根系生理汇总学习教案

会计学1根系生理根系生理(shngl)汇总汇总第一页，共79页。第1页/共79页第二页，共79页。水分水分(shufn)、矿质营养、矿质营养有机营养有机营养第2页/共79页第三页，共79页。一、植物根系(gnx)的生育与分布特征 a.须根系须根系(gnx) b.直根直根系系(gnx) Fibrous root system Tap root system 第3页/共79页第四页，共79页。直根系须根系(gnx)第4页/共79页第五页，共79页。第5页/共79页第六页，共79页。第6页/共79页第七页，共79页。粗根数及粗根数及S/R值与产量的相关值与产量的相关(xinggun)关系关系 第7页/共79页第八页，共79页。NPKCaMgFe 根系木质部伤流液中无机根系木质部伤流液中无机(wj)养分含量与产量的关系养分含量与产量的关系 第8页/共79页第九页，共79页。CTKGAIAAABA根系根系(gnx)木质部伤流液中激素与产量的关系木质部伤流液中激素与产量的关系 第9页/共79页第十页，共79页。吸收吸收(xshu)面积（面积（m2）= (CC)V1.11 mg甲烯蓝成单分子层时所占面积为1.1 m2 呼吸代谢途径中由脱氢酶催化所脱下来的氢可以将无色的呼吸代谢途径中由脱氢酶催化所脱下来的氢可以将无色的 TTC还原为红色、还原为红色、 不溶性不溶性 的甲月替的甲月替 第10页/共79页第十一页，共79页。第11页/共79页第十二页，共79页。同。同。n摘除新叶抑制根系发育及伸长。摘除新叶抑制根系发育及伸长。n摘除成熟叶片使根系失去物质摘除成熟叶片使根系失去物质基础，导致根系早衰。基础，导致根系早衰。n（五）植株管理和环境对根系（五）植株管理和环境对根系的影响的影响n日照充足、稀植、根际温高、日照充足、稀植、根际温高、夜温低、肥料浓度低，光合能夜温低、肥料浓度低，光合能力强，促进根系生长。力强，促进根系生长。第12页/共79页第十三页，共79页。第13页/共79页第十四页，共79页。scanning electron micrograph of soybean root hairs. 根毛根毛(gnmo)的长度为的长度为0.11.5 mm，直径为，直径为525 m 第14页/共79页第十五页，共79页。部和韧皮部三部分组成，中柱主部和韧皮部三部分组成，中柱主要起运输功能（水分和营养）。要起运输功能（水分和营养）。1.Epidermis 表皮表皮(biop)2.Cortex 皮层皮层3.Endodermis 内皮层内皮层xylem (xy) 木质部木质部phloem (ph) 韧皮部韧皮部第15页/共79页第十六页，共79页。第16页/共79页第十七页，共79页。第17页/共79页第十八页，共79页。第18页/共79页第十九页，共79页。露兜树露兜树第19页/共79页第二十页，共79页。第20页/共79页第二十一页，共79页。第21页/共79页第二十二页，共79页。第22页/共79页第二十三页，共79页。第23页/共79页第二十四页，共79页。第24页/共79页第二十五页，共79页。第25页/共79页第二十六页，共79页。第26页/共79页第二十七页，共79页。菟丝子第27页/共79页第二十八页，共79页。吸盘吸盘(xpn)第28页/共79页第二十九页，共79页。第29页/共79页第三十页，共79页。第30页/共79页第三十一页，共79页。第31页/共79页第三十二页，共79页。根系根系(gnx)吸水的部位吸水的部位根尖端根尖端(jindun)包括包括(boku)：根冠根冠 根毛区根毛区 伸长区伸长区 分生区分生区吸水能力最强吸水能力最强根毛基质水分基质颗粒第32页/共79页第三十三页，共79页。根毛根毛(gnmo)区吸水能力最强的原因有区吸水能力最强的原因有三：三：1、根毛多，增大、根毛多，增大(zn d)吸水面积（吸水面积（510倍倍）2、根毛、根毛(gnmo)外壁，果胶质覆盖，粘性较强外壁，果胶质覆盖，粘性较强 亲水性好亲水性好3、根毛区输导组织发达，阻力小，、根毛区输导组织发达，阻力小， 水分移动速度快水分移动速度快第33页/共79页第三十四页，共79页。