植物根系的生理活性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,水生诱导技术实现的植物水生栽培的模式，植物是处于静止缺氧的水环境中生长，所以它的栽培与诱导机理与常规水培技术在在许多截然不同的地方，这样就形成了水生诱导技术所特有的栽培生理学，以下就水生诱导相关的栽培生理进行论述，让大家对水生诱导的栽培技术体系与操作流程的形成有更深入的了解呼吸作用是植物进行能量代谢为一切生理活动提供能源的一个重要代谢过程，是植物生命力是否旺盛的重要标志，根据呼吸过程氧气的参予与否分为有氧呼吸与无氧呼吸，有氧呼吸能把底物彻底氧化，释放的能量最大化，其终端产物为二氧化碳与水而无氧呼吸以糖酵解与发酵代谢为主要特征，其终端产物还是一些比底物稍为简单的有机物为主，如乙醇、乙醛、乙酸、乳酸等，因氧的制限而不能把底物彻底氧化，所以它所释放转换的ATP能量较少，也就是代谢的能量转换效率较低，通常情况下有氧呼吸三羧酸循环中1mol葡萄糖可产生36molATP，而无氧呼吸分解1mol葡萄糖仅能产生2molATP，因此在缺氧条件下能量供应不足，严重影响植物生长；特别是乙醇发酵，除产能低外，而且产生大量的乙醛和乙醇，这些物质对植物都是有害的，甚至发生因乳酸积累导致细胞酸化破坏了膜系统的正常功能，从而使细胞组织衰老与死亡。

对于一些未经诱导形成通气组织的植株直接置于静止水环境中栽培，很快就会出现烂根现象直至植株萎蔫至死所以运用诱导技术实现纵向供氧的通气组织通道，为维持根系有氧呼吸提供氧气保障是成功栽培水培花卉的关键所在，只有有氧呼吸的正常进行才能确保静止水培植物的正常生长呼吸作用水生诱导的栽培生理,光合作用水生诱导的栽培生理,光合作用是地球上所有植物最为重要的代谢作用，它是植物生长发育的基础，是光能转化为化学能进行能量固定的关键环节，是植物生长过程中一切物质与能量的主要来源它是叶绿体细胞在光照的作用下，把水与二氧化碳合成碳水化合物，再通过生物合成及次生代谢来形成植物生长所需的各种物质与代谢活性物质没有光合作用就没有植物的生长，抑制光合作用也就抑制了生长发育，而土壤栽培中影响光合作用的因子一般是水份、二氧化碳浓度、矿质营养、温度、光照强度与时间，而水生诱导与静止水培过程中,影响光合作用的重要制限因子除了上述外更重要是氧气因子，当植物处于生理缺氧或环境厌氧状态时，也就是通气组织没有形成或环境低氧时，首先导致叶片气孔关闭，增大C02向叶片扩散的阻力，使同化所需的原料二氧化碳得不能充足的供给，同时也会影响到光合相关酶类的活性，从而使光合效率大大降低。

与此同时，叶绿素合成能力下降，含量随之减少，最后导致绿色面积减少，直至植物死亡除此，植物在缺氧条件下，无氧呼吸正成为植物获取生存必需能量的主要手段，由于无氧呼吸产生能量效率比有氧呼吸低得很多，植物为了获取生存所必需的能量，势必要消耗大量光合产物和贮藏淀粉，造成植物体内碳水化合物(淀粉和可溶性糖)急剧下降，出现饥饿现象，持续下去也会导致植物死亡，也就是能量耗竭致死所以在诱导过程及静止水培的过程中，要为其创造胁迫环境，但又不能致死，要为其创造适合的光环境，但又不能造成光氧化与生理伤害营养代谢水生诱导的栽培生理,在植物水生诱导及诱导完毕后的栽培过程中，植物必须保持正常的营养代谢才能为植株的生长发育提供物质与能量，而这种代谢的建立又是受到外界及内在特有环境的影响，包括温光气热营养激素等，它与栽培与土壤与自然界的植物有完全不同的营养代谢机制与原理些就与诱导及栽培过程中相当的代谢进行阐述与分析，以指导生产植物所需的营养包括碳源与矿质营养以及次生代谢物，其中碳源是生长发育基因启动的能量源，任何代谢过程的维持，任何器官的形成都得有充足的碳源为基础碳源的产生与积累都是光合作用的直接或间接产物，由光照二氧化碳及水及酶的参予下在叶绿体细胞内进行生化合成，在常规环境的土壤栽培条件下，其合成速率与效率主要由温度、光照、水份、二氧化碳及矿质营养所决定，而在水生诱导过程中除了上述因子外，对其光合速率影响最大的就是根域的溶氧环境。

