植物生理学双语课件

Chapter 1 Water Relationship in Plant 植物水分的吸收、体内运输分配以及排出的过程水分代谢（water metabolism）。“有收无收在于水，多收少收在于肥”。Section1 Role of water in plant life1.1 Water content and status in plant(植物的含水量及水分存在状态)1.1.1 Water content。1.1 Water content and status in plant(植物的含水量及水分存在状态)1.1.1 Water content。Plant types：水生90%以上陆生40-90%旱生（沙漠）植物6%。木本陆生40-90%旱生（沙漠）植物6%。木本阳生。1.1 Water content and status in plant(植物的含水量及水分存在状态)1.1.1 Water content。植植物物种种类：水生90%以上陆生40-90%旱生（沙漠）植物6%。木本阳生。Plant organs：生生长点点、根根尖尖、幼幼嫩嫩茎茎等达90%以 上 功功 能能 叶叶 70-90%树 干干 40-50%休休 眠眠 芽芽40%风干种子干种子8-14%。凡是生命活凡是生命活动越旺盛的部分，含水量也越高越旺盛的部分，含水量也越高。1.1.2 Status in plant。Free water and bound water。free water：不与不与细胞的胞的组分分紧密密结合，易合，易自由移自由移动的水分，称的水分，称为自由水。自由水。其特点是参与代谢，能作溶剂，易结冰。1.1.2 Status in plant。Free water and bound water。free water：不与不与细胞的胞的组分分紧密密结合，易合，易自由移自由移动的水分，称的水分，称为自由水。自由水。其特点是参与代谢，能作溶剂，易结冰。bound water：与与细胞的胞的组分分紧密密结合合,不不易自由移易自由移动的水分，称的水分，称为束束缚水。水。其特点是不参与代谢，不能作溶剂，不易结冰。自由水自由水/束束缚水的比水的比值增加增加时，植物植物细胞胞原生原生质体体处于溶胶于溶胶(sol)状状态，代代谢活活动旺旺盛，生盛，生长快，但抗逆性弱；快，但抗逆性弱；自由水自由水/束束缚水的比水的比值减少减少时，植物植物细胞胞原生原生质常常趋于凝胶于凝胶(gel)状状态，代代谢活活动减减弱，生弱，生长变慢，但抗逆性却增慢，但抗逆性却增强。1.2 Role of water in plant life(1)Component of protoplasm植物细胞原生质含水量一般在70-90%。(2)Substrate for plant metabolism光合、呼吸、有机物合成与分解。(3)Solution for plant absorption and transportation(4)Keeping plant in shape(extension)(5)Balance plant temperatureSection2 Water absorption by plant cell 三种方式:Osmosis absorption；imbibition absorption;metabolism absorption。其中以渗透性吸水为主.2.1 Osmosis absorption by plant cell细胞的渗透性吸水2.1.1 Free energy,chemical potential and water potential bound energy and free energy。自由能自由能是指能够作功的能量和参与反应的本领。束缚能束缚能束缚能束缚能(bound energy)(bound energy)：不能用于做有用功的能不能用于做有用功的能不能用于做有用功的能不能用于做有用功的能量量量量每摩尔体积物质的自由能为化学化学势，是一种物质能够用于作功或发生反应的能量度量。