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葉片氣孔導度對植物生長的影響和測量辦法

瀏覽次數:8250 發布日期:2018-5-28  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負
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。狹義上常把保衛細胞之間形成的凸透鏡狀的小孔稱為氣孔。保衛細胞區別于表皮細胞是結構中含有葉綠體,只是體積較小,數目也較少,片層結構發育不良,但能進行光合作用合成糖類物質。有時也伴有與保衛細胞相鄰的2—4個副衛細胞。把這些細胞包括在內是廣義的氣孔(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,其通過量是由保衛細胞的開閉作用來調節,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生蒸騰作用,氣孔可以根據環境條件的變化來調節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:保衛細胞葉綠體在光照下進行光合作用,利用CO2,使細胞內pH值增高,淀粉磷酸化酶水解淀粉為磷酸葡萄糖,細胞內水勢下降.保衛細胞吸水膨脹,氣孔張開;黑暗里呼吸產生的CO2使保衛細胞的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細胞pH下降,水勢上升,保衛細胞失水,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。

現在主要測氣孔導度測量方法有兩種:一是根據循環擴散原理,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穩態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,是科研人員和農業生產者的得力助手。在作物增產和灌溉改良方面具有非常高的應用價值。

發布者:點將(上海)科技股份有限公司
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標簽: 氣孔 導度
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