水分生理研究方法
1 作物水分生理指标研究法的概况
作物水分生理指标目前主要是从作物的含水状况、作物水分的能量状况以及作物与环境的水分交换来研究的。
作物组织的含水状况，是测定作物组织中水分的含量，并求出其在某种选定的对比重量中（相对重量中）所占的百分数来表示。如鲜重含水量、干重含水量、自由水、束缚水、相对含水量、饱和亏缺等都是用百分数来表示的。 作物水分的能量状况是用水势来表示的，水势是最基本的植物水分生理指标之一。 表示水分从作物向环境散失状况的生理指标主要有蒸腾速率、保水力、气孔开度等指标。
1.1 作物组织的含水状况
1.1.1鲜重（干重）含水量、相对含水量、水分饱和亏
作物组织的含水量是反映作物组织水分生理状况的重要指标。一般来说作物组织含水量的多少与其生命活动强弱有平行关系，在一定范围内，组织的代谢强度与其含水量成正相关。组织含水量可以用干重和鲜重含水量表示，一般干重含水量比鲜重含水量稳定。但是这种表示方法只单纯表示干重或鲜重与水的比率，不能反映纯水的变化水平。因此，可以用相对含水量(RWC)和饱和亏(WSD)来反映纯水的变化水平，这两个指标是不受水分以外其他物质影响的水分生理指标。
作物的含水量与种类、器官和组织的特性、生育时期以及所处的环境条件有关。 1） 不同作物的含水量不同 一般作物组织的含水量为75%~90%。 2 ） 同一作物的不同器官和组织的含水量不同，生长旺盛的器官与组织（如嫩茎、幼根、新叶以及发育中的果实），通常含水量较高，为80%~90%；趋于衰老和休眠的器官和组织，含水量较低，一般在60%以下，如休眠芽含水量在40%~55%，风干种子的含水量为10%~14%。 3） 同一器官和组织在不同生育时期的含水量不同， 如叶片在生长期的含水量较高，而生长定型后含水量下降；又如禾谷类种子，在发育初期含水量可达90%，成熟时降至25%以下。 1.1.1.1 基本原理
根据水遇热蒸发的原理用烘干法来测定作物组织的含水量，通常是把材料放在70-105 0C 下烘干，用鲜重和干重的差来求水分量，把这个水分量用鲜重(干重)
来除，从而求出鲜重(干重)百分含水量。
相对含水量是组织含水量占饱和含水量的百分值，水分饱和亏缺(也叫饱和差)是作物组织的饱和含水量与实际含水量的差值占饱和含水量的百分值。可分为自然饱和亏缺和临界饱和亏缺，前者能说明作物水分亏缺的严重程度，即其值愈大说明愈缺水，后者能说明作物组织的抗脱水能力，即其值愈大说明作物抗脱水能力愈强。
鲜重含水量(%)=(Wf-Wd)/Wf*100% 鲜重含水量(%)=(Wf-Wd)/Wd*100% RWC=【 (Wf-Wd)/ (Wt-Wd)】*100%
WSD=【(饱和后鲜重-原鲜重）/（饱和后鲜重-干重）】*100% 即WSD= (Wt-Wf)/ (Wt-Wd)*100% 或 WSD=1-RWC
式中， Wf：组织鲜重，Wd：组织干重，Wt：组织被水充分饱和后重量。
1.1.1.2 测定方法
（1）剪取植物组织，迅速放入铝盒，称出鲜重（Wf)。
（2）放入烘箱，于105oC下0.5h杀死，然后于80oC下烘至恒重，称出干重（Wd）。 （3） 欲测相对含水量，在称鲜重后，将样品浸入水中数小时取出，用吸水纸擦干样品表面水分，称重；再将样品浸入水中1h，擦干，称重，直至样品饱和重量近似，即得样品饱和重量(Wt)。然后烘干，称重（Wd)。
（4）将所得的值，代入公式，算出样品含水量、相对含水量及水分饱和亏。 （5）红外水分快速测定仪法
仪器调零后，取下10 g 硅码，在试样 盘中加试样，试样不得超过10 g ，不足 10 g 时，在陆码盘上加陆码凑够10 g (定量) ，开红外灯开 关和读数厅关旋钮， 水分迅速蒸发减重，在投影屏上可以看 到读数迅速增加，直至读数稳定下来， 表示试材中已无水分，此时读数即为 样品鲜重百分含水量。 1.1.1.3 关于\早晨饱和法\
样品的饱和重量除采用自然浸泡法外，也可采用“早晨饱和法”。就是在土壤不缺水的情况下，在早晨(日出前)可以看到叶片上有吐水现象、或叶片上有露水珠的情况下，可以认为叶组织是处于饱和状态，也就是这时叶片的饱和亏缺为零。
所以除天旱情况外，将早晨叶片的鲜重作为饱和重量是很理想的。
具体方法是清晨(日出前)用打孔器在植株的叶片上主脉的一侧打一小圆片叶(一片叶只打一个小圆片叶，不能多取，以免影响以后的取样) ，共取10 个小圆片叶，放入铺湿滤纸的培养皿带回室内称重作为饱和重并烘干称干重。
日出后在所要测定的时间(如午后1一2 时) ，在早晨取样叶的主脉另一侧的对称部位，打取相同面积的小圆片叶(在10 片叶上取10 个小圆片叶) ，放入铺湿滤纸的培养皿带回室内称重为鲜重，烘干后再称重求出干重。取样时一定要注意叶脉的影响，计算时取后次的干重值。由饱和重、鲜重和干重即可算出自然饱和亏缺和相对含水量。 1.1.1.4 注意事项