水的化学势（水的化学势（水的化学势（水的化学势（ww）：）：）：）：当温度、压力及物质数量当温度、压力及物质数量当温度、压力及物质数量当温度、压力及物质数量(水分以外水分以外水分以外水分以外)一定时，体系中一定时，体系中一定时，体系中一定时，体系中molmol的水分的自由能。的水分的自由能。的水分的自由能。的水分的自由能。Water potential：指在相同温度、相同压力下一个指在相同温度、相同压力下一个指在相同温度、相同压力下一个指在相同温度、相同压力下一个系统中系统中系统中系统中偏摩尔体积偏摩尔体积偏摩尔体积偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势差。水的化学势与纯水的化学势差。水的化学势与纯水的化学势差。水的化学势与纯水的化学势差。用用用用 ww表示。表示。表示。表示。水水势是指在同温同是指在同温同压的一系的一系统中，一偏摩中，一偏摩尔体体积（V）水（含溶）水（含溶质的水）的自由能的水）的自由能(w）与一摩）与一摩尔体体积（V）纯水的自由能水的自由能(0w)的差的差值(w)。Water potential is defined as the difference in free energy per unit volume,between matrically-bound,pressurized,or osmotically-constrained water and pure water。w=(w/Vw)-（0wVw)=(w-0w)Vw=wVw代表水代表水整体整体参与化学反参与化学反应和移和移动的本的本领。人为地设定在等温等压条件下，纯水的水势为零w0=0。溶液的水势就小于0，为负值。溶液越浓，其水势的负值越大。w的单位是MPa=106Pa=10bar。海水为-2.5M Pa、1M NaCl 为4.46MPa、植物细胞在-0.11.5MPa。2.1.2 Osmosis and osmotic potential半透膜半透膜(semipermeable membrane)：只允只允许水等小分子物质透过，其它溶质分子许水等小分子物质透过，其它溶质分子或离子则不易透过的膜。或离子则不易透过的膜。如质膜和液泡如质膜和液泡膜等。膜等。渗透现象渗透现象渗透现象渗透现象 Osmosis(渗透作用渗透作用)是是指指水分从水势高的系统通水分从水势高的系统通水分从水势高的系统通水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统过半透膜向水势低的系统过半透膜向水势低的系统过半透膜向水势低的系统移动的现象移动的现象移动的现象移动的现象。半透性膜：动物膀胱、蚕豆种皮、透析袋。Osmotic potential(渗渗透透势 ，Solute potential、溶质势s)。由于溶由于溶质的存在而降低的水的存在而降低的水势。s(Mpa)=-0.0083iCT。i渗透系数，NaCl的i为1.80，CaCl2的i为2.60,蔗糖的i为1.C溶质浓度T绝对温度。2.1.3 Plant cell is an osmotic system Cell wall(consists of cellulose,pectin and semi-cellulose)A permeable membrane。Protoplastic layer(Plasmic membrane and tonoplast)A semipermeable(selective)membrane。Plasmolysis(质壁分离)and Deplasmolysis(质壁分离复原）高浓度溶液中，植高浓度溶液中，植物细胞液泡失水，物细胞液泡失水，原生质体与细胞壁原生质体与细胞壁分离的现象。分离的现象。PlasmolysisDeplasmolysis低浓度溶液中，植低浓度溶液中，植物细胞液泡吸水，物细胞液泡吸水，原生质体与细胞壁原生质体与细胞壁重新接触的现象。重新接触的现象。植物细胞质壁分离和复原示意图研究研究质壁分离和复原的意壁分离和复原的意义：原生原生质层具有具有选择透性。透性。研究研究质壁分离和复原的意壁分离和复原的意义：原生原生质层具有具有选择透性。透性。判断判断细胞死活。胞死活。研究研究质壁分离和复原的意壁分离和复原的意义：原生原生质层具有具有选择透性。透性。判断判断细胞死活。胞死活。