它的丰缺直接影响气孔开度、蒸腾速度、光合作用等代谢过程，在厌氧环境下，由厌氧信号传递激发导致气孔开度除低，吸收二氧化碳量大在减少，此时，不管其它因子如何适宜，二氧化碳成为最为关键的限制因子，所以导致光合效率降低，同化积累减少，生长速率降低表现为枝叶生长停滞或减缓，甚至叶片黄化提前衰老现象，大大影响植物的生物量与花卉的美观性这种黄化衰老现象的产生除了碳同化效率降低的原因外，还与植株的补偿生长，代谢中心转移有关，经去根后的植株或无根的离体材料，在形成庞大不定根根系的过程中要消耗大量的同化产物，这些同化产物就是由植株本身贮藏的与光合产物下运的综合供给，这与去根后的植株，或诱导过程中根系修复与通气组织发育过程中特有的代谢中心转移有关，去极创伤或切口处理后，根系的修复生长就成为代谢的中心，植株内的一切碳水化合物或光合产物强势优先地供给根系生长需要，其它部位自然就得以抑制根据上述的代谢机理，要求生产者在选择诱导母本或离体材料时，尽量选择生长健壮，营养积累充足的植株，这样可缓减因光合受抑而造成的植株黄化衰退现象，以确保生产出质量更佳的水培花卉作品，根据经验，通常在植株枝叶生长速度减缓或停滞期，此时积累较多营养，而且此时根系生长处于高峰期，因地上枝叶与地下根系生长速度大多数植物是交叉进行的，就是说，当枝叶生长高峰时，根系处于缓慢生长期，当枝叶进入缓慢生长期时，根系生长高峰即行开始，在根系生长高峰期去根催根形成新根的速度会较快些，营养积累也更丰富些。

另外，还需注意的是，花果期尽量不宜去根催根诱导，因花果会消耗大量的营养，对于不定根的发育与通气组织的形成不利除了上述的有机营养代谢外，矿质营养代谢也是植物生长的一个重要代谢，也就是矿质营养的吸收与转换植物的生长按对矿质营养元素要求的不同分为大量元素与微量元素，这些元素是植物生长的无机营养来源，有了它的充足供给才有植物的正常生长缺乏某种元素就会导致生理障碍，出现缺素症状影响植物的正常生长，所以在这些元素的配制上要求种类齐全比例合理，即不过剩也不缺乏，做到离子的科学配伍均衡吸收根据人们对植物矿质元素需求的研究，探明植物体16种元素组成，其中C、H、O来自空气与水外，N、P、K、Ca、Mg、S、Cu、Zn、Mn、Fe、B、Mo、CL这十三种元素必须运用人工营养液配制技术给予补充目前用于植物营养液栽培的配方很多，但从运用时配制的方便性与广谱性的角度来说本书重点推介采用日本园试全价营养液配方，它是目前国际上较为通用与生产科研上运用较广的配方在配制方法及养液的管理上与常规无土栽培技术大致相同，不同之处就是在浓度控制上，水生诱导过程中为了让植物的水生根系尽快发育，通气组织快速形成，大多采用营养胁迫法，也就是诱导前期让植株处于EC值浓度极低的养液环境中，一般控制在或这个区间，随着诱导进程的推进渐渐提高营养液浓度。

这种梯度升高的养液管理方法对于根系生长与通气组织的发育有较大的促进作用，也是植物营养代谢方面对环境的一种适应性表现在水生诱导过程中营养液的配制与管理虽然与常规水培相似，但因根系溶氧环境的不同，也表现为不同的代谢，水生诱导与水生栽培都是在厌氧环境中生长，在缺氧条件下，植物对矿质元素的吸收要大大减少，主要原因是在缺氧条件下植物只能利用无氧呼吸产生的能量(ATP)，无氧呼吸产生能量比有氧呼吸少得很多，只有有氧呼吸的56，显然会降低根系细胞ATP的浓度，削弱了根系主动吸收矿质的能力另外，在缺氧条件下，植物的蒸腾作用降低，矿质元素从根系运输到地上部分的数量必然会减少，因为矿质元素必须通过蒸腾流才能运输到地上部分，蒸腾作用降低，蒸腾流流速也就要减慢，单位时间内向上运输的矿质元素一定会减少同时还会氧化还原电势，使一些离子的溶解度降低和使一些根际离子成为有毒的形式(如还原性的铁,锰,硫化二氢等)也就是胁迫环境下，使根系吸收离子的动力减弱，或者肥力无效化，从而常有表现植株缺素黄化的现象发生，缺素发生较多的通常为嫩叶开始黄化的缺铁症与缺锌小叶症或白化症，这些症状的出现大多不是营养液中元素缺乏导致，而是因厌氧胁迫梯度变化过大，根域环境极度缺氧所致，可以适当调高溶氧量以解除。

