水势差决定水分移动速度的概念似属不妥

阅《植物生理学通讯》1981年第3期李合生同志所著《水势与植物》一文,获益颇多。但该文第三节“水势与植物生理”中,有一个概念值得商榷。第59页第14行:“水分总是顺着水势梯度而移动,其速度决定于两者水势差的大小,其差异愈大移动速度愈快,反之愈慢。”此句前半句无疑是正确的,后半句则不然。盖     

大田玉米、高粱、芝麻、豇豆叶片水势、蒸腾速率、气孔阻力对环境因素的反应

本文研究了田间生长的玉米、高梁、芝麻、豇豆在不同土壤供水条件下,叶水势、气孔阻力、蒸腾速率日变化及其与环境因素的关系。结果表明,四种作物气孔开闭与光强密切相关:夜间气孔关闭,rs高;白天气孔开放,rs低。ψ_(WL)、TR与环境因素(气温、RH、ψ_(WV)、光强等)密切相关,它们之间的相关系数(在0.05和0.01水平)显著。四种作物ψ_(WL)日节奏为“正弦曲线”状,13:00—15:00小时ψ_(WL)最低,黎明前最高。中午ψ_(WV)和土壤含水量愈低。ψ_(ML)愈低。四种作物TR在早晨逐斩增高,13:00—15:00小时最强;傍晚前又降低;夜间TR最低。干旱植株ψ_(WL)、TR低于灌水植株,而rs高于灌水植株。     

水势与水的化学势

水势与水的化学势之间的关系和区别问题,众说纷纭,意见颇不一致。但归纳起来有两种:1.水势:=⊿μw,即水势就是水的化学势(差);2.水势ψw=⊿μ,否认水势就是水的化学势。这里,谈谈自己的体会,供参考。     

对《植物生理学实验》中质壁分离法测定植物细胞水势命题的看法

我们今年选用薛应龙先生主编的《植物生理学实验》作为我们植物生理学实验的教材。此教材各方面兼顾,有些实验方法较新,概念、操作过程清楚,与我们以往所用的教材相比,实为一本难得的植物生理学实验好教材。但第二章水分生理实验中“质壁分离法测定植物细胞水势”这一命题,我们认为还有可商榷之处。我们都知道,一个成熟的具有液泡的植物细胞的水势由渗透势(ψ_s),压力势(ψ_p)和衬质势(ψ_m)三种组分组成:ψ_w=ψ_s+ψ_p+ψ_m     

不同肥力水平农田生态系统SPAC水分状态及能量特征

通过对农田生态系统土壤 -植物 -大气连续体系 (SPAC)水分、温度等昼夜观测 ,确定温度是影响 SPAC水分能量的重要因素 ,土壤水势呈现温度正效应 ,植物、大气水势呈现温度负效应。温度与土壤 -植物间水势差 (ψS- P)和植物 -大气间水势差 (ψP- A)呈正相关。农田生态系统 SPAC水分热力学函数研究得出 ,不论高、低肥区 ,冬小麦在不同生长发育时期 ,水分的相对偏摩尔自由能 (ΔG)均为土壤 >植物 >大气 ;水分相对偏摩尔熵 (ΔS)、焓 (ΔH)均为大气 >植物 >土壤 ;冬小麦在拔节期和扬花期 ,土壤水 ΔG皆为高肥区 <低肥区 ;植物水分 ΔG拔节期为高肥区 >低肥区 ,扬花期相反为高肥区 <低肥区 ;两个生育期大气水分 ΔG均为高肥区 >低肥区。在拔节期土壤 -植物间水分的 ΔG差值 (ΔGS- P=ΔGS-ΔGP)、植物 -大气间水分ΔG差值 (ΔGP- A=ΔGP-ΔGA)均为高肥区 <低肥区 ,扬花期ΔGS- P为高肥区 >低肥区 ,而ΔGP- A为高肥区 <低肥区。     

柠条抗旱的生理生态与土壤水分关系的研究

采用LI－1600气孔计和压力室测试了风沙土上生长的柠条的SPAC系统的水分关系和P－V水分特征曲线,结果表明：当沙土含水率（W）的水分特征曲线的回归方程为：ψs=-40．32196×0．427905W,沙土平均含水率大于45％,柠条固沙林生长正常,叶水势高。沙土含水率小于4．5％时,柠条生长速度显著下降,柠条清晨叶水势（ψm）与沙土含水率（W）的回归方程为：ψm=－0．35926·e6．31144／W,风沙土上生长的柠条的“经济水阈”大约在4．5％左右,“生命水阈”大约在3．5％左右。     

