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植物水势的意义和测量途径
发布时间:2020-06-24   点击次数:681次

成熟的植物细胞中央有大的液泡,其内充满着具有一定渗透势的溶液,所以渗透势肯定是细胞水势的组成之一,它是由于液泡中溶质的存在而使细胞水势的降低值,因此又称为溶质势,用ψs 表示。由于纯水的水势大,并规定为0,所以任何溶液的水势都比纯水要小,而渗透势却高于纯水,全为负值。当细胞处在高渗透势溶液中时,细胞吸水,体积扩大,由于细胞原生质体细胞壁的伸缩性不同,前者大于后者,所以细胞的吸水肯定会使细胞的原生质体对细胞壁产生一种向外的推力,即膨压。反过来细胞壁也会对细胞原生质体、对细胞液产生一种压力,这种压力是促使细胞内的水分向外流的力量,这就等于增加了细胞的水势。这个由于压力的存在而使细胞水势的增加值就称为压力势,用ψp表示。其方向与渗透势相反,一般情况下为正值。重力势是水分因重力下移与相反力量相等时的力量,它是增加细胞水分自由能,提高水势的值,以正值表示。重力势依赖参比状态下水的高度(h)、水的密度(ρw)和重力加速度(g)而定,即用公式ψg=ρwgh计算。当水高1m时,重力势是0.01MPa。此外,细胞质为亲水胶体,能束缚一定量的水分,这就等于降低了细胞的水势。这种由于细胞的胶体物质(衬质)的亲水性而引起的水势降低值就称为细胞的衬质势,以ψm表示。所以说,植物细胞的吸水不仅决定于细胞的渗透势ψs,压力势ψp,而且也决定于细胞的衬质势ψm。一个典型的植物细胞的水势应由三部分组成,即ψw=ψs+ψp+ψm。

水势梯度

水总是从水势较高之处通向水势较低之处。白天土壤中的水被植物收,通过维管束中的导管到达叶片,并经过气孔散失到空气中去(即进行蒸腾),就是由于白天大气中水势为很低的负值,处于大气与土壤之间的植物体内形成水势梯度。达到恒态时,各阶段的梯度与那一阶段的输送阻力成正比。一般大的阻力是气孔阻力,而木质部的输送阻力很小。因而大的水势降发生在气孔内外。在土壤干旱时,水势下降,同时土壤中水的输送阻力升高,根中与土壤主体间的水势差加大,植株内水势下降加甚。至大约-1.5MPa时,发生萎蔫。

 

水势测定

植物体内水势的高低反映水分供求关系,即受水分胁迫的轻重。常用的测定水势(ψW)的方法是:①压力室法,将待测的叶片或枝条倒置于压力室内,用橡皮或塑料塞夹紧叶柄或茎。当向压力室加压至与其水势相抵并略为超过时,水即自导管中流出,形成水珠;常见的测量仪器有PSI植物水势压力室以及以色列的ARIMAD 3000植物水势压力室。②细液流法(或称染料法);③热电偶干湿球湿度计法或露点湿度计法,测定与被测材料平衡的空气中的水蒸气分压,以水蒸气饱和时水势为0而计算水势;常见的仪器有PSYPRO露点水势仪。另外,现在澳大利亚ICT企业研究出了一种全新的原位测量植物茎干水势的仪器,型号为PSY1 原位茎干水势测量仪,PSY1 原位茎干水势测量仪是一个整装的独立仪器,用来测量茎干水势。它可以连续记录(时间间隔为10分钟)植物水分状况的变化,直接反映植物获得水分所需的能量或植物所受的压力。PSY1原位茎干水势测量仪是一个非常强大的工具,它把影响植物的所有周围环境参数,如太阳辐射、温度、湿度、风速和水供应,集成到一个可连续测量的变量中。当同时结合SFM1茎流计和DBL60植物茎干生长测量仪时,就可获得完整的植物水分关系和植物生长潜力,从而不断监测生态生理学的转化时间。为测量植物水势提供了一种更加便捷且对植物无损伤的测量方法,为科研工编辑提供了更大的便利。

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