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叶片气孔导度对植物生长的影响和测量办法
点击次数:1980 发布日期:2018-5-28  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负
气孔是叶、茎及其他植物器官上皮上许多小的开孔之一,是植物表皮所特有的结构。气孔通常多存在于植物体的地上部分,尤其是在叶表皮上,在幼茎、花瓣上也可见到。狭义上常把保卫细胞之间形成的凸透镜状的小孔称为气孔。保卫细胞区别于表皮细胞是结构中含有叶绿体,只是体积较小,数目也较少,片层结构发育不良,但能进行光合作用合成糖类物质。有时也伴有与保卫细胞相邻的2—4个副卫细胞。把这些细胞包括在内是广义的气孔(或气孔器)。紧接气孔下面有宽的细胞间隙(气室)。气孔在碳同化、呼吸、蒸腾作用等气体代谢中,成为空气和水蒸气的通路,其通过量是由保卫细胞的开闭作用来调节,在生理上具有重要的意义。

气孔导度表示的是气孔张开的程度,影响光合作用,呼吸作用及蒸腾作用。
  气孔是植物叶片与外界进行气体交换的主要通道。通过气孔扩散的气体有O2、CO2和水蒸汽。植物在光下进行光合作用,经由气孔吸收CO2,所以气孔必须张开,但气孔开张又不可避免地发生蒸腾作用,气孔可以根据环境条件的变化来调节自己开度的大小而使植物在损失水分较少的条件下获取最多的CO2。气孔开度对蒸腾有着直接的影响。现在一般用气孔导度表示,其单位为mmol·m-2·s-1,也有用气孔阻力表示的,它们都是描述气孔开度的量。在许多情况下气孔导度使用与测定更方便,因为它直接与蒸腾作用成正比,与气孔阻力呈反比。

影响气孔开合的主要因素:

光照:保卫细胞叶绿体在光照下进行光合作用,利用CO2,使细胞内pH值增高,淀粉磷酸化酶水解淀粉为磷酸葡萄糖,细胞内水势下降.保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;黑暗里呼吸产生的CO2使保卫细胞的pH值下降,淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成为淀粉,细胞液浓度下降,水势升高,保卫细胞失水,气孔关闭。
二氧化碳影响气孔运动低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2使气孔迅速关闭,无论光照或黑暗皆如此。抑制机理可能是保卫细胞pH下降,水势上升,保卫细胞失水,必须在光照一段时间待CO2逐渐被消耗后,气孔才迅速张开。
温度影响气孔运动:气孔张开度一般随温度的上升而增大,在30℃左右达到最大,低温(如10℃以下)虽长时间光照,气孔仍不能很好张开,主要是淀粉磷酸化酶活性不高之故,温度过高会导致蒸腾作用过强,保卫细胞失水而气孔关闭。
叶片含水量影响气孔运动:白天若蒸腾过于强烈,保卫细胞失水气孔关闭,阴雨天叶子吸水饱和,表皮细胞含水量高,挤压保卫细胞,故白天气孔也关闭。
风:微风时对气孔的打开有促进作用,因为微风可以适当降低叶片周围的湿度。大风则促使气孔关闭。

现在主要测气孔导度测量方法有两种:一是根据循环扩散原理,由植物叶片表面湿度的变化来进行测量计算,代表仪器是英国AP4植物气孔计,可以测量植物气孔导度和气孔阻力;另一种是美国SC-1稳态气孔计采用将已知扩散率的通道夹子夹在叶片上,通过测量叶片表面的水蒸气压梯度得到水蒸气通量,进而利用水蒸气通量和已知的通道扩散率得出叶片气孔导度。这两种测量仪器都轻便易携,可以长时间进行野外测量,是科研人员和农业生产者的得力助手。在作物增产和灌溉改良方面具有非常高的应用价值。

来源:点将(上海)科技股份有限公司
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