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葉片氣孔導(dǎo)度對植物生長的影響和測量辦法

瀏覽次數(shù):8188 發(fā)布日期:2018-5-28  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
氣孔是葉、莖及其他植物器官上皮上許多小的開孔之一,是植物表皮所特有的結(jié)構(gòu)。氣孔通常多存在于植物體的地上部分,尤其是在葉表皮上,在幼莖、花瓣上也可見到。狹義上常把保衛(wèi)細(xì)胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。保衛(wèi)細(xì)胞區(qū)別于表皮細(xì)胞是結(jié)構(gòu)中含有葉綠體,只是體積較小,數(shù)目也較少,片層結(jié)構(gòu)發(fā)育不良,但能進(jìn)行光合作用合成糖類物質(zhì)。有時也伴有與保衛(wèi)細(xì)胞相鄰的2—4個副衛(wèi)細(xì)胞。把這些細(xì)胞包括在內(nèi)是廣義的氣孔(或氣孔器)。緊接氣孔下面有寬的細(xì)胞間隙(氣室)。氣孔在碳同化、呼吸、蒸騰作用等氣體代謝中,成為空氣和水蒸氣的通路,其通過量是由保衛(wèi)細(xì)胞的開閉作用來調(diào)節(jié),在生理上具有重要的意義。

氣孔導(dǎo)度表示的是氣孔張開的程度,影響光合作用,呼吸作用及蒸騰作用。
  氣孔是植物葉片與外界進(jìn)行氣體交換的主要通道。通過氣孔擴(kuò)散的氣體有O2、CO2和水蒸汽。植物在光下進(jìn)行光合作用,經(jīng)由氣孔吸收CO2,所以氣孔必須張開,但氣孔開張又不可避免地發(fā)生蒸騰作用,氣孔可以根據(jù)環(huán)境條件的變化來調(diào)節(jié)自己開度的大小而使植物在損失水分較少的條件下獲取最多的CO2。氣孔開度對蒸騰有著直接的影響。現(xiàn)在一般用氣孔導(dǎo)度表示,其單位為mmol·m-2·s-1,也有用氣孔阻力表示的,它們都是描述氣孔開度的量。在許多情況下氣孔導(dǎo)度使用與測定更方便,因為它直接與蒸騰作用成正比,與氣孔阻力呈反比。

影響氣孔開合的主要因素:

光照:保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體在光照下進(jìn)行光合作用,利用CO2,使細(xì)胞內(nèi)pH值增高,淀粉磷酸化酶水解淀粉為磷酸葡萄糖,細(xì)胞內(nèi)水勢下降.保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹,氣孔張開;黑暗里呼吸產(chǎn)生的CO2使保衛(wèi)細(xì)胞的pH值下降,淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為淀粉,細(xì)胞液濃度下降,水勢升高,保衛(wèi)細(xì)胞失水,氣孔關(guān)閉。
二氧化碳影響氣孔運動低濃度CO2促進(jìn)氣孔張開,高濃度CO2使氣孔迅速關(guān)閉,無論光照或黑暗皆如此。抑制機(jī)理可能是保衛(wèi)細(xì)胞pH下降,水勢上升,保衛(wèi)細(xì)胞失水,必須在光照一段時間待CO2逐漸被消耗后,氣孔才迅速張開。
溫度影響氣孔運動:氣孔張開度一般隨溫度的上升而增大,在30℃左右達(dá)到最大,低溫(如10℃以下)雖長時間光照,氣孔仍不能很好張開,主要是淀粉磷酸化酶活性不高之故,溫度過高會導(dǎo)致蒸騰作用過強(qiáng),保衛(wèi)細(xì)胞失水而氣孔關(guān)閉。
葉片含水量影響氣孔運動:白天若蒸騰過于強(qiáng)烈,保衛(wèi)細(xì)胞失水氣孔關(guān)閉,陰雨天葉子吸水飽和,表皮細(xì)胞含水量高,擠壓保衛(wèi)細(xì)胞,故白天氣孔也關(guān)閉。
風(fēng):微風(fēng)時對氣孔的打開有促進(jìn)作用,因為微風(fēng)可以適當(dāng)降低葉片周圍的濕度。大風(fēng)則促使氣孔關(guān)閉。

現(xiàn)在主要測氣孔導(dǎo)度測量方法有兩種:一是根據(jù)循環(huán)擴(kuò)散原理,由植物葉片表面濕度的變化來進(jìn)行測量計算,代表儀器是英國AP4植物氣孔計,可以測量植物氣孔導(dǎo)度和氣孔阻力;另一種是美國SC-1穩(wěn)態(tài)氣孔計采用將已知擴(kuò)散率的通道夾子夾在葉片上,通過測量葉片表面的水蒸氣壓梯度得到水蒸氣通量,進(jìn)而利用水蒸氣通量和已知的通道擴(kuò)散率得出葉片氣孔導(dǎo)度。這兩種測量儀器都輕便易攜,可以長時間進(jìn)行野外測量,是科研人員和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者的得力助手。在作物增產(chǎn)和灌溉改良方面具有非常高的應(yīng)用價值。

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