植物生理学作业
植保102班 何文忠 学号:1031100214 18776704507
内容:提高植物水分或矿质元素吸收利用效率的研究进展
提高植物水分吸收利用效率的研究
一、水在植物生命活动中的作用
水是生命之源，没有水就没有生命。植物的生命活动都必须在细胞含有水分的状况下进行。天然植被的分布主要受供水情况所控制。农作物产量对供水的依赖性，也往往超过了任何其他因素。所以常说：有收无收在于水，收多收少在于肥；水利是农业的命脉。
水是细胞原生质的主要组分。植物细胞原生质的含水量为70%-90%，只有原生质处在稳定的溶胶状态，细胞器和酶分子处在正常结构时，细胞的代谢反应才能活跃，植物的生命活动才会旺盛。
水在植物生理活动中有重要的作用。因为水是代谢反应物，水是
物质运输、吸收及生化反应的介质，水维持细胞膨压促进细胞生长，水使植物保持固有的姿态。
水对植物生存有重要的生态意义。对植物体温的调节、对植物生存环境的调节，水的透光性使水生植物的需光反应正常进行。 由此可见水在植物生命活动中的具有不可替代的作用。
二、植物细胞对水分的吸收
植物细胞吸收水分的方式主要有：渗透吸水、吸胀吸水、降压吸水。植物吸收水分的部位主要是根部，而方途径有：质外体途径、共质体途径、跨膜途径。根部吸收水分的机理有如下几点：
1、主动吸水。主动吸水是指：由根部活动而引起的根系吸水过程。
2、被动吸水。被动吸水是指：由蒸腾拉力引起的根系吸水。
三、植物水分吸收的限制因素
植物水分的吸收主要水根部，而植株根系生长在土壤中，从土壤中吸收水分，土壤条件必然影响限制植物的吸水。从而植物水分吸收的限制主要有以下四点：
1、土壤水分状况。土壤中的水分按物理状态可以分为束缚水、毛管水和重力水。而束缚水植物无法利用，毛管水是植物吸收水分的主要来源。重力水对旱地具有危害作用，但是稻田中重力水是水稻生长重要的生态需水。土壤保水能力的指标为田间持水量，田间持水量是指土壤中重力水全部 排除后保留全部毛管水和束缚水的土壤含水量。而反应土壤中不可利用水的指标为永久萎蔫系数。
2、土壤温度。在一定的温度范围内，根系吸水速度率随壤温度的提高而加快。低温使根系吸收水下降的原因有：（1）低温下水的黏度增加，扩散速率降低，同时由于细胞原生质黏度的增加，水分扩散阻力加大；（2）根系的代谢活动减弱，主动吸水降低；（3）根系生长缓慢，影响吸水面积增加。
3、土壤通气状况。土壤通气状况对根吸收水的影响也很大。土壤中水分适宜、气体交换畅通、氧气充足，可以促进根系的有氧呼吸，增加主动吸水，也有利于根系的生长和吸收面积的扩大。如果土壤板结货水分过多、氧气不足、二氧化碳积累，则会影响根系的正常呼吸，不但吸收水肥减少，而且还会因无氧呼吸累积较多的有害物质而使根系受到毒害。
4、土壤溶液浓度。土壤溶液浓度决定土壤的水势，一般土壤溶液浓度都比较低，不会影响根系的正常吸收水分。土壤溶液浓度过高会引起根系无法吸水甚至发生水分的反渗透，出现烧苗现象。
四、提高提高植物水分利用效率的手段
蒸腾是植物消耗水分的主要方面。植物吸收的水分中通过光合作用用于生长的水分仅为1%左右，98%以上的水分消耗于植物表体的蒸腾作用。提高是植物水分的利用率，主要是通过抑制蒸腾作用，减少灌溉用水，从而达到农业节约用水的目的。
1、 合理灌溉，水分利用效率。
水，是农业的命脉。实现对农业用水的保障，是我国粮食生产实现稳产增产的保证。我国农业用水保障有力，但形势不容乐观。从资
源量上看，目前我国人均水资源占有量不足世界人均水平的1/3。从资源使用结构上看，农业用水占总用水量一半以上。以2008年为例，我国农业用水量为3664亿立方米，占当年用水总量的62%。 农业用水效率不高的现象是当前农业用水形势的突出特点。目前，我国农业灌溉用水有效利用系数为0.48，黄河流域部分地区可达0.6，而发达国家农业灌溉用水有效利用系数达到0.7～0.8。 与国际上相比，我国现代灌溉技术（指喷灌、滴灌和微灌等）的应用程度是世界上最低的国家之一。据不完全统计，以色列、德国的现代灌溉技术应用面积占总灌溉面积的比例达61％以上，而我国喷灌、滴灌面积仅为407万公顷，占有效灌溉面积的7%。我国水分生产率同发展中国家相近，只相当于发达国家的50％。我国水分生产率平均约每立方米1千克粮食，而发达国家可以达到每立方米2千克以上。
推进农业增长方式转变，变革农业用水方式，要积极推进低效用水转向高效用水，提高水资源利用率；要积极推进无计划用水转向计划管理用水，在宏观上优化配置水资源；要积极推进分散式个体用水转向规范化集体用水；要积极推进运用单项节水技术转向运用综合技术。变革用水方式，可以促进设施农业、高效农业和现代农业的发展，可以促进农业产业加工链的延长，可以促进农业管理水平的提高。更重要的是，变革用水方式，可以有力促进农业种植结构的调整。比如，根据区域水资源条件，加强计划用水管理，引导农民根据新的供水形势，调整种植结构。缺水地区可增加高附加值经济作物种植面积；相