《中国新农民种菜手册》第七章 植物与水

本章各节列表：

第一节 水在植物中的作用

第二节 水的蒸腾作用

第三节 根系吸水与水分胁迫

植物中含量最高的物质是水，植物细胞中的原生质（指糖、蛋白质、核酸、脂质等全部生命物质的总和）中的含水量为80-90%，细胞中的叶绿体和线粒体含水50%左右，占细胞总重超过一半的液泡，含水高达90%以上。

植物组织或器官的含水量随木质化程度增加而减少，如瓜果的肉质部分含水量可超过90%，根尖、嫩梢、幼苗和嫩叶的含水量为60-90%，树干平均为50%左右，即使是成熟风干的种子，也有10-14%的含水量，所以种子采收后还需要晒干才能储藏。

代谢旺盛的植物器官或组织含水量都很高，因为细胞中的原生质只有在含水量足够高时，才能进行各种生理活动。

第一节 水在植物中的作用

1.水是细胞中细胞质的主要成分：细胞质含水70-90%，使细胞质呈溶胶态，从而保证了各种生化反应和代谢作用的进行。

2.水使植物保持其应有的姿态：细胞中足够的含水量能使植物枝叶保持挺立，利于植物进行充分的光合作用和呼吸作用，或者使花朵开放，便于授粉。植物的生长通常靠吸水使细胞内膨压增加而使细胞伸长或膨大；植物缺水的时候，膨压降低，植物枝叶萎蔫耷拉下垂，花朵闭合，生理活动减缓，生长停滞。

3.水是参与光合作用、呼吸作用、有机物的合成与分解的反应物质：也就是说，许多生化反应不仅要在水中进行，水本身也是参与反应的一种物质。

4.水是植物吸收和运输营养物质的溶剂：植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，它们只有溶解在水中才能被植物吸收和在植物体内运输。植物通过水的蒸腾作用进行向上的水分运输，以及水的表面张力、内聚力及吸附力在植物体内上下进行有机养分运输。

5.植物利用水特有的理化性质发散植株所吸收的辐射热：植物既不是具有体温调节机制的恒温动物，又不像变温动物那样可以通过移动或运动来规避冷热，植物需要通过蒸腾作用和呼吸作用与外界交换水分和空气来调节体温，避免外界温度过高与过低造成烧伤或冻伤。

第二节 水的蒸腾作用

蒸腾作用指的是植物体内的水分以气态通过植物表面（主要是叶片上的气孔）散发到体外的现象；当外界温度过低时，植物通过呼吸代谢分解植物体内的有机物产生能量和热量来提高体温，而当外界温度过高时，则通过植株体内水分的蒸腾作用不断从土壤中吸收水分运输到地上部，再通过叶片上的气孔将气态的水散发到空气中，带走体内过高的热量。

植物不是恒温生物，但除地衣、苔藓等低等植物外，几乎所有的高等植物却是恒水生物，它们细胞中的大液泡能在环境干湿发生短暂变化时，对细胞的含水量进行缓冲和调节。除此而外，高等植物有庞大的根系和特化的输导组织（维管束）从土壤中吸收水分并输送到植株的地上部，植物外表的角质层通过开闭气孔来进行或阻止水分蒸发；植物叶片上的气孔开放时发生的蒸腾可占总蒸腾量的80-90%，气孔的开张度随植株内外环境而变化。夜间或夏天中午炎热干旱时气孔关闭，蒸腾就降低到了最低程度。

此外，叶尖或叶缘有泌水孔（简称水孔），能将细胞中多余的水分吐出（吐水），从而保证恒水型植物维持体内水分平衡，将含水量控制在一定的范围内。水孔由一对丧失功能的保卫细胞构成，气孔可以开闭，但水孔因为则保卫细胞已经失去闭合能力而一直开着。清晨植物上的露珠是典型的植物吐水现象。

地衣、苔藓等低等植物的细胞小而没有液泡，所以会随环境干湿程度改变自身体内的含水量，环境干燥的时候，植株细胞皱缩干化进入隐生状态，获得水分后则能迅速恢复代谢和生长。

第三节 根系吸水与水分胁迫

陆生植物的植株可以分为地下部（根）与地上部（冠），地上部向大气失去水分，根部则吸收水分，因此水的主要流向是根系吸收土壤中的水分，经过茎到达枝、叶、花、果实等器官，并经过它们的表面、主要是其上的气孔，散失（蒸腾）到大气中。

植物的根冠比指的是植物地下部与地上部的鲜重或干重的比值，根冠比高，表明植株的根系发达，活力强，能够最大限度吸收土壤中的水分和养分，对地上部生长的支持力度就大。

根系以其庞大的表面积，主要通过根上着生的根毛吸水，经皮层、内皮层，再经中柱薄壁细胞进入维管束导管，向地上部供水。蒸腾作用在植株内部形成水势，当蒸腾失水时，叶片水势比土壤中的水势显著降低，在植株体内形成水势陡度，水分就会顺着水势陡度经木质部向地上部流动。

除根以外，植物地上部的叶、茎、花和果实也都能吸收水分和溶解在水分中的矿质养分；通过喷雾到叶片的方式给作物施肥，就叫根外施肥。

植物健康生长时，蒸腾失水与根部吸水之间维持着平衡关系使植株体内保持恒水，当蒸腾失水大于根部吸水时，植株的含水量下降，水势和膨压降低，植株叶片就表现为萎蔫、翻卷、皱缩和瘪弱状态；超过一定限度，植物的正常生理过程就会受到干扰，这种水分亏缺称为水分胁迫。

水分胁迫的情况下，植株气孔关闭，光合作用减弱，花、果、叶脱落，严重时植物组织和器官受到不可逆损伤，正常生理过程受到严重破坏，植株萎蔫、干枯直至死亡。

不单单是干旱缺水会造成水分胁迫，土壤水分过多也一样，因为土壤积水会阻断根系的氧气供应，妨碍有氧呼吸而使根系不能正常从土壤中吸水，甚至会使根系腐烂死亡。

植物对水分胁迫自身有多种抗御机制，上面提到的植株地上部气孔关闭减少蒸腾失水就是植物自身的一种防御功能；同时，植物在干旱时地下部的根系会向周边和土壤深处扩展，通过增加根的吸收表面积、扩大根冠比来增加吸水机会，自动维持体内水分平衡。这个道理在实际应用中叫“蹲苗”，即在小苗移栽后的一段时间内不浇水，促使其根系发育、伸展下扎。