小麦条锈病罹病植株对水分胁迫的响应

水分胁迫时,小麦条锈病病叶的叶片扩散阻力(LDR)明显增大,蒸腾速率(Tp)、相对含水量(RWC)、水势(ψw)、渗透势(ψπ)和压力势(ψp)明显降低。亲和与不亲和性反应寄主病叶对水分胁迫的反应明显不同。亲和性反应寄主叶片在水分胁迫时表现出较低的反应型,产孢期推迟;Tp、LDR、RWC、ψw、ψp和ψπ在产孢前轻微下降或升高;在开始产孢后病叶Tp急剧升高,LDR、Tp、RWC、ψw、ψπ和ψp大幅降低,在健叶尚可有效控制水分蒸腾散失时病叶已丧失了这种能力。不亲和性反应寄主病叶的蒸腾作用在显症期亦有轻微变化,但之后病叶Tp、LDR、RWC和ψw渐趋健叶水平,并保持了较健叶更低的ψπ和更高的ψw,具备了更强的水分调控能力。病株健叶与病叶具有相似的气孔行为。     

美国海滨桤木和薄叶桤木水分生理特性的比较

采取盆栽、人工控水的方式, 研究并比较了美国本土海滨桤木(Alnus maritima)和薄叶桤木(A. incana)的气孔导度(G_s)、叶片水势(ψ_leaf)以及渗透调节能力对土壤水分条件的响应, 以探讨引起两种桤木生态分布差异巨大的生理生态原因。结果表明: 1)正常水分条件下, 海滨桤木的G_s低于薄叶桤木, 其与大气温度、相对湿度和水蒸气亏缺等气象因子的相关性低于薄叶桤木; 干旱胁迫下, 海滨桤木的G_s对其自身ψ_leaf下降信号的敏感度低于薄叶桤木; 复水后, 其G_s恢复更为缓慢。2)正常水分条件下, 海滨桤木的ψ_leaf高于薄叶桤木, 且引起气孔关闭的ψ_leaf临界值较高; 干旱胁迫下, 海滨桤木的ψ_leaf下降幅度高于薄叶桤木。3)正常水分条件下, 海滨桤木和薄叶桤木的渗透调节能力无显著差异; 干旱胁迫下, 尽管两种桤木均表现出饱和状态渗透势(ψ_s^sat)下降、膨压与水势关系的最大变化率降低、初始失膨点渗透势(ψ_s^tlp)增加、细胞渗透调节能力范围(ψ_s^sat-ψ_s^tlp, Dψ_s)减小的趋势, 但与薄叶桤木相比, 海滨桤木的ψ_s^tlp较高, Dψ_s较小。从以上生理生态指标可以看出, 较高的叶片水势、较低的气孔调节能力、干旱下较低的渗透调节能力是造成海滨桤木分布范围狭小的重要原因。     

基于抗氧化系统的美丽箬竹水分生理整合作用分析

本文以分株相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试材,设置3个盆栽基质相对含水率(90%±5%高水势、60%±5%中水势、30%±5%低水势)和3个水势差处理(90%~60%、60%~30%、90%~30%),研究美丽箬竹克隆分株抗氧化系统对异质水分环境的响应规律,分析水分生理整合发生条件、方向和强度。结果表明:随处理时间的延长,美丽箬竹叶片MDA、可溶性蛋白质含量和CAT、POD活性总体上呈升高趋势;SOD活性呈降低趋势;随分株间水势差的增大,低水势处理分株叶片CAT、SOD活性和可溶性蛋白质含量升高,POD活性、MDA含量降低,高水势处理分株的变化规律相反,中水势处理分株叶片抗氧化生理指标总体上变化不明显;在异质水分环境下美丽箬竹克隆系统存在水分生理整合作用,分株首先保障自身的水分需求,当克隆分株同时存在水分丰盈、亏缺时,会发生强烈的从高水势向低水势分株的水分转移,分株间水势差越大,整合强度越高;克隆分株在水分生理整合上存在"利己"和"利他"行为。本研究为商品竹林水分人工供应提供了理论依据。     

