《植物生產(chǎn)與環(huán)境》授課教師：楊川劍閣縣武連七一中學(xué)《植物生產(chǎn)與環(huán)境》劍閣縣武連七一中學(xué)1植物生產(chǎn)與科學(xué)用水

→本章概述→內(nèi)容簡介一、植物生長發(fā)育與水植物對水分的吸收、植物的蒸騰作用、植物的需水規(guī)律。二、植物生產(chǎn)與水環(huán)境降水、空氣濕度、土壤水分。三、提高水分利用率的途徑集水蓄水技術(shù)、少耕免耕技術(shù)、地面覆蓋技術(shù)、保墑技術(shù)、水土保持技術(shù)植物生產(chǎn)與科學(xué)用水

→本章概述→內(nèi)容簡介一、植物生長發(fā)育與水2植物生產(chǎn)與科學(xué)用水

→本章概述→學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟練掌握：土壤水分含量的表示方法；提高水分利用率的途徑。2．掌握：降水、空氣濕度、土壤水分類型的有關(guān)知識，植物需水規(guī)律。3．了解：植物對水分吸收原理與影響因素；植物蒸騰作用。4．學(xué)會：降水量與空氣濕度的觀測方法。植物生產(chǎn)與科學(xué)用水

→本章概述→學(xué)習(xí)目標(biāo)1．熟練掌握：土壤水3植物生產(chǎn)與科學(xué)用水

→本章概述→重點(diǎn)難點(diǎn)1．植物細(xì)胞吸水和根系吸水原理。2．植物蒸騰作用的方式與調(diào)節(jié)。3．降水、空氣濕度、土壤含水量的表示方法。4．提高水分利用率的途徑。植物生產(chǎn)與科學(xué)用水

→本章概述→重點(diǎn)難點(diǎn)1．植物細(xì)胞吸水和根4植物生長發(fā)育與水

→水對植物的生理作用水是植物的重要組成成分，水利是農(nóng)業(yè)的命脈，水對植物的生命具有決定性作用。1.水是細(xì)胞原生質(zhì)的重要成分原生質(zhì)含水量在70%～80%以上才能保持代謝活動正常進(jìn)行。2.水是代謝過程的重要物質(zhì)水是光合作用的主要原料。在呼吸作用以及許多有機(jī)物質(zhì)的合成和分解過程中都必須有水分參與。3.水是各種生理生化反應(yīng)和運(yùn)輸物質(zhì)的介質(zhì)

植物體內(nèi)的各種生理生化過程，如礦質(zhì)元素的吸收、運(yùn)輸，氣體交換，光合產(chǎn)物的合成、轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸以及信號物質(zhì)的傳導(dǎo)等都需要以水作為介質(zhì)。4.水分使植物保持固有的姿態(tài)5.水分具有重要的生態(tài)作用

由于水所具有的特殊理化性質(zhì)，因此，水在植物生態(tài)環(huán)境中起著特別重要的作用。植物生長發(fā)育與水

→水對植物的生理作用水是植物的重要組成成分5植物生長發(fā)育與水→植物細(xì)胞吸水一切生命活動都是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，吸水也不例外。植物細(xì)胞吸水有三種方式：1.滲透吸水含有液泡的細(xì)胞吸水，如根系吸水、氣孔開閉時(shí)保衛(wèi)細(xì)胞的吸水為滲透吸水，主要是由于溶質(zhì)勢的下降而引起的細(xì)胞吸水過程。當(dāng)液泡的水勢高于外液的水勢，易引起細(xì)胞質(zhì)分離。2.吸脹吸水主要是由于細(xì)胞壁和原生質(zhì)有很多親水物質(zhì)，如纖維素、蛋白質(zhì)等，它們的分子結(jié)構(gòu)中有親水基，因而能夠吸附水分子，從而使細(xì)胞吸水。3.降壓吸水主要是指因壓力勢降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水。植物生長發(fā)育與水→植物細(xì)胞吸水一切生命活動都是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的6植物生長發(fā)育與水→植物對水的吸收和運(yùn)輸植物吸收水分的主要器官是根，而根系吸水的主要區(qū)域是根毛區(qū)。植物根系吸收土壤水分后，便進(jìn)行運(yùn)輸，其運(yùn)輸途徑為：土壤中的水→根毛→根的皮層→根的內(nèi)皮層→根的中柱鞘→根的導(dǎo)管或管胞→莖的導(dǎo)管→葉的導(dǎo)管→葉柄導(dǎo)管→葉脈導(dǎo)管→葉肉細(xì)胞→葉細(xì)胞間隙→氣孔下腔→氣孔→大氣。