测定定细胞液的溶胞液的溶质势，进行行农作物品种作物品种抗旱性抗旱性鉴定。定。研究研究质壁分离和复原的意壁分离和复原的意义：原生原生质层具有具有选择透性。透性。判断判断细胞死活。胞死活。测定定细胞液的溶胞液的溶质势，进行行农作物品种作物品种抗旱性抗旱性鉴定。定。测定物定物质进入原生入原生质体的速度和体的速度和难易易程度。程度。2.1.4 Water potential elements of the plant cellw=s+p+m+g。ssolute potential。它取决于细胞内溶质颗粒(分子或离子)总和。植物叶s为-1-2 MPa，旱生植物叶片s 达-10MPa。s还存在着日变化和季节变化。p pressure potential（压力力势）。由于由于细胞膨胞膨压的存在而提高的的存在而提高的水水势。一般为正值(p0)。草本(温暖天气）下午为+0.3+0.5MPa，晚上为+1.5MPa。特殊情况下，压力势会等于零或负值。如初始质壁分离时，压力势为零；剧烈蒸腾时，细胞的压力势会呈负值。p膨压膨压 mmatric potential（衬质势）。细胞胞内内胶胶体体物物质（如蛋白质、淀粉、细胞壁物质等）对水分吸附而引起水水分吸附而引起水势降低的降低的值。为负值。干燥种子的m可达-100MPa；未形成液泡的细胞具有明显的衬质势，已形成液泡的细胞（-0.01MPa左右），可以略而不计。一般植物细胞水势:w=s+p。（1 1）初始质壁分离时，）初始质壁分离时，）初始质壁分离时，）初始质壁分离时，V=1.0V=1.0，p p p p=0=0=0=0，w w w w=s s s s=-2.0-2.0 MPaMPaMPaMPa（2 2）充分膨胀时，）充分膨胀时，）充分膨胀时，）充分膨胀时，V=1.5V=1.5，p=-sp=-sp=-sp=-s ，w=s+pw=s+pw=s+pw=s+p =0=0（3 3）剧烈蒸腾时，）剧烈蒸腾时，V1.0,V1.0,p p p p 0 0 0 0，w w w w 淀粉纤维素 脂类。豆科植物种子吸胀现象非常显著。未形成液泡的植物细胞，如风干种子、分生细胞主要靠吸胀作用。吸吸胀作作用用的的动力力为m，因为s=0，p=0，w=m。吸胀力吸胀力吸胀力吸胀力:亲水胶体（亲水胶体（亲水胶体（亲水胶体（hydrophilic colloidhydrophilic colloid）吸引水分吸引水分吸引水分吸引水分子的力。子的力。子的力。子的力。吸胀作用吸胀作用吸胀作用吸胀作用:细胞因吸胀力的存在而吸收水分的作用。细胞因吸胀力的存在而吸收水分的作用。细胞因吸胀力的存在而吸收水分的作用。细胞因吸胀力的存在而吸收水分的作用。吸胀水：吸胀水：吸胀水：吸胀水：细胞内亲水物质通过吸胀力而结合的水，细胞内亲水物质通过吸胀力而结合的水，细胞内亲水物质通过吸胀力而结合的水，细胞内亲水物质通过吸胀力而结合的水，它是束缚水的一部分。它是束缚水的一部分。它是束缚水的一部分。它是束缚水的一部分。由吸胀力的存在而降低的水势值，由吸胀力的存在而降低的水势值，由吸胀力的存在而降低的水势值，由吸胀力的存在而降低的水势值，即衬质势即衬质势即衬质势即衬质势(mm)。吸胀力大小：吸胀力大小：吸胀力大小：吸胀力大小：蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质(豆类豆类豆类豆类mm -100MPa-100MPa)淀粉淀粉淀粉淀粉 纤维素纤维素纤维素纤维素 脂类 干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、果实和种子形成果实和种子形成果实和种子形成果实和种子形成过程中过程中过程中过程中靠靠靠靠吸胀吸水。吸胀吸水。吸胀吸水。吸胀吸水。2.3 Metabolic absorption of water by plant cell利利用用细胞胞呼呼吸吸释放放出出的的能能量量，使使水水分分通通过质膜而膜而进入入细胞的胞的过程程代代谢性吸水性吸水。抑制呼吸(二硝基酚等)细胞吸水也减少；促进呼吸（通气、加糖）细胞吸水就增强。2.4 Water channel proteins or aquaporins（水通道蛋白或水孔蛋白）指指细胞胞膜膜或或液液泡泡膜膜上上，可可减减少少水水分分跨跨膜膜运运输阻阻力力，加加快快水水分分进出出生生物物膜膜的的一一类蛋蛋白白质。