根压产生机制
根系生理活动和内皮层内外的水势差（更深层本质的原因)，离子浓度和溶质浓度
被动吸水
由蒸腾拉力引起的根系吸水成为被动吸水
蒸腾拉力是指因叶片蒸腾作用而产生的水势梯度使植物体内水分上升的力量
在植物吸水中所占比重
影响根系吸水的土壤条件
土壤水分状况
按物理状态分为束缚水、毛管水和重力水。束缚水植物无法利用。重力水对旱地作物来说占据了土壤大孔隙，水多气少，不利于根系的呼吸和生长；对水稻来说，是水稻生长重要的生态需水。毛管水是植物吸收水分的主要来源。
田间持水量：表示土壤保水能力的指标，指当土壤中重力水全部排出后，保留最大的全部毛管水和束缚水时的土壤含水量，以水分占土壤干重的百分比表示。
土壤含水量：土壤中实际毛管水和束缚水的量占土壤干重的量：土壤含水量占田间持水量的70%最适宜。
暂时萎蔫：蒸腾速率降低后，萎蔫植物可以恢复
永久萎蔫：蒸腾速率降低后，萎蔫植物仍不能恢复
永久萎蔫系数：指植物刚发生永久萎蔫时，土壤中尚存的水分占土壤干重的百分率
土壤温度
根系吸水速率随土壤温度的升高而加快，然后在下降
原因
土壤通气状况
土壤溶液浓度
化肥过多
盐碱地
蒸腾作用
定义：植物体内水分以气态散失到大气中去的过程；蒸腾作用是一个生理过程。
蒸腾作用的生理意义、方式和指标
生理意义
蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物吸收和转运水分的主要动力（高大乔木）
蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输
蒸腾作用能降低植物体的温度（水的汽化）
蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化（气孔开放)
方式
皮孔蒸腾（为木栓化的部位，如幼嫩的茎秆，占0.1%）
角质层蒸腾（湿生植物、阴生植物角质层不发达，可达50%：一般植物仅占5~10%）
气孔蒸腾（中生植物和旱地植物蒸腾作用的主要方式）
指标
蒸腾速率
又称蒸腾强度，指植物在单位时间、单位叶面积上蒸腾散失的水分
蒸腾效率
又称蒸腾生产率，指植物每蒸腾1kg水所形成的干物质的克数
蒸腾系数
又称需水量，指植物每制造1g干物质所蒸腾水分的克数
蒸腾比率
指植物光合作用每固定1molCO2所需蒸腾散失的水量
气孔蒸腾
气孔的形态结构及生理特点
气孔是表皮组织上的两个保卫细胞和由其围绕形成的孔隙的总称
气孔器（气孔复合体）：包括保卫细胞、副卫细胞和中间的小孔
小孔律：气体通过多孔表面扩散的速率不与小孔的面积成正比，而与小孔的周缘长度成正比，孔越小，扩散速率越快。
气孔运动的机理（由于保卫细胞的膨压变化引起的)
无机离子泵学说
苹果酸代谢学说
淀粉-糖转化学说
影响气孔运动的外界因素
光
二氧化碳
温度
水分
植物激素
影响蒸腾作用的内外因素
内部因素
叶片结构和气孔器及其周围细胞的形态结构
外部因素
光照
湿度
风速
土壤状况
降低蒸腾的途径和措施
减少蒸腾面积
降低蒸腾速率
使用抗蒸腾剂
植物体内水分的运输
水分运输的途径和速度
在土壤-植物-大气连续体中，水分运输的途径是：土壤-根毛-根皮层-内皮层-中柱鞘-根导管或管胞-茎导管-叶柄导管-叶脉导管-叶肉细胞-叶细胞间隙-气孔下腔-气孔-大气
通常水分运输速率是白天大于晚上，直射光下大于散射光下
水分在植物体内上升的机制
水分沿导管上升的动力决定于导管两端的压力势差
根压（正压力势）
蒸腾拉力（负压力势）
水柱的连续性
内聚力学说（蒸腾流-内聚力-张力学说）
气穴现象
合理灌溉的生理基础
合理灌溉增产的原因
作物的需水规律
不同作物对水分的需要量不同
同一作物不同生育期对水分的需要量不同
水分临界期：在植物生命周期中，对水分缺乏最敏感，最易受害的时期
作物的有限缺水效应
传统的丰水灌溉理论
非充分灌溉理论
灌溉指标
土壤指标
形态指标
生理指标
叶片的相对含水量：是指实际含水量占水分饱和时含水量的百分率
灌溉方式
常见的灌溉方式
漫灌（地面灌溉）
喷灌
滴灌
新型的节水灌溉方式（非充分灌溉理论）
精准灌溉
调亏灌溉（RDI)
控制性根系分区交替灌溉（简称交替灌溉，CRDI)
证实根压存在的两种生理现象
实验上还不能区分，统称为细胞-细胞途径
生态需水：指利用水的理化性质调节植物生态环境所需要的水分
生理需水：指用于植物生命活动和保持植物体内水分平衡所需要的水分
