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水分生理

水分在观赏植物体内的代谢规律及生理功能。掌握观赏植物的水分生理,在引种驯化、繁殖、栽培中就有了重要的理论依据。水是生活的植物体中含量最大的组成成分,也是细胞的重要组成成分。细胞分裂与伸长,都离不开水。它是光合作用的基质之一,呼吸作用的产物,植物体内有机物质合成、转化与运输的介质。大多数生物化学过程都在细胞的水相中进行。水分的吸收与输导一个完整植物总的水分关系,是由原生质的半透性决定的。

水分在观赏植物体内的代谢规律及生理功能。掌握观赏植物的水分生理,在引种驯化、繁殖、栽培中就有了重要的理论依据。

水是生活的植物体中含量最大的组成成分,也是细胞的重要组成成分。细胞分裂与伸长,都离不开水。它是光合作用的基质之一,呼吸作用的产物,植物体内有机物质合成、转化与运输的介质。大多数生物化学过程都在细胞的水相中进行。

水分的吸收与输导

一个完整植物总的水分关系,是由原生质的半透性决定的。细胞中的水大部分存在于液胞中。它按照液胞与其环境间的溶质浓度差,来调节水分的流动。渗透作用是细胞吸水的主要机制。由于吸水使细胞内产生膨压,维持了细胞的紧张度,保持植物的固有姿态,进行正常的生理活动。陆生植物的根是主要的吸水器官,吸水部位为根毛区、伸长区及分生区。由于蒸腾作用降低了植物地上部分的水势,形成水势差。在土壤植物大气系统中水势常为负值,水分子沿着水势梯度由高向低处移动,只要土壤水分充足,蒸腾作用不过度,细胞质外体的连续系统就会被水所饱和。土壤溶液的水势高于根细胞时,水即渗入根细胞内,根便吸水。吸水的动力:①蒸腾作用产生的蒸腾拉力,使根产生了从土壤中被动吸水的能力。观赏树木主要就靠被动吸水。②根生理活动产生的根压所引起的主动吸水。伤流或吐水都是根压的具体表现,可作为根系活性与壮苗的生理指标。一年生花卉盛花期根压最大,花后即显著下降。

水在生活细胞中输导的方向,由相邻细胞的水势梯度来决定。由于蒸腾产生的一系列水势梯度,使水沿着导管向上运输。生活细胞的代谢,也组成水势梯度。

蒸腾作用

植物吸收的水分用作植物组成成分的量,还不到全部水量的1%,绝大部分通过叶片(气孔与角质层)以水蒸气状态散失到环境中去,称为蒸腾作用。蒸腾作用促进木质部液流中物质运输,降低植物体和叶面温度,防止热害。蒸腾强度(单位时间内单位面积散失的水量)、蒸腾效率(植物蒸腾失水1kg所积累干物质的克数)或蒸腾系数(植物每积累1g干物质所需散失的水量克数),可作为植物水分生理状况的指标。观赏树木的蒸腾系数,较草本花卉为小。花卉嫩叶和阴生观叶植物角质层蒸腾约占50%。成长的或阳性花卉80%~90%的失水量是通过气孔蒸腾。空气温度、空气湿度、风速、光照和土壤水分状况,是影响蒸腾的主要环境因子。

土壤有效水分

土壤中所能保持的毛管悬着水量为田间持水量。田间持水量至萎蔫系数之间,即为土壤有效水分的范围。当土壤水分充足,土壤吸水力小于625kPa(千帕)时,水势值几乎为零,根系很容易从土壤中吸取水分。当土壤逐渐干燥,水势值下降,甚至低于根细胞水势时,土壤吸水力小于100kPa,植物会因不能吸水而发生萎蔫。这时的土壤含水量,称萎蔫系数。萎蔫系数因土壤性质不同而变化甚大。不管土壤和植物类型如何,当其水势值比-1.5MPa更向负方增长时,这些水是植物所不能利用的。土壤温度、土壤溶液浓度和土壤通气条件,都影响根系吸水。

观赏植物的需水量

观赏植物栽培以田间持水量10%~70%为最适。土壤积水过多,会引起植物窒息而烂根,直至死亡。盆栽花卉浇水,要严格掌握原则:仙人掌类多浆植物,锦鸡儿等耐旱花卉应“宁干勿湿”;月季、扶桑、茉莉、棕榈、苏铁、石榴、君子兰等中生花卉应“间干间湿”,土壤含水量保持在60%左右;海芋、花叶芋、竹节万年青马蹄莲龟背竹等阴生花卉,应“宁湿勿干”;山茶、杜鹃花、白兰、天竺葵、龙吐珠、天门冬、文竹等耐旱中生花卉应“干透、浇透”。干透,指土壤含水量与花卉根细胞液的浓度已接近平衡,不及时灌水会引起萎蔫。浇透,指盆土表面所浇的水已渗完,盆底土壤已湿透。严防浇“腰截水”,即表层湿、底层干。当出现萎蔫时,应将花盆移在半阴处稍浇水,并向叶面喷水,待茎、叶挺起后再充分浇水,以防伤根和叶片黄化脱落。旱伞草、水葱、石菖蒲、千屈菜等湿生花卉应永保盆土较湿(或在水中)。

观赏植物除土壤供水外,空气湿度也重要。一般花卉所需空气湿度在60%~70%左右。温室花卉如热带观叶植物,热带兰(气生兰)、蕨类植物等喜湿植物及兰花等需较高的空气湿度(80%以上)。尤其对江南花卉必须提高空气湿度。仙人掌类植物比较耐干旱,休眠期间应节制浇水,生长季节除浇水外,增加空气湿度更有利于其生长。空气湿度达到饱和时,可提高扦插苗的成活率。大多数观赏植物,如遇湿度过高,多易染病。

灌溉生理指标

植物缺水时,可观察到叶片萎蔫。叶组织的相对含水量、渗透势、水势及气孔阻力或开度等,都可灵敏地反映出植物的水分状态。用小叶流法测定叶片水势,如水势下降后,到夜间(蒸腾基本停止)仍不恢复,就应灌水。草本植物的水势达到-1.0~-0.6MPa时气孔开始关闭,-1.6~-1.3MPa时出现萎蔫,即需灌水。