所所有有的的活活细胞胞均均有有aquaporins,不不同同的的组织有有不不同同的的aquaporins。根根系系水水分分进入入有有约80%由由aquaporins控制控制。Aquaporins facilitate the diffusion of water and small neutral solutes across plant cell membranes.。PNP ANPAPNAH2OH2OSmall neutral solutesAquaporins的可能生理功能：的可能生理功能：(1)水分在水分在细胞内的运胞内的运输；(2)水分水分长距离的运距离的运输；(3)调整整细胞内的胞内的s。生殖生生殖生长、细胞伸胞伸长、叶枕运、叶枕运动、矿质营养吸收、养吸收、对旱和旱和盐胁迫的响迫的响应。Section3 Absorption of water by plant root3.1 Absorption region 根系主要吸水根系主要吸水区域区域根毛区根毛区数量度多，吸收面数量度多，吸收面积大；大；细胞壁胞壁较薄，透水性好；薄，透水性好；输导组织发达。达。栽植物栽植物时要要带土，尽量减少根毛土，尽量减少根毛损伤，以，以利成活利成活。3.2 Mechanism of water absorption by root主主动吸水和被吸水和被动吸水吸水3.2.1 Active absorption of water 根系本身生理活根系本身生理活动而引起植物吸收水分而引起植物吸收水分的的现象。象。根系吸水的途径根系吸水的途径Apoplast(质外体外体)是指原生是指原生质以外的包括以外的包括细胞壁、胞壁、细胞胞间隙和木隙和木质部的部的导管等无生管等无生活物活物质互相互相连结成的一个成的一个连续的整体。的整体。水分子移动阻力小，移动速度快。Symplast(共共质体体)是指活是指活细胞内的原生胞内的原生质体通体通过胞胞间连丝及及质膜本身互相膜本身互相连结成的一个成的一个连续的整体。的整体。水分在其间依次从一个细胞经过胞间连丝进入另一个细胞。内皮层细胞向外侧质外体吸收离子，离子最终被转移到中柱导管，导管的离子浓度增高而水势下降，结果水分通过内皮层细胞渗透到中柱导管，使导管产生静水压力即根压。试验证明，根系置高水根系置高水势溶液中，溶液中，伤流快；流快；低水低水势溶液中，溶液中，伤流速度慢或甚至流速度慢或甚至倒倒流。流。主主动吸水与根系的呼吸作用有密切关系吸水与根系的呼吸作用有密切关系。根压产生的机制Root pressure(根根压)，由于根系的生理活，由于根系的生理活动使液流从根部沿木使液流从根部沿木质部部导管上升的管上升的压力。力。一般为0.1-0.2MPa。它大小和成分代表根生理活它大小和成分代表根生理活动和和强弱弱Bleeding(伤流伤流)汁液从伤汁液从伤口（残茎）的切口溢出的现口（残茎）的切口溢出的现象象伤流液伤流液(bleeding sap)。Guttation(吐水吐水)土壤水分充足、大气温暖、湿润的环境中或清晨，未受未受伤叶尖叶尖或叶或叶缘向外溢出液滴的向外溢出液滴的现象象。荷叶、草莓及禾本科吐水较多。可利用吐水作可利用吐水作为选择壮苗的一种生理指壮苗的一种生理指标。3.2.2 Passive absorption of water 被动吸水被动吸水是指由于是指由于地上部的地上部的的蒸腾作的蒸腾作用而引起用而引起根部吸水。根部吸水。茎木质部输导组织动力是蒸力是蒸腾拉力拉力。Transpiration pull由于蒸由于蒸腾作用作用产生的一系列水生的一系列水势梯度使梯度使水分沿着水分沿着导管上升的力。管上升的力。其大小与根系活其大小与根系活力无关。力无关。通常植物以被通常植物以被动吸水吸水为主。主。植物在蒸腾作用强烈时植株只有被动吸水，而植株在春季叶片尚未展开以及当植物蒸腾受抑制时，主动吸水才占主导地位。3.3 Factors affecting water absorption by root 内内部部因因素素：根根的的w、发达达程程度度、对水水分分的的透性、根系呼吸速率等。透性、根系呼吸速率等。