植物生長發(fā)育與水→植物對水的吸收和運(yùn)輸植物吸收水分的主要器官7植物生長發(fā)育與水

→植物根系吸水的動力根系吸水的動力主要有根壓和蒸騰拉力兩種。根壓可使根部吸進(jìn)的水分沿導(dǎo)管輸送到地上部分，同時(shí)土壤中的水分又不斷地補(bǔ)充到根部，從而形成了根系的主動吸水。傷流和吐水是證明根壓存在的兩種生理現(xiàn)象。蒸騰拉力是比根壓更強(qiáng)的一種吸水動力，可達(dá)到根壓的十幾倍壓力，是植物吸水的主要?jiǎng)恿?。植物生長發(fā)育與水

→植物根系吸水的動力根系吸水的動力主8植物生長發(fā)育與水→植物根系吸水的途徑根物根部吸水主要通過根毛、皮層、內(nèi)皮層、再徑中柱薄壁細(xì)胞進(jìn)入導(dǎo)管。水分在根內(nèi)的徑向運(yùn)轉(zhuǎn)有兩種途徑：質(zhì)外體途徑和共質(zhì)途徑。植物生長發(fā)育與水根物根部吸水主要通過根毛、皮層、內(nèi)皮層、再徑9植物生長發(fā)育與水→影響根系吸水的主要因素植物根系吸水一方面取決于根系的生長情況，另一方面又受土壤狀況的影響，并且土壤狀況對根系吸水的影響很大。植物生長發(fā)育與水植物根系吸水一方面取決于根系的生長情況，另一10植物生長發(fā)育與水→植物的蒸騰作用1.蒸騰作用的生理意義

蒸騰作用既會引起水分虧缺，破壞植物水分平衡，甚至引起危害，但同時(shí)它又對植物的生命活動具有一定意義。一是蒸騰作用能產(chǎn)生蒸騰拉力；二是保進(jìn)礦物質(zhì)營養(yǎng)的運(yùn)輸和合理分配；三是降低植物體的溫度；四是有利于CO2的同化。2.蒸騰作用的方式葉片的蒸騰作用方式有兩種：一是角質(zhì)蒸騰。二是氣孔蒸騰。植物以氣孔蒸騰為主。氣孔開閉影響植物的蒸騰、光合、呼吸等生理過程，可以通過氣孔的自行開閉調(diào)節(jié)植物蒸騰作用的強(qiáng)弱。植物生長發(fā)育與水→植物的蒸騰作用1.蒸騰作用的生理意義

蒸113.蒸騰作用的指標(biāo)蒸騰作用的強(qiáng)弱常用蒸騰速率、蒸騰效率和蒸騰系數(shù)來表示。大多數(shù)植物白天的蒸騰速率為15～250gm-2h-1,夜晚為1～20gm-2h-1;蒸騰效率為1~8gkg-1;蒸騰系數(shù)在125～1000之間，蒸騰系數(shù)越小，則表示該植物利用水分的效率越高。4.蒸騰作用的調(diào)節(jié)植物生產(chǎn)上，采取有效措施適當(dāng)減少蒸騰消耗：一是減少蒸騰面積。二是降低蒸騰速率。三是使用抗蒸騰劑，如苯汞乙酸、桂酮、乳膠、聚乙烯蠟、高嶺土等，減少蒸騰量。5.影響蒸騰作用的因素主要有光照、空氣濕度、風(fēng)速、溫度、土壤條件等。3.蒸騰作用的指標(biāo)蒸騰作用的強(qiáng)弱常用蒸騰速率、蒸騰效率和蒸12植物生長發(fā)育與水→植物的需水規(guī)律在植物生活的全過程中，需要大量的水分，不同植物或同一植物不同品種、同一植物不同生長時(shí)期，需水量也存在很大差異。植物生活全過程中，往往有兩個(gè)關(guān)鍵需水時(shí)期：一是植物需水臨界期，二是植物最大需水期。作物是否需要灌溉可依據(jù)氣候特點(diǎn)、土壤墑情、作物形態(tài)、生理指標(biāo)等加以判斷。植物生長發(fā)育與水→植物的需水規(guī)律在植物生活的全過程中，131.土壤指標(biāo)適宜植物正常生長發(fā)育的根系活動層（0～90cm），其土壤含水量為田間持水量的60%～80%，如果低于此含水量，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灌溉。2.形態(tài)指標(biāo)植物葉、莖顏色呈綠色或有時(shí)變紅等情況下，要及時(shí)進(jìn)行灌溉。3.生理指標(biāo)

