植物水分的吸收及其利用效率的研究进展

对近年来有关植物水分的吸收及其利用效率的研究,包括植物根系吸水途径及吸水模型、水通道蛋白分子特征及生理功能、水分利用效率研究意义及研究方法等进行综合评述,并对植物水分吸收及水分利用效率的影响因素进行了讨论．     

植物水分胁迫研究进展

水分胁迫严重影响植物生长发育。本文从水分胁迫对植物外部形态、解剖结构,光合特性的影响,以及与渗透调节和活性氧变化等生理生化方面进行综述。为研究植物抗旱育种奠定基础。     

干旱条件下四种植物幼苗叶片细胞水分关系的比较

运用PV技术研究了土壤干旱胁迫下四种盆栽植物幼苗(辽东栎Quercus liaotungensis、大叶白蜡Fraxinus rhynchophylla、柔毛绣线菊Spiraea pubescens和二色胡枝子Lepsedeza bicolor)叶片的细胞水分关系，以期认识叶片细胞水分在叶龄及生长型上的差异．结果发现：幼叶的渗透调节大于成熟叶和老叶；干旱增加了叶片细胞束缚水含量(θ)和细胞壁弹性模量系数(ε)，降低了叶片水分饱和状态下的渗透势(ψsat)、质壁分离渗透势(ψxtlp)、质壁分离时细胞水分相对含量(RWCtlp)，以及水分饱和状态下的重量与于重的比率(TW：DW)．于旱引起两种乔木幼苗叶片的细胞水分参数显著变化，而对两种灌木影响不显著，说明前者的抗旱性较强．同时也表明植物叶片细胞水分关系和植物的生长型有关系．     

基于计算机视觉的植物水分胁迫状况监测方法

水分胁迫是影响植物生长最为普遍的环境威胁。水分亏缺的监测对设施农业、精确农业的发展具有重要意义。植物本身具有一种适应土壤水分胁迫的生理调节机制,其中叶片是植物外部形态中反应最为敏感的器官,这就为水分亏缺诊断提供了信号和依据。根据植物叶片对水分胁迫反应敏感这一特点,提出一种基于计算机视觉的植物水分胁迫状况无损监测新方法。首先根据环境情况对植物图像进行预处理;然后针对光照不均匀、阴影等造成的分割困难,采用了一种局部阈值图像分割算法,得到植物叶片的图像;最后提取植物叶片的叶尖相对距离和叶尖倾角这两个形态参数,实现植物水分亏缺程度的连续无损监测。实验结果表明,该方法监测的叶尖相对距离和叶尖倾角的变化趋势能够较好地反映出植物的水分亏缺程度,对于水分胁迫状况的监测,具有较高的应用价值。     

铜、水分胁迫下金属型植物海洲香薷水分代谢的变化

金属型植物生长土壤重金属含量高,同时保水性和持水能力差,易造成重金属和干旱双重胁迫。据此,本项目选用铜污染区(CS)和非污染区海洲香薷(NCS)为试材,以水培方法构成Cu、水分胁迫,研究金属型植物蒸腾速率(Tr)、叶片水分利用效率(WUE)以及叶片相对含水量(RWC)等的变化。结果表明,与对照相比,Cu、水分胁迫以及Cu+水分胁迫下,NCS的Tr明显下降,WUE明显提高,RWC和根自然含水量(NWC)下降或明显下降。不同的是,对CS而言,其Tr在Cu胁迫下明显上升,在其它处理下明显下降;其WUE在水分胁迫下明显增加,在其它处理下无明显变化;RWC和NWC下降或明显下降;尽管胁迫下CS和NCS的Tr和RWC均下降,但是下降的幅度有较大差别。总之,在铜和干旱胁迫下,不同来源金属型植物水分代谢存在明显差异,其结果可为尾矿库复垦以及矿山生态恢复提供科学依据。     

植物水分生理中水势概念与植物水分代谢关系新探

利用物理化学原理解释了植物水分代谢的基本原理并首次提出植物导管水势的概念：ψs=ψs ψc ψg。     

黄土高原几种灌木植物的水分利用效率与抗逆性

论述了黄土高原几种灌木植物的水分利用效率及抗逆性，从中看到，不同植物有不同抵抗外界不良环境的途径，用一种或两种指标来确定植物的抗性是不科学的     

羊草群落不同优势植物光能和水分利用特征比较的研究

用CI-301PS光合作用测定仪测定了大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、羽茅(Achnatherum sibiricum)和黄囊苔草(Carex korshinskyi)的净光合速率和蒸腾速率的日动态．分析结果表明四种植物光能利用效率的日动态都呈峰值明显的双峰型曲线,黄囊苔草光能利用效率的日动态明显不同于其它三种高大禾草;四种植物水分利用效率的日动态都呈单峰型曲线,但日变化韵律和峰值出现时间有明显差异．四种植物的光能利用效率日变化与水分利用效率日变化都有显著线性相关关系．黄囊苔草和大针茅的光能利用效率都与气孔阻力、温度有显著线性相关关系;黄囊苔草的水分利用效率与气孔阻力、大气温度和相对湿度有显著线性相关关系,羊草的水分利用效率与气孔阻力、叶面温度有显著线性相关关系．     

