第六节 合理灌溉的生理基础

灌溉的生理基础植物从土壤中吸收的水量和由于蒸腾作用所散失的水量保持在一种代谢动态的平衡状态，这是植物生命过程中的一种矛盾统一。

植物水分代谢一旦失去平衡，便会扰乱植物的正常生理活动，轻则使植物发生暂时萎蔫，重则导致叶片、花和果实脱落，甚至整个植株死亡。

农业上用灌溉来保证作物的水分供应。

要进行合理灌溉，必须掌握土壤的含水状况和作物的需水规律。

这样才能适时适量进行灌溉，满足作物的需要。

一、作物的需水规律作物由于种类、栽培条件和生长情况等不同，对水分的需要量存在很大差别。

例如，水稻需要的水量较多，小麦需要的水量较少。

一般可根据作物的蒸腾系数计算作物的需水量。

在计算时要考虑到谷粒秸秆比，也就是说要按生物产量来计算需水量。

例如，设小麦的谷粒产量为1/15公顷（1亩）900kg，谷粒秸秆比为1∶2，则每1/15公顷实产的干物质为2700kg，此数值乘以蒸腾系数（534）便是小麦的最低需要水量。

在考虑灌溉量时，还要把降水、气候干旱、土地渗漏和土壤保水能力等因素考虑进去。

同一种作物在不同的生育时期，由于蒸腾面积和吸水能力不同，对水分的需要也不同。

植物对水分不足特别敏感的时期，称为水分临界期（critical period of water），也叫做水分关键时期。

作物一生中常有一个或一个以上的水分临界期，一般在生殖器官形成与发育的时期缺水最敏感。

例如小麦有两个需水临界期，一是在分蘖末期到抽穗期，二是在灌浆到乳熟末期。

其它一些作物的水分临界期是：玉米在开花至乳熟期；高梁在抽花序到灌浆期；大豆、花生在开花期；棉花在开花结铃期。

现以小麦为例，说明水分临界期缺水对其生育的影响。

第一个水分临界期是孕穗期，是从四分孢子体到花粉粒形成的阶段，小穗开始分化，茎叶开始迅速生长，叶面积增大，要消耗大量水分。

此时如果缺水，小穗分化不良，茎生长受阻，结果植株矮小，严重影响产量。

第二个水分临界期，是物质运输的关键时期，如缺水，会影响有机物质的正常运输和合成，造成灌浆困难，籽粒瘦小，产量下降。

节水灌溉作物水分生理学基础培训课件I/产而7植物生命活动大致为物质代谢，能量转换和信息传递三个方面,物质代谢中有水分代谢、矿物质代谢和有机物（糖类、蛋白质、脂肪、核酸）代谢。

代谢（metabolism）是维持各种生命活动（生长过程）过程中化学变化（包括物质合成，转移和分解）的总称。

在以三个活动中，水都有参与，没有水，便没有生命，水分代谢是植物生理学的一个重要组成部分。

植物的一生中，要从自然界中吸收光、热、能量，吸收水分和矿物质和有机质养分和空气，把环境中简单的无机物直接合成为复杂的有机物，世界上就有了绿色生命，植物是地球上最重要的自养生物。

作物就其广义的概念来讲，它包括对人类有利用价值，为人类所栽培的各种植物，例如各种农作物、疏菜、果树、绿肥、牧草等。

就其狭义的概念来讲，所谓作物，主要是指农作物粮食、棉油、麻、糖、烟等而言，北方又常称之谓“庄稼”。

世界上栽培的农作物中最主要的有90多种。

在我国常见的有50多种。

目前栽培的农作物，大都起源于自然野生植物。

原始的野生植物，长期被人工栽培利用过程中，不断地经人工培育（人工选择）和自然选择所逐渐演化为今日丰富多彩的适宜于各地的栽培品种。

从这一意义上来说，保护生物的多样性，就是保护人类自己。

第一节植物对水分的需求一、植物细胞1、结构：（1）细胞壁，（2）细胞膜，（3）细胞质，（4）液泡，（5）细胞核，（6）胞间连丝。

2、细胞分裂：由一个分裂成两个细胞，核分成两个后细胞质分成两份，中央壁膜形成。

3、植物体的组织与器官。

二、植物的含水量1、不同植物的含水量有很大的不同水生植物90%,旱作植物60~70%（占鲜重的百分比）2、同一种植物生长在不同环境中，含水量也有差异凡是生长在阴暗、潮湿环境中的植物，它们的含水量比生长在向阳、干燥环境中的要高一些。

3、同一植株中，不同器官和不同组织的含水量的差异也很大，例如，根尖，嫩梢，幼苗和绿叶的含水量为60-90%,树干为40~50%,风干种子为10~14%,由此可见，凡是生命活动较旺盛的部分，水分含量都较多。

