第四章植物生长的水分环境
第一节水分对植物的生态作用
一、植物对水分的吸收
（一）水分对植物的生理作用
水是细胞原生质的重要成分；水是代谢过程的重要物质；水是各种生理生化反应和物质运输
的介质；水分使植物保持固有的姿态；水分具有重要的生态作用。

（二）植物细胞吸水
细胞吸水有三种方式：
1．渗透吸水——由于胞外溶液浓度低而引起的细胞吸水。

2．吸胀吸水——如干燥的种子对水分的吸收。

3．降压吸水——指因压力势降低而引发的细胞吸水。

（三）植物根系吸水
1．水在植物体内外的吸收和运输途径
2．植物根系吸水的动力根系吸水的动力主要有根压和蒸腾拉力两种。

3．植物根系吸水的途径水分在根内的径向运转也有两种途径，即质外体途径和共质体途径。

4．影响根系吸水的主要因素有土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度等。

二、植物的蒸腾作用
蒸腾作用是指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。

（一）蒸腾作用的生理意义
1.能产生蒸腾拉力
2.能促进矿物质的运输和合理分配
3.能降低植物体的温度
4.有利于CO2的同化
（二）蒸腾作用的方式
1.角质蒸腾植物体内水分通过角质层蒸腾。

2.气孔蒸腾植物体内的水分通过气孔蒸腾。

植物以气孔蒸腾为主。

（三）蒸腾作用的指标
1.蒸腾速率植物在单位时间、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。

单位：g/（m2 h）、
mg/（dm2 h）。

多数植物白天为 15～250 g/（m2 h），晚上为1～20 g/（m2 h）。

2.蒸腾效率植物每蒸腾1千克水时所生成的干物质的克数。

单位：g/kg。

一般植物的蒸腾效率为1～8 g/kg。

3.蒸腾系数指植物每制造1克干物质所消耗水分的克数。

一般植物的蒸腾系数在125～1 000之间。

（四）蒸腾作用的影响因素与调节
1．影响蒸腾作用的因素（1）内部因素；（2）光照；（3）空气湿度；（4）温度；（5）风速；
（6）土壤条件。

2．蒸腾作用的调节在植物生产上，采取有效措施可适当减少蒸腾消耗：（1）减少蒸腾面积。

移栽植物时，可去掉一些枝叶;（2）降低蒸腾速率。

在午后或阴天移栽植物，或栽后搭棚遮阳，
或实行设施栽培;（3）使用抗蒸腾剂，如叶面喷洒脱落酸等抗蒸腾剂。

三、植物的需水规律和合理灌溉
（一）植物的需水规律植物有两个关键需水时期：一是植物需水临界期。

二是植物最大需水期。

（二）合理灌溉的指标
1．土壤指标植物根系活动层土壤含水量低于田间持水量的60%～80%，应及时灌溉。

2．形态指标植物幼嫩的茎叶在中午前后发生萎蔫，生长速度下降，叶、茎颜色呈绿色
或有时变红等情况下，要及时进行灌溉。

3．生理指标常用植物叶片的细胞液浓度、渗透势、水势和气孔开度等可作为灌溉的生
理指标
四、降水
（一）降水形成的原因
1．对流降水
2．地形降水
3．锋面降水
4．台风降水
（二）降水类型
1．按降水性质分类连续性降水、间歇性降水、阵性降水、毛毛状降水。