植物水分生长函数与其生态环境耗水量的关系

干旱地区植物的生态和环境耗水量问题影响该地区生态恢复标准和农业用水规划依据的确定.以桶栽黄花蒿在不同水分处理下的生长试验为基础,通过分析其生长状态与耗水量之间的关系,建立了黄花蒿水分生长函数,对水分生长函数进行分析发现,其基本符合Logistic函数.分析了植物生长状态对生态和环境的不同影响效果,结合植物水分生长函数和植物生长状态对生态和环境的影响规律,揭示了植物生态和环境耗水量的关系.试验表明,植物生长状态越好,它对生态和环境的作用越有利,同时,其耗水也越多.研究结果为科学确定植被生态和环境耗水量提供了帮助.     

腾格里沙漠西南缘固定沙丘水分动态与水分势能变化特征研究

１９９３～１９９４年在腾格里沙漠西南缘邓马营湖北部一固定沙丘上设置观测点，采用中子仪、负压计逐日定时分层测定沙丘０～１７５ｃｍ深度含水量和水分势能．对实测资料加以分析表明：（１）沙丘水分深度分布剖面可划分为４层；表面干沙层、水分强烈变化层、低含水量缓变层、高含水量变化层；（２）依据水分势能变化特征，势能剖面可分为变化活跃区、频变区、突变区和缓变区．同时，结合沙丘水分时间变化特征，得出结论：水分势能与水分动态存在较好的对应性．从而表明由势能观点研究沙丘水分动态的可行性和正确性，为沙丘水分运移机理及运移方程的研究提供了一定的科学依据．     

水分胁迫下植物体内的信号传递

本文综述了水分胁迫下植物体内的干旱信号传递，包括水分胁迫下信号的识别、信号通过第二信使、蛋白磷酸化/去磷酸化参与的胞内传递，水分胁迫下木质部汁液中蛋白质、pH值的变化及化学物质脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)等参与的化学信号传递等。     

铜、水分胁迫下金属型植物海洲香薷耐性和生长变化

金属型植物生长土壤重金属含量高,保水性和持水能力差,易造成重金属和干旱双重胁迫.据此,本项目选用污染区(CS)、非污染区海洲香薷(NCS)为试材,以水培方法构成Cu、水分胁迫,研究金属型植物的耐性和生物量的变化.结果表明,Cu、水分胁迫以及“Cu+水分胁迫”处理6d和14 d后,NCS的根耐性指数(TI)均明显下降,但是CS的TI仅在水分胁迫以及“Cu+水分胁迫”处理14 d明显下降.幼苗处理14 d后,NCS的生长受到Cu、水分胁迫以及“Cu+水分胁迫”的明显抑制,CS的生长受到水分胁迫和“Cu+水分胁迫”的明显抑制,但是NCS的生长抑制作用更为明显.此外,20 μMCu对CS生长无明显影响.综之,CS耐Cu胁迫,耐短期干旱,耐“Cu+短期干旱”复合胁迫,但是NCS对这3种形式胁迫均比较敏感.实验结果可为矿山生态恢复及其它污染土壤植物修复提供科学依据.     

荒漠植物的水分生理特征与耐旱特性

荒漠植物是在极端干旱、贫瘠等条件下生长发育的一些植物种类,它们不仅具有独特的形态解剖结构和水分生理特征,表现出极强的抗旱能力,而且在其脆弱生态系统稳定性的维持和受损生态系统的恢复重建中起着重要的作用。本文就荒漠植物的水分生理特征及耐旱特性能进行分析,旨在为荒漠区防沙治沙的植被恢复与建设提供一定的科学依据。     

植物根部水分再分配研究的区域特征及生态意义

在一些干旱、半干旱或季节性干旱地区,当植物的一部分根系处于较湿润的土壤层中,且土壤水势梯度合适的条件下,植物便会利用水分再分配来合理调配水分以缓解植物的干旱状况.植物根部水分再分配研究主要在有干湿季节交替或出现一段时间干旱的地区进行,这些地区包括萨瓦纳地区、具有热带或温带季风气候的地区以及具有地中海气候的地区.除此之外,在一些温带大陆性气候区也有部分研究.水分再分配现象使各土壤层中水分合理分配,上下运送的水分能够使植物根系保持湿润,从而延长和增强根系的活动性.再分配水分可提供植物白天蒸腾作用需要的部分水源,通过土壤-根系-大气系统促进水分运动,且释放到上层土壤中的水分还可以为周围邻近植物提供水分.由于养分一般储存在土壤的上层,水分的上下运动可以促进土壤中养分的循环以增强养分吸收、微生物过程,并提高养分的利用率.目前,水分再分配的研究区域越来越广泛,研究方法也趋于多样化和成熟.     