外外部部因因素素：大气因子影响蒸腾速率，从而间接影响根系的吸水。土壤因子直接影响根系吸水。(1)Soil available water(土壤有效水或土土壤有效水或土壤可利用水）壤可利用水）是指能被植物直接吸收利用，是指能被植物直接吸收利用，其含水量高于萎蔫系数其含水量高于萎蔫系数(wilting coefficient)以上的水。以上的水。萎蔫系数是指当植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存的水分含量(以占土壤干重的百分率计)。植物体内水分不足时，叶片和茎的幼嫩部分下垂，这种现象称为萎蔫(wilting)。Temporary wilting(暂时萎蔫)当蒸当蒸腾作用大于根系吸水及作用大于根系吸水及转运水分的速度运水分的速度时，植物会，植物会产生萎蔫生萎蔫现象称象称暂时萎蔫萎蔫。当蒸腾速率降低时，能消除萎蔫状态。如晚间、遮阴等。Permanent wilting(永久萎蔫永久萎蔫)土壤中土壤中缺少有效水，根系吸不到水而造成的萎蔫缺少有效水，根系吸不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫叫做永久萎蔫。降低蒸腾，不能消除萎蔫状态。立即灌水可消除萎蔫状态。(2)Soil O2：CO2、N2处理根部，吸水量降低；供理根部，吸水量降低；供O2，吸水量增加吸水量增加。缺乏O2使根细胞呼吸减弱，影响主胞呼吸减弱，影响主动吸水吸水；细胞进行无氧呼吸，产生和积累较多酒精酒精等，使根系中毒等，使根系中毒，吸水更少。(3)Soil temperature 低温：低温：水和原生质水和原生质粘度增加粘度增加，水扩散，水扩散速率下降，不易通速率下降，不易通过原生质；过原生质；呼吸作呼吸作用减弱用减弱，影响主动，影响主动吸水；吸水；根系生长缓根系生长缓慢慢，有碍吸水表面，有碍吸水表面的增加。的增加。高温：根易木栓化高温：根易木栓化，导水性下降。导水性下降。吸水速率温度低温高温适温(4)Soil solute concentration根系根系细胞水胞水势必必须低于土壤溶液的水低于土壤溶液的水势，才能从土壤中吸水才能从土壤中吸水(-0.1MPa)。化肥施用化肥施用过量量或或过于集中于集中时，可使土壤溶，可使土壤溶液液浓度突然升高，阻碍根系吸水，度突然升高，阻碍根系吸水，产生生烧苗苗现象。象。Section4 Transpiration1-5%水分用于代谢(1)以液体状态散失到体外-吐水现象；(2)以气体状态散失到体外-蒸腾作用。Transpiration(蒸蒸腾作作用用)是是指指植植物物地地上上部部分以水气状分以水气状态向外界散失水分的向外界散失水分的过程。程。4.1 Organs for transpirationLenticular transpiration(皮孔蒸皮孔蒸腾)约0.1%植植物物的的蒸蒸腾作作用用绝大大部部分分是是经过叶叶片片进行行的，称的，称Leaf transpiration(叶片的蒸叶片的蒸腾)。4.1 Organs for transpirationLenticular transpiration(皮孔蒸皮孔蒸腾)约0.1%植植物物的的蒸蒸腾作作用用绝大大部部分分是是经过叶叶片片进行行的，称的，称Leaf transpiration(叶片的蒸叶片的蒸腾)。叶片的蒸腾:角角质层蒸蒸腾(cuticular transpiration)；气孔蒸气孔蒸腾(stomatal transpiration)。一一般般植植物物的的成成长叶叶片片其其角角质层蒸蒸腾仅占占总蒸蒸腾量的量的5-10。气孔蒸气孔蒸腾90-95%。Role and index of transpiration1 Role（1 1）水分吸收和运输的主要动力；）水分吸收和运输的主要动力；）水分吸收和运输的主要动力；）水分吸收和运输的主要动力；（2 2）降低植物体和叶片温度；）降低植物体和叶片温度；）降低植物体和叶片温度；）降低植物体和叶片温度；（3 3）促进无机离子的吸收及根中合成的有机物的向）促进无机离子的吸收及根中合成的有机物的向）促进无机离子的吸收及根中合成的有机物的向）促进无机离子的吸收及根中合成的有机物的向上运输；上运输；上运输；上运输；（4 4）有利于）有利于）有利于）有利于COCO2 2的吸收的吸收的吸收的吸收（蒸腾作用正常进行时，气孔是开放的）。