植物生理—水分

本系列省去很多專業(yè)術(shù)語，旨在以通俗易懂的方式指導(dǎo)理解植物生理。

水的重要作用不必多說，我不扯那些空的。先說基本法則:水勢。

首先來梳理一下初中生物知識

物質(zhì)總是從電化學(xué)勢高的區(qū)域自發(fā)轉(zhuǎn)移到電化學(xué)勢低的區(qū)域。（我這里叫A定律）在植物生理學(xué)中，把物質(zhì)順著電化學(xué)勢梯度的轉(zhuǎn)移稱為被動轉(zhuǎn)運(yùn)，逆著電化學(xué)勢梯度的轉(zhuǎn)移稱為主動轉(zhuǎn)運(yùn)。

我們定義水勢（W）=溶質(zhì)勢（S）+壓力勢（P）

溶質(zhì)勢：由于溶質(zhì)的存在而使水勢降低的值稱為溶質(zhì)勢。在植物上可以理解為溶質(zhì)勢始終為負(fù)值，又溶液越濃負(fù)的越厲害。

壓力勢：不是主要方向，業(yè)余不做探討。

我們始終只要記住純水水勢定義為零，由于溶液中溶質(zhì)顆粒會降低水的自由能，故任何溶液的水勢皆為負(fù)值。這句話和A定律。

合起來就是初中那句話濃度低的溶液向濃度高的溶液自發(fā)擴(kuò)散，原因就是濃度高的溶液電化學(xué)勢更低。

好，基本概念有了進(jìn)入正題。

? ? ? ??植物細(xì)胞吸水主要有兩個(gè)類型：沿水勢梯度滲透性吸水和吸脹吸水。這兩個(gè)都是滲透現(xiàn)象。植物細(xì)胞的滲透吸水產(chǎn)生的原因，往往是由于蒸騰作用失水，引起細(xì)胞彭壓下降、水勢下降或通過溶質(zhì)的吸收及代謝變化，增高溶質(zhì)濃度，導(dǎo)致細(xì)胞水勢下降，從而使外界水分依靠滲透作用進(jìn)入細(xì)胞。這就是遵循了我上面那句話。

現(xiàn)在我們從下往上講從根部開始。

? ? ? ??根系雖然是植物吸水的主要器官，但并不是根的各部分都能吸水。事實(shí)上，表皮細(xì)胞木質(zhì)化的根段吸水能力很弱，根的吸水主要在根尖進(jìn)行。就是那個(gè)白花花的東西。在根尖中又以根毛區(qū)的吸水能力最強(qiáng)。BUT根毛區(qū)隨著根的生長不斷前進(jìn)，老的不斷死亡，根毛的壽命一般只有幾天。所以移栽時(shí)帶土移栽避免損傷根尖可以提高存活率。

? ? ? ??下面要介紹一個(gè)重要的概念：植物葉片進(jìn)行蒸騰作用時(shí)，水分便從葉片的氣孔和表皮細(xì)胞表面蒸騰到大氣中去，氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞因蒸騰失水而水勢降低，所以相鄰細(xì)胞被動滲透給水。同理，相鄰細(xì)胞又從另一個(gè)細(xì)胞取得水分，如此下去，便從導(dǎo)管吸水，最后根部就從環(huán)境中吸水。這種力量叫做“蒸騰拉力”。這是一種被動吸水，是旺盛季節(jié)中植物吸水的主要?jiǎng)恿Α＿@點(diǎn)很重要很重要，整篇文章都在寫這個(gè)。

? ? ? ??還有一種是主動吸水，你們看到植物吐水和傷流就是因?yàn)檫@個(gè)。這是一種靠根系的生理活動，使液流由根部上升的壓力稱為根壓。這里我可以告訴你你植物吐水了說明你植物根系生理活性強(qiáng)，內(nèi)部供水大于蒸發(fā)量，這是好事。但是根壓無法把水壓太高。所以只在早春樹木未吐芽和蒸騰很弱時(shí)起重要作用?？偟膩砜纯梢运闶且环N輔助手段。

影響根系吸水的因素：

1.?????自身因素：根系的有效性決定于根系密度總表面積及根表面的透性。植物根系遭受嚴(yán)重土壤干旱時(shí)透性大大下降，恢復(fù)供水后這種情況還可持續(xù)若干天，這就是為什么你苗旱了，即時(shí)給水了還僵住不長的原因。

2.?????土壤條件

（1）???土壤可利用水：當(dāng)土壤含水量下降，土壤溶液水勢也下降，土壤溶液與根部之間的水勢差減小，根部吸水減慢，引起植物體內(nèi)含水量下降。

（2）???土壤通氣狀況：通氣良好的土壤，根系吸水性強(qiáng)。

（3）???土壤溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，隨著土壤溫度提高，根系吸水及水運(yùn)輸速度加快，反之減弱；溫度過高過低，都對根系吸水不利。