常用植物葉片的細(xì)胞液濃度、滲透勢、水勢和氣孔開度等作為灌溉的生理指標(biāo)。1.土壤指標(biāo)適宜植物正常生長發(fā)育的根系活動層（0～90cm141.降水形成的原因

一是對流降水，一般為雷陣雨，雨區(qū)范圍小，降水時(shí)間短，強(qiáng)度大。二是地形降水，地形降水一般出現(xiàn)在山地的迎風(fēng)坡上。三是鋒面降水，當(dāng)暖濕空氣沿鋒面上升，因絕熱冷卻，水汽凝結(jié)而形成的降水。四是臺風(fēng)降水，在臺風(fēng)影響下，因空氣絕熱上升，水汽凝結(jié)后而產(chǎn)生的降水。2.降水類型

按降水性質(zhì)降水可分為連續(xù)性降水、間隙性降水、陣性降水和毛毛狀降水。按降水物態(tài)形式可分為雨、雪、霰、雹。按降水強(qiáng)度可分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、小雪、中雪、大雪等。植物生長與水環(huán)境→降水1.降水形成的原因

一是對流降水，一般為雷陣雨，雨區(qū)范圍15種類

等級

小

中

大

暴

大暴

特大暴

雨

12h24h0.1～5.00.1～10.05.1～15.010.1～25.0

15.1～30.025.1～50.030.1～60.050.1～100≥60.1

100.1～200≥200.0

雪

12h24h0.1～0.9≤2.4

0.1～2.92.5～5.0

≥3.0>5.0

—

—

—

—

——

3.降水的表示方法

一是降水量，如降水日總量、旬總量、月總量和年總量。二是降水強(qiáng)度(見表)。三是降水變率。四是降水保證率。

降水等級表

mm種類等級小中大暴大暴特大暴雨12h0.116植物生長與水環(huán)境→空氣濕度空氣濕度常用水氣壓、絕對濕度、相對濕度、飽和差和露點(diǎn)溫度來表示。近地面空氣濕度有一定的日變化和年變化規(guī)律，成尤以水氣壓和相對濕度最為明顯。1.水氣壓的時(shí)間變化

水氣壓的日變化有兩種基本形式：單峰型的日變化與氣溫日變化相似，一日中水汽壓最大值出現(xiàn)14~15時(shí)，最低值出現(xiàn)日出之前。雙峰型有兩個(gè)極小值和兩個(gè)極大值，極小值出現(xiàn)在日出之前和15~16時(shí)；極大值出現(xiàn)在8~9時(shí)和20~21時(shí)。水汽壓的年變化與氣溫年變化相似，在陸地上，最大值出現(xiàn)在7月，最小值出現(xiàn)在1月；在海洋上，最大值出現(xiàn)在8月，最小值出現(xiàn)在2月。2.相對濕度的時(shí)間變化在大陸內(nèi)部，其日變化與氣溫日變化相反，最大值出現(xiàn)在日出前后氣溫最低的時(shí)候；最小值出現(xiàn)在氣溫最高的14~15時(shí)，沿海地區(qū)相對濕度的日變化表現(xiàn)為日高夜低，與氣溫日變化一致。相對濕度年變化的位相，一般與氣溫年變化的位相相反，最大值出現(xiàn)在夏半年的雨季或雨季之前，最小值出現(xiàn)在冬季。植物生長與水環(huán)境→空氣濕度空氣濕度常用水氣壓、絕對濕度、相對17植物生長與水環(huán)境→土壤水分1.土壤水分的存在形態(tài)

一是吸濕水，二是膜狀水，三是毛管水，四是重力水。2.土壤水分的有效性常用的水分常數(shù)有土壤吸濕系數(shù)、萎蔫系數(shù)、毛管持水量、田間持水量、全蓄水量等；通常情況下將萎蔫系數(shù)看作土壤有效水的下限，將田間持水量看作土壤有效水的上限。3.土壤含水量的表示方法一是質(zhì)量含水量，即土壤水分質(zhì)量與烘干土質(zhì)量的比值，烘干土質(zhì)量是以105oC～110oC下烘干土質(zhì)量為基數(shù)。二是容積含水量，即土壤中水的容積占土壤容積的百分?jǐn)?shù)。三是相對含水量，即土壤質(zhì)量含水量占田間持水量的百分?jǐn)?shù)。四是土壤貯水量，指土壤中的水分含量相當(dāng)于多少水層厚度(mm)或每公頃土壤在一定深度內(nèi)貯水體積(m3.hm-2)。植物生長與水環(huán)境→土壤水分1.土壤水分的存在形態(tài)