（1）测定含水量时要特别注意材料的保存条件，从植株上取样到带回室内测定鲜重的过程中，一定要防止水分损失对测定结果的影响。
（2）测定RWC时，Wt很难测准，应注意不同植物材料及试样大小带来的差异。
1.2 自由水与束缚水
自由水较多时，作物的代谢旺盛生长也快。而束缚水较多时，作物的抗性较强。因此，在作物的抗生理等许多研究中，经常需要测定这两种水分的含量变化。 1.2.1测定原理
作物组织中的自由水不受胶体颗粒水合作用的吸引，所以当把样品浸泡在一定浓度的原糖溶液中脱水时，一定时间后，由组织浸泡出的水分为自由水，而组织内剩余的仍未被夺取的水分为束缚水。自由水的量可根据所加定量糖液浓度的降低量来计算。由样品的总含水量减去自由水量，即可求出束缚水量。 1.2.2 测定方法
(1)将6 个洗净烘干的称量瓶编号称重。
(2) 从植株上剪取叶片放入铺有湿纱布的带盖瓷盘中带回室内。用0.5cm2左右的打孔器在叶片主脉两侧迅速对称打取小圆片共300 片(每片叶打取10-30片，打取小圆片随即放入铺有湿滤纸的培养皿) ，混均后给每个称量瓶中放入50片盖严称重。
(3 )将其中3 瓶放入105 0 C 烘箱中烘干半小时后，在80 0 C 下烘至恒重，
求出鲜重含水量。
(4) 将另三瓶中各加入60% 的蔗糖溶液5ml ，再称重，算出糖液重量。 (5) 将糖液浸泡的样品放在黑暗处5 小时左右(其间要经常轻轻摇动，使叶片全部浸没在糖液中)。
(6) 用折射仪在23 0 C 下分别测定糖液在浸泡样品前后的浓度变化。 (7) 结果计算
鲜重含水量(%) =【(W2-W3)/(W2-W1)】*100 自由水(%)=B(B1-B2)/B2Wx 100 束缚水(%) =鲜重含水量(%) -自由水(%)
式中:W ----样品鲜重(g), W 1 ----称量瓶重(g); W 2 ----瓶+鲜样重(g); W 3----瓶+干样重(g) B -----糖液重(g) ; B 1 -----糖液原浓度(%) B 2 ----浸泡后糖液浓度(%)。
2 作物的水分能量状况
作物水分的能量状况是用水势来表示的，水势是最基本的植物水分生理指标之一。 植物的水势是由渗透势(ψs) 、压力势(ψ p) 、衬质势(ψ m) 和温度势〈ψ t)四个因素组成，因为这些都是独立变量，所以总水势就是这四个因素的代数和：ψ w== ψ s+ ψ p+ ψ m+ψt
目前测定水势的方法大致可分为液态平衡法和气态平衡法两大类。小液流法、折射仪法等是属于液态平衡法，而压力室法、热电偶湿度计法是属于气态平衡法。 2.1压力室法
(1)从待测植株上剪取带叶小枝或带叶柄 的叶片，用湿滤纸包住切口处，并放入 铺有湿纱布的瓷盘中(或塑料口袋中)防止样品失水。
(2) 把叶柄或茎切口处用刀片削去一薄层，使切口成平滑表面。迅速将叶柄或茎切口端插入橡皮塞孔隙中，使切口露出密封垫圈几毫米(以便观察) ，然后装人压力室的钢筒中，材料固定后，先将外侧的螺丝压制环套拧紧，再拧紧固定材料的软橡皮塞密封环圈。
(3) 将压力控制阀转向\加压\位加压，在接近叶片水势时，加压要慢，以免加压过量。
(4)利用放大镜来观察木质部汁液在切口处的出现。当加压至叶柄切口处出现水膜时，迅速关闭主控阀，井由精密压力表迅速读出压力值，此时的平衡压值即为样品叶细胞的水势值。
(5) 将压力控制阀转向\排气\位放气，使压力表指针退回至零，扭动螺旋环套，取出叶片。
3水分从作物向环境散失状况的生理指标 3. 1 蒸腾速率
离体的作物叶片，由于蒸腾失水而减轻重量，利用快速称重法可准确地测出单位时间内单位叶面的重量变化，由此算出该组织的蒸腾速率。 3.1.1测定方法（重量法）
（1） 选择生长正常的叶子，在叶柄处绑上线后，将其剪下，在切口处涂上凡士林，即把叶片放在扭力天平上称重（或用厘等秤），记下重量及时间，把叶子挂在通风的地方；10分钟后取下叶子再称重，取两次重量之差，即为蒸腾丢失水分的重量。
（2）叶面积的测定，通常用叶面积测定仪测量，也可用重量法测叶面积。 蒸腾速率（g .m-2 .h-1）=蒸腾失水量/蒸腾面积*测定时间 3.2 保水力
叶片保水力是指叶片在离体条件下(没有水分供应，只有水分散失)，保持原 有水分的能力。叶片保水力是由失水速率来表示。
(1)剪取带叶柄(或带叶鞘)的叶片，迅速浸入盛水的烧杯中，饱和3 小时。取出叶片，剪去叶鞘称取叶片重量。
(2) 将叶片悬挂于室内，在空气中缓慢脱水(记录室内的温度和湿度) ，每隔一小时或数小时称重一次，直至恒重。再将叶片烘干，称取干重。
(3) 结果计算根据各次的测定数据，计算不同时间的失水速率，以便比较不同材料的保水力。
3.3 气孔开度（印迹法测定）
气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。大多数植物的气孔在白天张开，夜间关闭。气孔开度对蒸腾有直接的影响。因此在研究水分代谢时需要测定气孔开闭状况。