（4）???土壤溶液濃度：土壤溶液濃度過高會降低土壤水勢。若土壤水勢低于根系水勢，植物不能吸水反而要喪失水分。你們所謂的施肥燒苗就是因?yàn)檫@個(gè)引起的。和肥是什么關(guān)系不大。是你施肥過量導(dǎo)致了生理性干旱，等于沙漠里只給你飲料越喝越渴。如果土壤溶液含鹽量超過0.2%就不能用于灌溉植物。就是我們所說的500倍液。

然后我們往上走講核心：蒸騰作用。

重要意義：蒸騰作用失水所造成的水勢梯度產(chǎn)生的蒸騰拉力是植物被動吸水和運(yùn)輸水分的主要驅(qū)動力。蒸騰作用能借助水的高汽化熱特性，降低植物體和葉片溫度，使其免遭高溫強(qiáng)光灼傷。同時(shí)蒸騰作用引起的上升液流，有助于根部從土壤中吸取的無機(jī)離子和有機(jī)物及根中合成的有機(jī)物轉(zhuǎn)運(yùn)到植物體的各部分，滿足生命活動的需要。換句話說，我們一切的澆水就是圍繞著這個(gè)東西展開的。

葉片是植物蒸騰的主要部位，而氣孔蒸騰是植物葉片蒸騰的主要形式。

? ? ? ??當(dāng)氣孔蒸騰旺盛、葉片發(fā)生水分虧缺時(shí)，或土壤供水不足時(shí)，氣孔開度就會減小以至完全關(guān)閉。氣孔關(guān)閉，二氧化碳吸收就出問題，光合作用就垮了，生產(chǎn)干物質(zhì)量就垮了，植物長得就不行。所以蒸騰旺盛時(shí)不能缺水。

? ? ? ??由圖可得，我們澆水理應(yīng)當(dāng)在早晨進(jìn)行，保持正午氣孔大開時(shí)充足的水分供應(yīng)。為什么盡量不在晚上澆水，因?yàn)橥砩蠚饪钻P(guān)閉蒸騰作用弱，植物吸水性差，大部分水分散失是直接從土壤蒸發(fā)掉了，很浪費(fèi)。而且晚上濕度較大，有返潮的情況，濕度高了反而可能助長病蟲害。但多肉可以在保證溫度適宜的情況下晚上澆水，因?yàn)樗砩鲜菤饪状箝_時(shí)候，白天你澆了不怎么吸收反而可能悶根。

影響蒸騰作用的因素：

附：小知識，蒸騰旺盛的旱生植物葉片內(nèi)部面積是外部面積的20-30倍，陰生植物僅8-10倍。內(nèi)部面積比外表面面積越大，蒸騰強(qiáng)度就越大。陰生植物容易曬傷不是因?yàn)檎趄v強(qiáng)度大缺水了，而是因?yàn)檎趄v強(qiáng)度小，葉面溫度很容易升高導(dǎo)致曬傷。

1.?????光照：光照對蒸騰起決定性的促進(jìn)作用。太陽光是供給蒸騰作用的主要能源，葉子吸收的輻射能，只有一小部分用于光合作用，而大部分用于蒸騰。

2.?????大氣濕度：大氣相對濕度增大，大氣蒸汽壓也增大，葉內(nèi)外蒸汽壓差變小，蒸騰減弱。

3.?????大氣溫度：不用說了，越高越利于蒸騰。

4.?????風(fēng)：影響復(fù)雜

5.?????土壤條件

總結(jié)：植物對水分的吸收和散失是相互聯(lián)系的矛盾統(tǒng)一過程。當(dāng)失水小于吸水時(shí)，可能出現(xiàn)吐水現(xiàn)象，或在陰雨連綿的情況下，植物體內(nèi)水分達(dá)到飽和狀態(tài)，容易造成作物的徒長或倒伏。當(dāng)蒸騰失水大于吸水時(shí)，植物體內(nèi)出現(xiàn)水分虧缺，組織含水量下降，葉片萎縮下垂，萎焉狀態(tài)，體內(nèi)各種代謝活動都受影響，生長受到抑制。

? ? ? ??順便一提在我們養(yǎng)的植物葉面擴(kuò)大基本結(jié)束，開始開花的時(shí)候，一定不能缺水，因?yàn)槿彼笊喜咳~片開始從下部葉或花抽取水分，引起開花數(shù)少，花質(zhì)量下降的情況。同時(shí)要掌握好不同植物最敏感的水分臨界期，這網(wǎng)上都可以查得到，這一時(shí)期控制不好會使莖生長受阻植物質(zhì)量整體降低。

再教一個(gè)小知識：細(xì)胞水勢梯度，梯度越大水分移動越快，而旱生植物溶質(zhì)勢極低，所以吸水要比一般植物要快。

再再教一個(gè)小知識：為什么夏天要減量施肥，一個(gè)是植株本身的問題，另一個(gè)是你澆水施肥濃度低那么你土壤溶液的水勢就高，和根系的梯度就大，那植物抽水就快，供水量跟得上蒸騰量，植物不容易曬傷，同時(shí)也減少夏休的情況。人家的不長你還在長。