根系根系(gnx)(gnx)吸水的途径吸水的途径基质基质(j zh)(j zh)（溶液）中（溶液）中的水分的水分根根渗透渗透(shntu)扩散扩散内皮层的径向迁移内皮层的径向迁移根毛根毛皮层皮层中柱细胞中柱细胞导管导管质质外外体体途途径径共共质质体体途途径径第34页/共79页第三十五页，共79页。凯氏带凯氏带根中的质外体常常是不连续的，被内皮层的凯氏带根中的质外体常常是不连续的，被内皮层的凯氏带分隔分隔(fng)成为两个区域。成为两个区域。外部外部(wib)质外体质外体壁木栓化，膜与壁壁木栓化，膜与壁紧贴在一起紧贴在一起(yq)。水、溶质不能自由水、溶质不能自由通过。通过。内皮层外，包括根毛、皮层的胞间层、细胞壁和细胞间隙内皮层外，包括根毛、皮层的胞间层、细胞壁和细胞间隙内部质外体内部质外体内皮层内，包括成熟的导管和中柱各部分。内皮层内，包括成熟的导管和中柱各部分。第35页/共79页第三十六页，共79页。第36页/共79页第三十七页，共79页。根系根系(gnx)(gnx)吸水的机制吸水的机制按其吸水动力按其吸水动力(dngl)(dngl)分为分为 1.1.主动吸水主动吸水2.2.被动吸水被动吸水第37页/共79页第三十八页，共79页。1.主动主动(zhdng)吸水吸水（active absorption of water） 根压（根压（root pressure） 由植物根系的生理活动由植物根系的生理活动(hu dng)引起的吸水（引起的吸水（10-20cm）主动主动(zhdng)吸水的动吸水的动力力证据证据伤流（伤流（bleeding） 吐水（吐水（guttation）第38页/共79页第三十九页，共79页。吐水吐水第39页/共79页第四十页，共79页。 （2）产生）产生(chnshng)根压的根压的机制机制 根压的产生与根系生理活动根压的产生与根系生理活动(hu dng)和内皮层和内皮层内外的水势差有关。内外的水势差有关。根系根系(gnx)呼吸作用呼吸作用释放的能量释放的能量主动吸收营养液中的离子主动吸收营养液中的离子内皮层内溶质势下降内皮层内溶质势下降水进入中柱和导管水进入中柱和导管第40页/共79页第四十一页，共79页。2.被动被动(bidng)吸水吸水（passive absorption of water）蒸腾蒸腾(zhngtng)拉力（拉力（transpirational pull）由蒸腾拉力由蒸腾拉力(ll)引起的根系吸水引起的根系吸水指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中的水分上升的力量。指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中的水分上升的力量。蒸腾蒸腾叶片水势下降叶片水势下降水分运输水分运输压力梯度压力梯度第41页/共79页第四十二页，共79页。水分在植物水分在植物(zhw)体内运输的动力体内运输的动力(水分沿导管上升的机制水分沿导管上升的机制)上端原动力上端原动力 蒸腾蒸腾(zhngtng)拉力拉力下端原动力下端原动力 根压根压中间原动力中间原动力 水分子间的内聚力及导管壁附着力水分子间的内聚力及导管壁附着力。内聚力学说内聚力学说 认为维持导管中水柱连续不断的原认为维持导管中水柱连续不断的原因因 是水分子是水分子 的内聚力大于水柱的张力的内聚力大于水柱的张力。第42页/共79页第四十三页，共79页。EvaporationCohesionUptakeWater molecules are “sticky”第43页/共79页第四十四页，共79页。第44页/共79页第四十五页，共79页。第45页/共79页第四十六页，共79页。蒸腾作用蒸腾作用(zhn tn zu yn)的的指标指标1. 蒸腾速率蒸腾速率 （transpiration rate） g.m-2.h-12. 蒸腾蒸腾(zhngtng)效率（效率（transpiration ratio） g.kg-13. 蒸腾系数蒸腾系数（transpiration coefficient） 又称蒸腾强度或蒸腾率。指植物在单位时间内、单位叶面又称蒸腾强度或蒸腾率。指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失积上通过蒸腾作用散失(snsh)的水量。的水量。植物每蒸腾植物每蒸腾1Kg水时所形成的干物质的克数。