葉片氣孔導度對植物生長的影響和測量辦法
瀏覽次數(shù):7938 發(fā)布日期:2018-5-28
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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。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)細胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。保衛(wèi)細胞區(qū)別于表皮細胞是結(jié)構中含有
葉綠體,只是體積較小,數(shù)目也較少,
片層結(jié)構發(fā)育不良,但能進行光合作用合成糖類物質(zhì)。有時也伴有與保衛(wèi)細胞相鄰的2—4個
副衛(wèi)細胞。把這些細胞包括在內(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行氣體交換的主要通道。通過氣孔擴散的氣體有O2、CO2和水蒸汽。植物在光下進行光合作用,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,F(xiàn)在一般用氣孔導度表示,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)細胞的
葉綠體在光照下進行光合作用,利用CO2,使細胞內(nèi)pH值增高,淀粉
磷酸化酶水解淀粉為磷酸葡萄糖,細胞內(nèi)水勢下降.保衛(wèi)細胞吸水膨脹,氣孔張開;黑暗里呼吸產(chǎn)生的CO2使保衛(wèi)細胞的pH值下降,淀粉磷酸化酶又把葡萄糖合成為淀粉,
細胞液濃度下降,水勢升高,保衛(wèi)細胞失水,氣孔關閉。
二氧化碳影響氣孔運動
:低濃度CO2促進氣孔張開,高濃度CO2使氣孔迅速關閉,無論光照或黑暗皆如此。抑制機理可能是
保衛(wèi)細胞pH下降,水勢上升,保衛(wèi)細胞失水,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,溫度過高會導致
蒸騰作用過強,
保衛(wèi)細胞失水而氣孔關閉。
葉片含水量影響氣孔運動:白天若蒸騰過于強烈,
保衛(wèi)細胞失水氣孔關閉,陰雨天葉子吸水飽和,表皮細胞含水量高,擠壓保衛(wèi)細胞,故白天氣孔也關閉。
風:微風時對氣孔的打開有促進作用,因為微風可以適當降低葉片周圍的濕度。大風則促使氣孔關閉。
現(xiàn)在主要測氣孔導度測量方法有兩種:一是根據(jù)循環(huán)擴散原理,由植物葉片表面濕度的變化來進行測量計算,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,進而利用水蒸氣通量和已知的通道擴散率得出葉片氣孔導度。這兩種測量儀器都輕便易攜,可以長時間進行野外測量,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用價值。