岩溶干旱胁迫下青冈栎水分参数变化

根据岩溶生境特点设计表层岩溶水-岩石(灰岩)-土壤水分供应分层模拟柱,对青冈栎(Cyclobalanopsis glauca)进行水分控制试验;运用压力容积(P-V)技术,研究了在水分胁迫下青冈栎的日水势(P)、饱和含水量时的最大渗透势(ψsats)、初始质壁分离时的渗透势(ψtlps)、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWCtlp)、初始质壁分离时相对含水量(RWCtlp)、质外体水的相对含量(AWC),以及饱和含水量时最大渗透势与初始质壁分离时的渗透势之差(△P)的变化.结果表明,在无表层岩溶水-岩石-土壤处理中,随着土壤干旱胁迫程度的增加,ROWCtlp、RWCtlp、ψsats、ψtlp呈明显下降,而AWC值上升;在有表层岩溶水-岩石-土壤处理下,青冈栎受土壤水分胁迫不明显,水分参数变化不显著.表层岩溶缺水时,土壤水分含量是影响青冈栎水分参数变化的主要因素,在一定的干旱胁迫范围内,随着干旱程度的提高,青冈栎耐旱性不断增加.     

偏摩尔体积

在讨论植物与水分的关系时,目前普遍认为水势是客观表示细胞水分状况的一个重要量度。它正本清源,恢复了事物的本来性质。它适用范围广泛,能更准确地解释植物水分与土壤水分及大气内水分的能量状况及相互关系。虽然,从能学的范畴来讨论细胞的水分状态,一开始是用水的化学势(μ_w)来标志的。细胞的吸水或失水也是用细胞与环境之间水的化学势差(μ_w-μ_w~0=△μ_w)来讨论的,并且,所用的单位是尔格·摩尔~(-1)。但是,目前通用的水势是指每偏摩尔体积的水的化学势差(φ_w=△μ_w/V_w)。水势与水的化学势的概念是不     

关于细胞水势问题

问题　“有一被水充分饱和的细胞 ,将其放入比细胞液浓度低 5 0倍的溶液中 ,则体积不变。”请问这一说法是否正确 ?现有两种回答。一种认为这个说法错误。因为细胞“被水充分饱和”后 ,水势为 0 ,与纯水水势相等 ,而外界溶液浓度尽管比细胞液浓度低 ,但水势低于 0 ,故水应由细胞向外界溶液运动 ,即细胞失水 ,因此细胞体积应变小。同时其水势降低 ,直至与外界溶液水势 (渗透势 )相等。关于这一点 ,教科书上是这样写的 :“知道任何两个部位的水势 ,就可确定水分运转的方向 ,因此水分运动的动力就是供应水分的部位与接受水分部位之间的水势差。…     

关于“渗透势”与“渗透压”、“压力势”与“压力”问题的一些看法

读了前几期有关“水势”的讨论文章之后,觉得在“渗透势”与“渗透压”、“压力势”与“压力”的关系问题上还有些可商讨之处。现仅就自己的一些不成熟的看法,提请诸位指教。我们知道,渗透势(ψx)就是体系中由溶质所决定的那部分水势(ψw),是体系中由于加入溶质后而引起水势降低的一种数量指标,其热力学含义为:     

对《关于渗透势与渗透压,压力势与压力问题的一些看法》的意见

“渗透压(π)在数值上等于渗透系统中(两种不同有效浓度的)溶液的渗透势(ψ_x)的差值。……由π=⊿ψx=ψx-ψxB可见,渗透压表示了溶液B的渗透势比溶液A的渗透势要低π这样大的值。……(一个溶液的渗透势)ψx≤0……渗透压等于两溶液的水势之差值。”引文中的“两溶液”,不妥。一溶液的渗透压是该溶液与纯水达成渗透平衡时,溶液一方所承受的外压(差),不是两溶液的渗透平衡时的外压(差)。     

水势与热力学

水势ψ是热力学处理生物圈水分关系的基本概念,有利于阐明植物生长中水分的有效性、有效量和补给率问题,便于水分生理的系统分析。水势概念在1941年由汤佩松和王竹溪两先生共同提出。50年代开始,在国外广泛使用。国内约在70年代,在植物生理、土壤及气象等学科中开始使用。但由于是不同学科和作者引用的,多未从热力学基本概     