水时所形成的干物质的克数。 又称需水量。指植物每制造又称需水量。指植物每制造1克干物质所水消耗水分的克数克干物质所水消耗水分的克数，它是蒸腾效率的倒数。，它是蒸腾效率的倒数。大多数植物的蒸腾系数在大多数植物的蒸腾系数在1251000之间。蒸腾系数越小，表明该之间。蒸腾系数越小，表明该植物利用水分的效率越高。植物利用水分的效率越高。第46页/共79页第四十七页，共79页。第47页/共79页第四十八页，共79页。%(干重干重(n zhn)%(干重干重(n zhn)%(干重干重(n zhn)(干重干重)矿质元素与水分之间的吸收呈一定相关性矿质元素与水分之间的吸收呈一定相关性第48页/共79页第四十九页，共79页。第49页/共79页第五十页，共79页。吸收吸收(xshu)第50页/共79页第五十一页，共79页。第51页/共79页第五十二页，共79页。第52页/共79页第五十三页，共79页。n根际微生物在正常情况下比非根际明显增根际微生物在正常情况下比非根际明显增多。多。第53页/共79页第五十四页，共79页。第54页/共79页第五十五页，共79页。解态氧，是决定解态氧，是决定(judng)(judng)植物植物生长好坏和获得高产优质的关生长好坏和获得高产优质的关键因素。键因素。第55页/共79页第五十六页，共79页。温度温度(wnd)越高，溶解氧下降，越高，溶解氧下降，EC值偏高。值偏高。营养液适宜的氧含量：为饱和营养液适宜的氧含量：为饱和(boh)溶解氧的溶解氧的50以上，即以上，即45mg/L。 第56页/共79页第五十七页，共79页。第57页/共79页第五十八页，共79页。第58页/共79页第五十九页，共79页。第59页/共79页第六十页，共79页。第60页/共79页第六十一页，共79页。n根系释放质子，酸化根际环境根系释放质子，酸化根际环境(hunjng)；同时分泌高铁载体。；同时分泌高铁载体。第61页/共79页第六十二页，共79页。自毒物质自毒物质(wzh)？第62页/共79页第六十三页，共79页。第63页/共79页第六十四页，共79页。第64页/共79页第六十五页，共79页。生物生物(shngw)激素（激素（IAA, GA, KT）、维生素、抗生素）、维生素、抗生素第65页/共79页第六十六页，共79页。第66页/共79页第六十七页，共79页。第67页/共79页第六十八页，共79页。第68页/共79页第六十九页，共79页。大豆大豆(ddu)的的根系根系第69页/共79页第七十页，共79页。豆科植物豆科植物 非豆科植物非豆科植物 Rhizobium Frankia根瘤根瘤(gnli)：豆科植物与根瘤：豆科植物与根瘤(gnli)菌、菌、非豆科植物与非豆科植物与Frankia放线放线 菌形成的共生体。菌形成的共生体。第70页/共79页第七十一页，共79页。soil particleroothyphaFrom I. Jakobsen菌根是一类菌根是一类(y li)(y li)土壤有益真菌与高等植物建立的共生互惠联合体土壤有益真菌与高等植物建立的共生互惠联合体第71页/共79页第七十二页，共79页。Arbuscule（丛枝体丛枝体 ）intercellular hyphaIllustrations from M. Brundrett and S. Smith第72页/共79页第七十三页，共79页。菌根促进养分磷的吸收菌根促进养分磷的吸收通过外延菌丝大大增加吸磷表面积。通过外延菌丝大大增加吸磷表面积。降低菌丝际降低菌丝际pH值，有利于磷的活化。值，有利于磷的活化。真菌膜上运载真菌膜上运载(ynzi)系统与磷的亲合力高于寄主系统与磷的亲合力高于寄主植物根细胞膜与磷的亲合力。植物根细胞膜与磷的亲合力。第73页/共79页第七十四页，共79页。第74页/共79页第七十五页，共79页。无菌根无菌根有菌根有菌根 在发达在发达(fd)的根系中，菌根对磷的吸收效率不显著的根系中，菌根对磷的吸收效率不显著第75页/共79页第七十六页，共79页。无菌根无菌根有菌根有菌根 在不发达的根系中，菌根对磷的吸收效率显著在不发达的根系中，菌根对磷的吸收效率显著第76页/共79页第七十七页，共79页。第77页/共79页第七十八页，共79页。第78页/共79页第七十九页，共79页。