一是吸濕18提高水分利用率的途徑→集水蓄水技術(shù)蓄積自然降水，除了攔河筑壩，修建水庫，修筑梯田等大型集水蓄水和農(nóng)田基本建設(shè)工程外，在干旱少雨地區(qū)，采取適當(dāng)方法，匯集、積蓄自然降水發(fā)展徑流農(nóng)業(yè)是十分重要的措施。1.溝壟覆蓋集中保墑技術(shù)

基本方法是平地（或坡地沿等高線）起壟，農(nóng)田呈溝、壟相間狀態(tài)，壟作后拍實(shí)，緊貼壟面覆蓋塑料薄膜，降雨時(shí)雨水順薄膜集中于溝內(nèi)，滲入土壤深層。提高水分利用率的途徑→集水蓄水技術(shù)蓄積自然降水，除了攔河筑壩192.等高耕作種植，截水增墑

基本方法是沿等高線筑埂，改順坡種植為等高種植，埂高和帶寬的設(shè)置即要有效地?cái)r截徑流，又要節(jié)省土地和勞力，適宜等高耕作種植的山坡要厚1m以上，坡度在60~100,帶寬10~20m。

3.微集水面積種植

我國的魚鱗坑就是其中之一；在一小片植物，或一棵樹周圍，筑高15~20cm的土埂，坑深40cm,坑內(nèi)土壤疏權(quán)，覆蓋雜草，以減少蒸騰。2.等高耕作種植，截水增墑

基本方法是沿等高線筑埂，改順坡20目前，節(jié)水灌溉技術(shù)在植物生產(chǎn)上發(fā)揮著越來越重要作用，主要有噴灌、微灌、膜上灌、地下灌等技術(shù)。提高水分利用率的途徑→節(jié)水灌溉技術(shù)目前，節(jié)水灌溉技術(shù)在植物生產(chǎn)上發(fā)揮著越來越重要作用，主要有噴21第四章植物生產(chǎn)與科學(xué)用水課件22第四章植物生產(chǎn)與科學(xué)用水課件23提高水分利用率的途徑

→少耕免耕和地面覆蓋技術(shù)1.少耕

少耕的方法主要有以深松代翻耕，以旋耕代翻耕、間隔帶種等。2.免耕

國外免耕法一般由三個(gè)環(huán)節(jié)組成：利用前作殘茬或播種牧草作為覆蓋物；采用聯(lián)合作業(yè)的免耕播種機(jī)開溝、噴藥、施肥、播種、覆土、鎮(zhèn)壓一次完成作業(yè)；采用農(nóng)藥防治病蟲、雜草。3.沙田覆蓋

沙田覆蓋在我國西北干旱、半干旱地區(qū)十分普遍，它是由細(xì)沙甚至礫石覆蓋于土壤表面，起到增墑、保墑作用。提高水分利用率的途徑

→少耕免耕和地面覆蓋技術(shù)1.少耕

少244.秸稈覆蓋

利用麥秸、玉米秸、稻草、綠肥等覆蓋于已耕過或免耕的土壤表面；在兩茬植物間的休閑期覆蓋，或在植物生育期覆蓋；可以將秸稈粉碎后覆蓋，也可整株秸稈直接覆蓋，播種時(shí)將秸稈扒開，形成半覆蓋形式。5.地膜覆蓋有提高地溫，防止蒸發(fā)，濕潤土壤，穩(wěn)定耕層含水量，起到保墑作用，從而有顯著增產(chǎn)作用。6.化學(xué)覆蓋

利用高分子化學(xué)物質(zhì)制成乳狀液，噴灑到土壤表面，形成一層覆蓋膜，抑制土壤蒸發(fā)，并有增濕保墑作用。4.秸稈覆蓋

利用麥秸、玉米秸、稻草、綠肥等覆蓋于已耕過或25提高水分利用率的途徑→保墑技術(shù)保墑技術(shù)主要有：適當(dāng)深耕、中耕松土、表土鎮(zhèn)壓、創(chuàng)造團(tuán)粒結(jié)構(gòu)體和植樹種草等。