第二章水分生理第一节水分在植物生命活动中的作用（一）填空1. 植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时，原生质胶体的粘性，代谢活性，抗逆性。

（二）选择题2．植物的下列器官中，含水量最高的是。

A．根尖和茎尖 B．木质部和韧皮部 C．种子 D．叶片（三）名词解释水分生理束缚水自由水（四）问答题1．简述水分在植物生命活动中的作用。

2．植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系？第二节植物细胞对水分的吸收（一）填空1.在标准状况下，纯水的水势为。

加入溶质后其水势，溶液愈浓其水势愈。

2.利用细胞质壁分离现象，可以判断细胞，测定细胞的。

3.由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势。

溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小，因此，溶质势又可称为。

溶质势也可按范特霍夫公式Ψs＝Ψπ＝来计算。

4.具有液泡的细胞的水势Ψw＝。

干种子细胞的水势Ψw＝。

5．干燥种子吸水萌发时靠作用吸水，干木耳吸水靠作用吸水。

形成液泡的细胞主要靠作用吸水。

6．植物细胞处于初始质壁分离时，压力势为，细胞的水势等于其。

当吸水达到饱和时，细胞的水势等于。

7．设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为-1.6MPa，压力势为0.9MPa，乙细胞的渗透势为-1.3MPa，压力势为0.9MPa，甲细胞的水势是，乙细胞的水势是，水应从细胞流向细胞。

（二）选择题8．当细胞在0.25mol/L蔗糖溶液中吸水达动态平衡时，将该细胞置纯水中会。

A．吸水 B．不吸水也不失水 C．失水9．当植物细胞溶质势与压力势绝对值相等时，这时细胞在纯水中：。

A．吸水加快 B．吸水减慢 C．不再吸水 D．开始失水10．植物分生组织的吸水依靠：。

A．吸胀吸水 B．代谢性吸水 C．渗透性吸水 D．降压吸水11．将Ψp为０的细胞放入等渗溶液中，其体积。

A．不变 B．增大 C．减少12．压力势呈负值时，细胞的Ψw 。

A．大于Ψs B．等于Ψs C．小于Ψs D．等于013．呼吸抑制剂可抑制植物的。

合理灌溉的生理基础《合理灌溉的生理基础》哎呀，说起灌溉，这可真是个超级重要的事儿！就像我们每天都得喝水一样，植物也需要水才能好好长大呀。

你想想，要是植物没有得到合适的水，那会变成啥样？就好像我们小朋友，饿了没饭吃，渴了没水喝，那得多难受呀！对于植物来说，水可是它们的“生命之源”。

那怎么才能给植物浇合适的水呢？这就得从植物的身体结构和生理特点说起啦。

植物的根就像是它们的“大嘴巴”，拼命地吸收着水分。

可是，如果一下子给太多水，根就像我们吃撑了一样，也会受不了的哟！相反，如果水太少，根就会像我们干渴得嗓子冒烟一样，难受得不行。

植物的叶子也有大作用呢！它们就像一个个小小的“工厂”，进行着光合作用。

这时候，如果没有足够的水，叶子就没办法好好工作，就好像我们上课没精神，啥也学不进去。

还有啊，植物细胞就像一个个小小的“房间”，水在里面进进出出。

水太多了，细胞就像涨破的气球；水太少了，细胞就像瘪了的皮球。

我们来看看小麦吧！在它生长的不同阶段，对水的需求可不一样。

刚发芽的时候，就像小婴儿，得细心呵护，给一点点水就行。

等到长大一些，就像我们小朋友开始长身体，得多喝点水啦。

要是在开花结果的时候，那更是需要大量的水，不然怎么能结出饱满的麦粒呢？再比如说苹果树，开花的时候得小心浇水，不然花可能会掉。

结果的时候，水少了果子长不大，水多了又可能会烂掉。

这可真是难把握呀！我曾经问过爷爷：“爷爷，为啥浇水这么难呀？”爷爷笑着说：“孩子，这就像照顾你一样，得用心，得了解它啥时候需要啥。

”所以说呀，合理灌溉可不简单，得像了解好朋友的心思一样，了解植物的需求。

只有这样，植物才能茁壮成长，给我们带来美丽的花朵和丰硕的果实。

总之，合理灌溉真的太重要啦，我们一定要好好学习这方面的知识，才能让植物们都开开心心地长大！。

一.植物的水分代谢水分代谢(water metabolism)：指植物对水分的吸收、运输和散失的过程。

内容第一节、水分与植物的生命活动第二节、植物细胞对水分的吸收（水势）第三节、植物根系对水分的吸收第四节、蒸腾作用（气孔调节）第五节、植物体内水分向地上部的运输第六节、合理灌溉的生理基础一.水分与植物的生命活动一、水的某些理化特性1.水分子的组成和结构2.水的某些理化性质高汽化热、高比热、内聚力、粘附力和表面张力、电特性（极高的介电常数）等。