（蒸腾作用正常进行时，气孔是开放的）。（蒸腾作用正常进行时，气孔是开放的）。（蒸腾作用正常进行时，气孔是开放的）。2 Index(1)Transpiration rate(蒸蒸腾速速率率)。植植物物在在一一定定时间内内单位位叶叶面面积蒸蒸腾的的水水量量(g/m2s)。昼1.5-7.5，晚30MPa)(30MPa)；(4)(4)水分子与导管内纤维素分子之间的水分子与导管内纤维素分子之间的水分子与导管内纤维素分子之间的水分子与导管内纤维素分子之间的附着力。附着力。附着力。附着力。水分沿水分沿导管或管胞上升的管或管胞上升的动力力1、上端：蒸、上端：蒸腾拉力拉力2、下端：根、下端：根压3、水分的、水分的连续性运性运输-内聚力学内聚力学说（1）水分子的）水分子的内聚力内聚力远大于水柱的大于水柱的张力力（2）水分子与）水分子与导管管间还有有强附着力附着力5.3 Rate of water transport共共质体中体中1mm/h，质外体略快。木木质部部3-45m/h。环孔材孔材树木木20-40m/h，散孔材散孔材树木16m/h；裸子植物裸子植物0.6m/h。Section6 Effective irrigation based on water physiology用最少量的水取得最大的效果。用最少量的水取得最大的效果。6.1 Law of plant water requirement 6.1.1 Plant types：表 不同作物的蒸腾系数作物 玉米高粱大麦水稻菜豆马铃薯 棉花蒸腾系数370 322 520 680 700 640 570生理需水生理需水生理需水生理需水:指用于维持植物正常生理活动所需要的水分指用于维持植物正常生理活动所需要的水分指用于维持植物正常生理活动所需要的水分指用于维持植物正常生理活动所需要的水分称为生理需水称为生理需水称为生理需水称为生理需水生态需水生态需水生态需水生态需水:指维持植物正常生长发育所需要的体外环境指维持植物正常生长发育所需要的体外环境指维持植物正常生长发育所需要的体外环境指维持植物正常生长发育所需要的体外环境而消耗的水分称为生态需水而消耗的水分称为生态需水而消耗的水分称为生态需水而消耗的水分称为生态需水植物的水分平衡植物的水分平衡植物的水分平衡植物的水分平衡 （water balancewater balance）1 1、概念、概念、概念、概念 植物吸水、用水、失水三者的和谐动态关系叫做植物吸水、用水、失水三者的和谐动态关系叫做植物吸水、用水、失水三者的和谐动态关系叫做植物吸水、用水、失水三者的和谐动态关系叫做水分水分水分水分平衡平衡平衡平衡（water balancewater balance）。）。）。）。维持植物水分平衡措施：维持植物水分平衡措施：增加吸水和减少蒸腾。增加吸水和减少蒸腾。2意义：保证农业高产稳产的重要问题意义：保证农业高产稳产的重要问题 3措施：措施：维持植物水分平衡，一般从两方面着手持植物水分平衡，一般从两方面着手（1）适当降低蒸）适当降低蒸腾的途径：的途径：减少蒸减少蒸腾面面积降低蒸降低蒸腾速率速率使用抗蒸使用抗蒸腾剂（2）增加供水：（）增加供水：（为主）主）6.1.2 Growth stages苗期分枝(蘖)开花结实期成熟期相相对对需需水水量量发育时期发育时期不同生育期的需水量不同生育期的需水量 根据小麦对水分的需求，整个生长发育阶段根据小麦对水分的需求，整个生长发育阶段根据小麦对水分的需求，整个生长发育阶段根据小麦对水分的需求，整个生长发育阶段可分为可分为可分为可分为五个时期：五个时期：五个时期：五个时期：1 1种子萌发种子萌发种子萌发种子萌发-分蘖前期分蘖前期分蘖前期分蘖前期 个体小，蒸腾面积小，个体小，蒸腾面积小，个体小，蒸腾面积小，个体小，蒸腾面积小，耗水量少，对水分需要量不大。耗水量少，对水分需要量不大。耗水量少，对水分需要量不大。耗水量少，对水分需要量不大。2 2分蘖末期分蘖末期分蘖末期分蘖末期-抽穗期抽穗期抽穗期抽穗期(包括返青、拔节、孕穗期包括返青、拔节、孕穗期包括返青、拔节、孕穗期包括返青、拔节、孕穗期)：个个个个体生长迅速，叶面积大，代谢旺盛，消耗水量最多。