黑河下游荒漠河岸林植物水分传输观测试验研究

荒漠河岸林是长期适应干旱区内陆河流域环境的产物,具有独特的水分利用和生存策略.对黑河下游胡杨、柽柳等主要荒漠河岸林植物液流、水势、木质部导水率、根系水分再分配以及植物水分来源等的测试分析表明,在降水稀少、蒸发强烈的黑河下游,胡杨、柽柳主要利用的是深层土壤水和地下水,其中成熟胡杨主要吸收地下175~325cm处土壤水和地下水供其蒸腾和生存所需;胡杨根系水力提升过程主要发生在10~70cm土层,蒸散导致的土壤耗水量中有10%来自根系提升的水量;植物根和枝条木质部的初始导水率(K_(s0))和最大导水率(K_(s,max))相对较高,其中柽柳木质部的潜在导水能力比胡杨强;胡杨、柽柳液流速度呈单峰型,在午后达到峰值,黎明前水势无显著变化,反映未受到严重水分胁迫;黑河下游河道附近的地下水埋深大多在4m以内,基本可以满足荒漠河岸林植物的生长发育,黑河下游荒漠河岸林生态系统处于稳定和发展状态.     

锡林郭勒草原植物物种多样性的水分梯度特征

在影响草原植物 诸多自然因子中,水分是决定生境差异的主导因子。     

稳定性碳同位素在C4植物水分利用效率中的研究进展

对稳定性碳同位素的原理作了介绍,进而分析了稳定性同位素分辨率与水分利用效率的关系及近几十年稳定性碳同位素技术在C4植物水分利用效率中的应用,把稳定性碳同位素分辨率等与C4植物水分利用效率之间进行量化分析,同时也分析了稳定性碳同位素分辨率与其他性状指标之间的关系.最后就稳定性碳同位素在C4植物以后研究中的应用进行扩展分析,以期为稳定性碳同位素在C4植物中的研究提供理论依据.     

典型草原4种植物根际水分和土壤养分特征研究

为了解北方农牧交错带典型草原恢复过程中主要植物根际土壤水分和养分的动态特征，本研究选择4种典型草原植物羊草（Leymus chinensis）、克氏针茅（Stipa krylovii）、冷蒿（Artemisia frigida）和星毛委陵菜（Potentilla acaulis）作为研究对象，采用实验室栽培模拟干旱胁迫的方法，研究4种植物在干旱胁迫处理过程中土壤水分含量的变化趋势以及植物根际土与非根际土的养分差异。结果表明：（1）干旱处理初期土壤水分含量均迅速下降，后期逐渐趋于平缓；羊草、冷蒿和星毛委陵菜等3种植物在干旱胁迫期间更容易在水分缺乏的不同时期出现根系水分提升现象，而且不同植物根际土壤水分提升现象在不同土层深度和不同干旱胁迫时间存在较大差异（P<0.01），羊草在干旱胁迫前期，而冷蒿和星毛委陵菜在干旱胁迫中期。（2）干旱胁迫的持续时间是影响土壤根际水分的最大影响因素，其次是植物物种和土层深度，而且三个因素的互作效应显著。（3）羊草、克氏针茅和星毛委陵菜根际土壤具有明显养分“集聚”现象。     

植物的水分关系和光合二氧化碳固定

分析了光合二氧化碳固定途径的3种类型,比较了不同二氧化碳固定途径植物在水分利用上的差异,并提供了C3和C4植物的快速鉴别方法。     

水分在植物中的作用

在植物的生命活动中,水分作为一个重要的条件,对于植物的生存起着决定性的作用。植物的一切正常的生理活动,只有在一定的细胞水分含量的状况下,才能进行,否则,正常的生理活动受阻,甚至停止。因此说,没有水就没有生命,也就没有植物,水分含量的变化也密切地影响着植物的生命活动。水分对植物有如此大的影响,主要在于水分在植物生命活动中有着各种各样的生理作用。归纳起来,主要体现在这些方面:水分是植物体的重要组成成分;水分参与植物体内的新陈代谢;水分在植物对环境的适应中起作用。 一、水分是植物体的重要组成成分。 1、水分是原生质的重要成分。植物细胞中原生质的含水量一般达79—90％,其含量常常是控制生命活动强度的决定因素。植物细胞含水量高时,原生质呈溶胶状态,保证了旺盛的代谢作用正常进行。例如,根尖、茎尖等,如果细胞含水量减少,原生质便由溶胶状变为凝胶状,生命