4种沙生灌木幼苗PV曲线水分参数对干旱胁迫的响应

以柠条、沙木蓼、杨柴和花棒4种沙生灌木幼苗为材料,采用盆栽法在适宜水分、中度干旱和重度干旱(田间持水量的75%、50%和35%)3种土壤水分条件下,应用PV技术测定了它们在膨压为0时的渗透势(ψstlp)、相对水含量(RWCtlp)和相对渗透水含量(ROWCtlp),以及饱和含水时的渗透势(ψssat)、束缚水含量(Va)、膨压随叶水势下降而降低的速率b值和组织细胞总体弹性模量(ε′)等水分参数,并用隶属函数值法对4种苗木在干旱下保持膨压的能力进行了综合评价.结果显示:与适宜水分条件下相比较,除花棒幼苗在中度及重度干旱下ψssat值、柠条苗在中度干旱下ψssat和ψstlp差值和在中度及重度干旱下Va值、沙木蓼苗在中度干旱下ε′和RWCtlp值均变化很小以外,4种苗木其它水分参数在不同程度干旱胁迫下均有较明显的变化,且其变化幅度随干旱胁迫的加剧而增加,从而使苗木保持膨压及吸水保水的能力较适宜水分下明显增强;苗木保持膨压能力的综合评价结果为:中度干旱下柠条>花棒>杨柴>沙木蓼,重度干旱下柠条>花棒>沙木蓼>杨柴.研究表明,柠条幼苗对干旱胁迫具有极强的渗透调节适应性.     

科尔沁沙地4种植物抗旱性的比较研究

对科尔沁沙地小叶锦鸡儿,紫穗槐,差巴嘎蒿和胡枝子4种植物的若干水分生理生态指标进行了测定。结果表明,小叶锦鸡儿具有低水势,高水力和束缚水／自由水比及水分利用效率,抗旱性强;紫穗槐的各项指标与小叶锦鸡儿相反,抗旱性最差;差巴嘎蒿虽然水势较高,但它的持水力高,束缚水／自由水比和水分利用效率都较高,抗旱性也较强,但次于小叶锦鸡儿;胡枝子的水势和持水力较低,束缚水／自由水比及水分利用效率一般,它的抗旱性强于紫穗槐,但比差巴嘎蒿差。     

植物组织水势测定实验的改进

植物组织水势的测定是植物生理学中的基础实验,通过小液流移动方向可以直观地表示植物组织与外界溶液之间水分交换的动向,并准确地求出组织的等渗浓度。在教学过程中,我们发现     

基于叶片水势的内蒙古典型草原植物水分适应特征研究

水分是限制草原生态系统植物生存、繁殖和扩散最重要的生态因子,植物通过多样的水分适应策略适应干旱环境。为了解典型草原植物水势特征及其影响因素,在2017年和2018年的生长季对内蒙古典型草原71种植物的叶片黎明水势、午后水势、叶片和根系功能性状进行了测定与分析。结果表明:测定的71种植物叶片的黎明水势分布于-2.67—-0.63 MPa,午后水势分布于-4.67—-1.01 MPa;一年生植物的叶片具有最高的黎明水势、午后水势和最小的水势日差值(叶片的黎明水势与午后水势的差值),多年生禾草的叶片具有最低的黎明水势、午后水势和最大的水势日差值;71种植物对水分的适应策略可分为高水势保持型、低水势忍耐型和变水势波动型;叶片午后水势与叶片干物质含量和根系深度呈极显著的负相关关系(P<0.01),但与比叶面积呈极显著的正相关关系(P<0.01)。本研究有助于从植物生理学的角度上准确认识典型草原植物的水分适应性及水分生态特征。     

延安公路山辽东栎林优势植物水分适应性及适应类型分析

以陕西省延安公路山辽东栎林群落为对象,测定林内外不同状态下12种优势植物的水势日进程、自然饱和亏、临界饱和亏等水分利用参数,分析它们在林内和林外孤立木状态下的水分利用多样性和水分平衡策略,以揭示辽东栎群落水分利用多样性在群落持续发育中的作用.结果表明:(1)在林内或林外12种优势植物的水势日变化趋势基本一致,一天内每一时段物种间水势值跨度不同,林内种间水势跨度为0.85～1.93 Mpa,林外种间水势跨度为0.6～1.83Mpa;林内物种间日最低水势(-1.43～-3.05 Mpa)及临界饱和亏(63.12%～92.59%)变幅较大;各优势植物水势日进程与气象因子显著相关.(2)林内外各时段物种间水势跨度不同,14:00和17:00林外物种间水势跨度大于林内;12种植物的水势日变化与林内有显著差异(P<0.05),且在林内和林外环境下水分参数具有相似变化趋势.(3)根据黎明前水势、日最低水势、自然饱和亏、临界饱和亏将辽东栎林内12种优势植物水分利用策略聚类分为 4个水分适应类型,每个适应类型具有特殊的水分适应方式.可见,辽东栎群落内12种优势植物的水分利用参数及其对环境适应表现出多样性特点,为该群落持续发育奠定了基础.