体生长迅速，叶面积大，代谢旺盛，消耗水量最多。体生长迅速，叶面积大，代谢旺盛，消耗水量最多。体生长迅速，叶面积大，代谢旺盛，消耗水量最多。植物对水分不足最敏感、最易受害的时期称为作物的植物对水分不足最敏感、最易受害的时期称为作物的植物对水分不足最敏感、最易受害的时期称为作物的植物对水分不足最敏感、最易受害的时期称为作物的水分临界期水分临界期水分临界期水分临界期（critical period of watercritical period of water）。）。）。）。小麦第一个水分临界期小麦第一个水分临界期小麦第一个水分临界期小麦第一个水分临界期：花粉母细胞四分体到花粉粒花粉母细胞四分体到花粉粒花粉母细胞四分体到花粉粒花粉母细胞四分体到花粉粒形成阶段形成阶段形成阶段形成阶段。3 3抽穗抽穗抽穗抽穗-开始灌浆：开始灌浆：开始灌浆：开始灌浆：这一时期只有上部叶蒸腾强烈，这一时期只有上部叶蒸腾强烈，这一时期只有上部叶蒸腾强烈，这一时期只有上部叶蒸腾强烈，总耗水量不太大。总耗水量不太大。总耗水量不太大。总耗水量不太大。缺水会引起受精受阻，种胚发育不良，产量下降。缺水会引起受精受阻，种胚发育不良，产量下降。缺水会引起受精受阻，种胚发育不良，产量下降。缺水会引起受精受阻，种胚发育不良，产量下降。4 4开始灌浆开始灌浆开始灌浆开始灌浆-乳熟末期乳熟末期乳熟末期乳熟末期 此时主要进行光合产此时主要进行光合产此时主要进行光合产此时主要进行光合产物的运输与分配。物的运输与分配。物的运输与分配。物的运输与分配。若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，旗叶早衰，籽粒瘦小，产量低。所以此期是旗叶早衰，籽粒瘦小，产量低。所以此期是旗叶早衰，籽粒瘦小，产量低。所以此期是旗叶早衰，籽粒瘦小，产量低。所以此期是小麦的小麦的小麦的小麦的第二个水分临界期第二个水分临界期第二个水分临界期第二个水分临界期。5 5乳熟未期乳熟未期乳熟未期乳熟未期-完熟期完熟期完熟期完熟期 灌浆过程基本结束，植灌浆过程基本结束，植灌浆过程基本结束，植灌浆过程基本结束，植物不再需要供水，反而种子还大量失水，逐渐风干。物不再需要供水，反而种子还大量失水，逐渐风干。物不再需要供水，反而种子还大量失水，逐渐风干。物不再需要供水，反而种子还大量失水，逐渐风干。Critical period of water(水分临界期)是指是指需水量不一定多，但植物需水量不一定多，但植物对水分不足最敏水分不足最敏感，最易受害的感，最易受害的时期期。花分母细胞减数分裂到四分体时期禾谷类作物有两个水分临界期，即拔节期（相当于花分母细胞减数分裂到四分体时期）和灌浆期。最大需水期最大需水期6.2 Index for effective irrigation6.2.1 Morphological index (1)幼嫩的茎叶易幼嫩的茎叶易发生凋萎生凋萎。(2)茎叶茎叶颜色色转深深。(3)茎叶茎叶颜色有色有时变红。(4)植株生植株生长速度下降速度下降。6.2.2 Physiological index （能及时掌握植物体内的水分状况，较为科学）（能及时掌握植物体内的水分状况，较为科学）（能及时掌握植物体内的水分状况，较为科学）（能及时掌握植物体内的水分状况，较为科学）1.1.叶水势叶水势叶水势叶水势 叶水势是反映植物水分状况的一个灵敏指标。叶水势是反映植物水分状况的一个灵敏指标。叶水势是反映植物水分状况的一个灵敏指标。叶水势是反映植物水分状况的一个灵敏指标。2.2.细胞汁液浓度或渗透势细胞汁液浓度或渗透势细胞汁液浓度或渗透势细胞汁液浓度或渗透势 利用缺水时植物细胞汁液浓度增高来判断植物体利用缺水时植物细胞汁液浓度增高来判断植物体利用缺水时植物细胞汁液浓度增高来判断植物体利用缺水时植物细胞汁液浓度增高来判断植物体内的水分状况。内的水分状况。内的水分状况。内的水分状况。3.3.气孔状况气孔状况气孔状况气孔状况 根据气孔开度来判断植物体内的水分状况。根据气孔开度来判断植物体内的水分状况。根据气孔开度来判断植物体内的水分状况。根据气孔开度来判断植物体内的水分状况。6.2.3 Irrigation methods (1)地面灌溉法。(2)喷灌法。灌法。(3)滴灌法滴灌法。