二、植物的含水量植物的含水量(water content)植物所含水分的量占鲜重的百分数（％）。

相对含水量（relativr water content，RWC）植物实际含水量占水分饱和时含水量的百分率。

三、植物体内水分的存在状态束缚水和自由水。

束缚水：是指被原生质胶体颗粒紧密吸附的或存在于大分子结构空间的水。

（靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分。

）。

与抗性关系密切。

自由水指存在于原生质胶粒之间、液泡内、细胞间隙、导管和管胞内以及植物体的其他组织间隙中的、不被吸附、能在体内移动、起溶剂作用的水。

（距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

）。

与代谢和生长关系密切。

自由水与束缚水区别:自由水在任何温度下都可蒸发；束缚水温度升高不易蒸发，只有当温度超100度时，才能够汽化。

自由水在零度便可结冰；束缚水在零度以下时才会结冰，有时要达到-20℃才会结冰。

自由水可起溶剂作用，它的含量制约着植物的代谢过程；束缚水不能起溶剂作用，不能影响植物的代谢强度，自由水在体内可以自由移动；束缚水在体内不能自由移动。

自由水含量的高低决定了原生质亲水胶体存在的状态：束缚水则与植物的抗性大小有密切的关系，束缚水含量高，植物的抗逆性（如抗寒性、抗旱性等）强，束缚水含量低，则植物抗逆性就差。

四、水分在植物生命活动中的作用1.水的生理作用1）水是细胞的主要组成成分2）水是植物代谢过程中的重要原料3）水是各种生化反应和物质吸收、运输的介质4）水能使植物保持固有的姿态5）水分能保持植物体正常的体温2.水对植物的生态作用1）水对可见光的通透性2）水植物生存环境的调节为什么“有收无收在于水”呢？这是因为从农业生产角度来看，水能：通过制约生长、枝叶紧张度等而影响作物的光合面积；通过制约气孔状况、原生质水合度、酶的活性、物质的吸收、运输、转化及一系列代谢过程而影响光合能力（主要指光合速率）；通过制约原生质及酶的状况以及温度等而影响呼吸消耗；通过制约运输、生长等而影响光合产物的分配利用，从而最终影响作物产量。

合理灌溉是农作物正常生长发育并获得高产的重要保证。

合理灌溉的基本原则是用最少量的水取得最大的效果。

我国水资源总量并不算少，但人均水资源量仅是世界平均数的26%，而灌溉用水量偏多又是存在多年的一个突出问题。

因此节约用水，合理灌溉，发展节水农业，是一个带有战略性的问题。

要做到这些，深入了解作物需水规律，掌握合理灌溉的时期、指标和方法，实行科学供水是非常重要的。

一、作物的需水规律(一) 不同作物对水分的需要量不同一般可根据蒸腾系数的大小来估计某作物对水分的需要量，即以作物的生物产量乘以蒸腾系数作为理论最低需水量。

例如某作物的生物产量为15000kg·hm-2，其蒸腾系数为500，则每hm2该作物的总需水量为7500000kg。

但实际应用时，还应考虑土壤保水能力的大小、降雨量的多少以及生态需水等。

因此，实际需要的灌水量要比上述数字大得多。

(二）同一作物不同生育期对水分的需要量不同同一作物在不同生育时期对水分的需要量也有很大差别。

例如早稻在苗期由于蒸腾面积较小，水分消耗量不大；进入分蘖期后，蒸腾面积扩大，气温也逐渐升高，水分消耗量明显增大；到孕穗开花期蒸腾量达最大值，耗水量也最多；进入成熟期后，叶片逐渐衰老、脱落，水分消耗量又逐渐减少。

小麦一生中对水分的需要大致可分为四个时期：①.种子萌发到分蘖前期，消耗水不多；②.分蘖末期到抽穗期，消耗水最多；③.抽穗到乳熟末期，消耗水较多，缺水会严重减产；④.乳熟末期到完熟期，消耗水较少。

如此时供水过多，反而会使小麦贪青迟熟，籽粒含水量增高，影响品质。

（三）作物的水分临界期水分临界期(critical period of water)是指植物在生命周期中，对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。

一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期，这个时期一旦缺水，就使性器官发育不正常。

小麦一生中有两个水分临界期，第一个水分临界期是孕穗期，这期间小穗分化，代谢旺盛，性器官的细胞质粘性与弹性均下降，细胞液浓度很低，抗旱能力最弱，如缺水，则小穗发育不良，特别是雄性生殖器官发育受阻或畸形发展。