提高水分利用率的途徑→保墑技術(shù)保墑技術(shù)主要有：適當(dāng)深耕、中耕26提高水分利用率的途徑→水土保持技術(shù)水土保持技術(shù)主要有：水土保持耕作技術(shù)、工程措施和林草措施等。提高水分利用率的途徑→水土保持技術(shù)水土保持技術(shù)主要有：水土保27本章小結(jié)→本章小結(jié)一、水對植物的生理作用水是植物的重要組成成分，水對植物的生命具有決定性作用：水是細(xì)胞原生質(zhì)的重要成分，水是代謝過程的重要物質(zhì)，水是各種生理生化反應(yīng)和運(yùn)輸物質(zhì)的介質(zhì)，水分使植物保持固有的姿態(tài)，水分具有重要的生態(tài)作用。二、植物對水分的吸收植物的細(xì)胞吸水主要有三種方式，即吸脹吸水、滲透吸水和降壓吸水。植物根系吸水的主要區(qū)域是根毛區(qū)，吸水動力為根壓和蒸騰拉力，水分在根內(nèi)的徑向運(yùn)轉(zhuǎn)有質(zhì)外體途徑和共質(zhì)體途徑，影響根系吸水的因素主要有土壤水分、土壤溫度、土壤通氣狀況、土壤溶液濃度。三、植物蒸騰作用植物蒸騰水分部位主要是葉片，葉片的蒸騰作用方式有角質(zhì)蒸騰和氣孔蒸騰兩種，蒸騰作用的強(qiáng)弱常用蒸騰速率、蒸騰效率和蒸騰系數(shù)來表示，植物生產(chǎn)上通過減少蒸騰面積、降低蒸騰速率、是使用抗蒸騰劑等適當(dāng)減少蒸騰消耗，影響蒸騰作用的因素主要有光照、空氣濕度、風(fēng)速、溫度、土壤條件等。四、植物需水規(guī)律植物生活全過程中，往往有兩個(gè)關(guān)鍵需水時(shí)期：植物需水臨界期和植物最大需水期；作物是否需要灌溉可依據(jù)氣候特點(diǎn)、土壤墑情、作物形態(tài)、生理指標(biāo)等加以判斷。本章小結(jié)→本章小結(jié)一、水對植物的生理作用水是植物的重要組成28五、降水降水形成的原因主要是對流降水、地形降水、鋒面降水和臺風(fēng)降水；按降水性質(zhì)降水分為連續(xù)性降水、間歇性降水、陣性降水和毛毛狀降水，按降水物態(tài)形式可分為雨、雪、霰和雹，按降水強(qiáng)度可分為小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨、小雪、中雪、大雪等。降水的表示方法有降水量、降水強(qiáng)度、降水變率和降水保證率。六、空氣濕度空氣濕度常用水汽壓、絕對濕度、相對濕度、飽和差和露點(diǎn)溫度來表示。水汽壓的日變化有兩種基本形式：單峰型和雙峰型。水汽壓的年變化，在陸地上最大值出現(xiàn)在7月、最小值出現(xiàn)在1月；在海洋上最大值出現(xiàn)在8月、最小值出現(xiàn)在2月。在大陸內(nèi)部，相對濕度日變化的最大值出現(xiàn)在日出前后氣溫最低的時(shí)候，最小值出現(xiàn)在氣溫最高的14～15時(shí)。相對濕度年變化的位相，一般與氣溫年變化的位相相反。七、土壤水分土壤水分的存在形態(tài)有吸濕水、膜狀水、毛管水和重力水等。通常情況下將萎蔫系數(shù)看作土壤有效水的下限，將田間持水量看作土壤有效水的上限。土壤含水量的表示方法有質(zhì)量含水量、容積含水量、相對含水量和土壤貯水量等。八、提高水分利用率的途徑提高水分利用率的途徑主要有：集水蓄水技術(shù)、節(jié)水灌溉技術(shù)、少耕免耕技術(shù)、地面覆蓋技術(shù)、保墑技術(shù)、水土保持技術(shù)等。第四章植物生產(chǎn)與科學(xué)用水課件29本章小結(jié)→復(fù)習(xí)思考1．簡述水分對植物生產(chǎn)的重要作用。2．描述植物細(xì)胞、根系吸水的主要過程。3．表述植物蒸騰作用的方式與調(diào)節(jié)措施。4．能說出蒸騰拉力、蒸騰速率、蒸騰效率、蒸騰系數(shù)等概念。5．舉例說明植物的需水規(guī)律，并能根據(jù)有關(guān)指標(biāo)確定是否需要灌溉。6．簡述降水的形成、類型及表示方法。7．能表述降水量、降水強(qiáng)度、降水變率、降水保證率等概念。8．描述空氣濕度的表示方法。9．描述空氣濕度的變化規(guī)律。10．描述土壤水分的表示方法。11．能說出田間持水量等水分常數(shù)概念。12．能根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，運(yùn)用合理有效措施提高水分利用率。本章小結(jié)→復(fù)