水份代谢水生诱导的栽培生理,水是生物最重要的生命因子，是一切植物生长最基本的条件，没有水就没有生命，就没有植物的生长也就没有与生长相关的各种代谢活动，因一切代谢活动都是在有水的参予下进行的如果没有水份的充分供应就没有光合作用的顺利进行，也没有矿质营养的顺畅吸收，更没有各种酶活性的维持一株植物生长的快慢与水份是否适宜关系极大，水份过多导致缺氧，水份过少造成干旱，所以农业生产上把水的管理也作为田间管理的重要技术措施，通过合理的灌溉来实现科学的供水而水生诱导技术从表面上看，好象不可能会有水的缺乏现象出现，其实这仅是表面的环境水，要让植物吸收成为生理水，就是植物生长相关的重要部份即水份代谢水份代谢包括蒸腾与吸收，包括输送与转换，也包括吸收的效率与活性等问题在植物水生诱导的整个生产栽培过程中，与水份代谢相关较为紧密的有两个环节，一个是催根阶段的水份平衡，一个是诱导过程的吸收效率当植株进行去根创伤后，根系吸收水份的功能被破坏，而地上枝叶的蒸腾还在续继，此时在管理上最紧要的是就维持枝叶细胞一定的水势膨压，不能让其失水枯蔫，一旦失水，新根就不能形成，或者形成少而差，或者即使形,成但皆为陆生根系所以催根环节中高湿度多水份环境的创造是极为重要的，通过不断间歇向枝叶喷水的方法来维持水份蒸腾吸收的平衡，通过高湿度环境的创造以抑制蒸腾之速率，只有通过科学的水份管理方法，保持植株水份代谢的平衡，才能让枝叶的贮藏营养或光合同化产物源源不断地下送至创伤的根部，激发新生不定根根系的形成。

只有维持一定的水势才能让去根后的植株或离体材料保持正常的生理代谢，才能在不影响或少影响生长的情况下完成不定根的催发过程所以从技术措施角度来说，催根环节必须为植株创造高湿度的水份环境，才能促发形成具有水生性状的不定根根系那么，完成催根后的植株进入诱导的水培苗床后是不是就不会出现水份胁迫现象呢？在诱导过程中虽然不定根是完全浸泡于水当中，根系置于最充足的水环境中，但这些水只有让植物吸收后才能成为促进植物生命活动有用的水，否则还不能参予植物的水份代谢大自然在淹水涝害时常可见到植物在水中萎蔫，这并不是说环境缺水，而是受淹后水份吸收的功能出现了障碍，因处于生长阶段的植株其水份的吸收，大多是依赖于叶片的蒸腾拉力来实现水份的上向输送，这个过程植株是需要耗能的，也是需要有一定蒸腾拉力在起作用的当水中溶氧度极低或处于胁迫状态时，叶片表面的气孔大多处于关闭状态，从而使蒸腾拉力变小，或者根系无氧呼吸供能有限，也会影响对水份的主动吸收，还有因根系腐烂维管堵塞而让水份运输受阻而出现生理缺水现象植株在生理缺水时细胞膨压小，而影响到各种与生命活动相关的代谢过程，如营养吸收、光合作用、呼吸作用、激素调控等处于生理缺水的植株不定根的发育受阻，通气组织的形成受到抑制，是水生诱导中必需注意的技术环节。

在生产上除了实现合理的溶氧梯度变化以外，还可以采用磁化水的方法，来提高水份的吸收效率在水培苗床的底部铺设永磁体或上方架设电场网，具有使水分子变小而利于吸收的作用自然状态下的水，一般是以6个水分子缔合在一起的水分子团，分子量较大，植物吸收效率不高，而经电磁场作用后，使缔合水的氢键断裂，成为单分子，这种单分子的水活性更强，渗透性更佳，可以大大提高吸收效率以维持水份代谢的平衡另外，苗床的适度通风，也可加快水份的吸收与蒸发，利于植株的生长激素生理水生诱导的栽培生理,激素是植物体内光合作用的次生代谢物，它在体内的含量虽微，但所起的生理调控作用却极大，也就是说光合作用为植物生产了生长所需的主要物质与能量，而激素在其中起到对这些物质能量如何进行分配与利用的作用，它起到了植物组织器官细胞分化的信号指挥作用对于植物生长发育。