2．按降水物态形式分类雨、雪、霰、雹。

3．按降水强度分类小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨，小雪、中雪、大雪等。

（三）降水的表示方法
1．降水量降水量是指一定时段内从大气中降落到地面，未经蒸发、渗透和流失而在水
平面上积聚的水层厚度。

通常以日为最小单位，进行降水日总量、旬总量、月总量和年
总量的统计。

2．降水强度降水强度是指单位时间内的降水量。

根据降水强度大小，可将降水划分为
若干等级。

3．降水变率有绝对降水变率和相对降水变率两种。

4．降水保证率降水保证率是指降水量高于或低于某一界限降水量的频率的总和。

五、空气湿度
（一）空气湿度的表示方法
水汽压、绝对湿度、相对湿度、露点温度和饱和差。

（二）空气湿度的时间变化
1．水汽压的时间变化（1）是单峰型；（2）双峰型。

2．相对湿度的时间变化在大陆内部，其日变化与气温日变化相反，最大值出现在日出
前后、气温最低的时候；最小值出现在气温最高的14—15时。

沿海地区相对湿度的日变
化表现为日高夜低，与气温日变化一致。

六、土壤水分
（一）土壤水分的存在形态
（1）吸湿水；（2）膜状水；（3）毛管水；（4）重力水。

（二）土壤水分的有效性
1．水分常数土壤吸湿系数、萎蔫系数、毛管持水量、田间持水量、全蓄水量等土壤水分常数。

2．水分有效性通常情况下将萎蔫系数看作土壤有效水的下限，将田间持水量看作土壤有效水的上限，
二者的差值称为土壤有效最大含水量。

（三）土壤含水量的表示方法
1．质量含水量土壤水分质量与烘干土质量的比值。

烘干土质量是以105～110℃下烘干土质量为
基数。

土壤质量含水量=（土壤水质量÷烘干土质量）×100％
2．容积含水量土壤中水的容积占土壤容积的体积分数。

土壤容积含水量=（土壤水容积÷土壤总
容积）×100％=质量含水量（％）×容重
3．相对含水量土壤质量含水量占田间持水量的质量分数。

相对含水量=（质量含水量÷田间持水量）×100％复习思考：
1.植物细胞吸水的方式有哪些？有什么主要区别？
2.气孔是如何调节蒸腾作用的？
3.在栽培作物时，如何才能做到合理灌溉？
4.降水有哪些类型？其表示方法有哪些？
5.什么叫空气湿度？常用的表示方法有哪些？
6.试述土壤水分的存在形态有哪些？
7.土壤含水量的表示方法有哪些？
第二节提高水分利用率的途径
一、集水蓄水技术
（一）沟垄覆盖集中保墒技术
基本方法是平地（或坡地沿等高线）起垄，农田呈沟、垄相间状态，垄作后拍实，紧贴
垄面覆盖塑料薄膜，降雨时雨水顺薄膜集中于沟内，渗入土壤深层。

（二）等高耕作种植，截水增墒
基本方法是沿等高线筑埂，改顺坡种植为等高种植，埂高和带宽的设置要有效地拦截径流。

（三）微集水面积种植
我国的鱼鳞坑就是其中之一：在一小片植物，或一棵树周围，筑高15～20 cm的土埂，坑
深40 cm，坑内土壤疏松，覆盖杂草，以减少蒸腾。

二、节水灌溉技术
（一）喷灌技术
（二）微灌技术
（三）膜上灌技术
（四）地下灌技术
（五）植物调亏灌溉技术
三、少耕、免耕技术
（一）少耕
少耕的方法主要有以深松代翻耕，以旋耕代翻耕、间隔带状耕种等。

（二）免耕
国外免耕法一般由三个环节组成：（1）利用前作残茬或播种牧草作为覆盖物；（2）采用联合
作业的免耕播种机开沟、喷药、施肥、播种、覆土、镇压一次完成作业；（3）采用农药防治病虫、杂草。

四、地面覆盖技术
（一）沙田覆盖
沙田覆盖是由细沙甚至砾石覆盖于土壤表面，抑制蒸发，减少地表径流，从而增墒、保墒。

（二）秸秆覆盖
利用麦秸、玉米秸、稻草、绿肥等覆盖于已翻耕过或免耕的土壤表面。

（三）地膜覆盖
用塑料薄膜覆于土表，可提高地温，防止蒸发，湿润土壤，稳定耕层含水量，起到保墒作用。

（四）化学覆盖
利用高分子有机物制成的乳状液，喷洒到土壤表面，形成一层覆盖膜，抑制土壤蒸发，有增湿保墒作用。

五、保墒技术
（一）适当深耕
（二）中耕松土
（三）表土镇压
（四）创造团粒结构体
（五）植树种草
六、水土保持技术
（一）水土保持耕作技术
（1）以改变小地形为主的耕作法；（2）以增加地面覆盖为主的耕作法。

（二）工程措施
（1）山坡防护工程（梯田、拦水沟埂、水平沟等）；（2）山沟治理工程（沟头防护工
程、谷坊等）；（3）山洪排导工程（排洪沟、导流等）；（4）小型蓄水工程（小水库、蓄水塘坝等）。

（三）林草措施
封山育林、荒坡造林（水平沟造林、鱼鳞坑造林）、护沟造林、种草等。

复习思考
提高水分利用率的途径有哪些。