切花水分平衡生理.ppt

第1章 观赏植物采后生理概论,第1节 观赏植物采后呼吸生理 第2节 切花水分平衡生理 第3节 切花开花和衰老生理 第4节 球根花卉种球休眠生理 第5节 种苗贮运生理,1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老 2 切花水分吸收和堵塞 3 切花体内水分运输和堵塞 4 切花蒸腾和萎蔫 5 切花水分胁迫及其生理反应,第2节 切花水分平衡生理,1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老 2 切花水分吸收和堵塞 3 切花体内水分运输和堵塞 4 切花蒸腾和萎蔫 5 切花水分胁迫及其生理反应,第2节 切花水分平衡生理,2.1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老,2.1.1 切花水分平衡的概念 2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况 2.1.3 水分状况与花瓣方位变化 2.1.4 水分状况与花瓣寿命,2.1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老,2.1.1 切花水分平衡的概念 2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况 2.1.3 水分状况与花瓣方位变化 2.1.4 水分状况与花瓣寿命,切花的水分平衡是指切花的水分吸收、运输以及蒸腾之间保持良好的状态,2.1.1 切花水分平衡的概念,,图1 植物中水分吸收-运输-蒸腾示意图,图2 植物水分吸收示意图,图3 根部水分运输途径示意图,月季—— 按照商业标准采收后瓶插，经历蕾期、初开、盛开和衰老的过程 花枝鲜重先是逐渐增加，达到最大值之后又逐渐降低,2.1.1 切花水分平衡的概念,Stage 0: 幼蕾 Stage 1: 花蕾露色 Stage 2: 花蕾 Stage 3-4: 花朵半开 Stage 5: 花朵盛开露心 Stage 6: 花朵衰老,图4 月季开花级数 (Nan Ma, 2008, Science in China),2.1.1 切花水分平衡的概念,图5 月季花朵瓶插过程中干鲜重及蛋白含量的变化,2.1.1 切花水分平衡的概念,月季—— 正常情况下，切花从瓶插至盛开期间花瓣鲜重增加明显，花枝吸水速度大于失水速度，保持着较高的膨压，花枝充分伸展，花朵正常开放 水分供应不足，花朵无法正常开放，出现僵蕾、僵花等现象。

当花朵盛开后，花枝的吸水速率逐渐下降，水势降低，当失水明显大于吸水时，花朵便出现萎蔫,2.1.1 切花水分平衡的概念,2.1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老,2.1.1 切花水分平衡的概念 2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况 2.1.3 水分状况与花瓣方位变化 2.1.4 水分状况与花瓣寿命,切花花瓣发育来自细胞数量和体积的增加，其中主要是后者 花瓣细胞体积的增加需要两方面的协同作用: 由细胞壁机械特性的变化或新的细胞壁材料的合成引起的细胞壁膨大 由渗透活性物质的积累引起的物理驱动力使水分进入细胞，使细胞内含物充实,2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况(Water relations during petal development),花瓣细胞体积的增加通常是在很短的时间内实现的细胞的膨大与蔗糖含量的降低和还原糖浓度的增加有关 月季切花花瓣伸长过程中淀粉含量降低和还原糖含量短时增加 此外，在花瓣伸长中也积累一些渗透物质，如无机离子、有机酸、氨基酸等,2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况(Water relations during petal development),2.1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老,2.1.1 切花水分平衡的概念 2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况 2.1.3 水分状况与花瓣方位变化 2.1.4 水分状况与花瓣寿命,花朵开放通常包括花瓣的伸长和方位的变化 花瓣方位的变化又分为三种类型： 由花瓣基部特殊细胞可逆性的渗透变化引起的，如郁金香花朵可逆性的开放与闭合运动 由中脉内表皮细胞的差速生长和不对称的膨压变化引起的，如裂叶牵牛 由花瓣上下端的差速生长引起的。

水分亏缺对花瓣细胞的差速生长及膨压变化均产生重要的影响,2.1.3 水分状况与花瓣方位变化Water condition and orientation changes of petals,金鱼草花瓣生长动态图 (Rolland-Lagan，2003，Nature),2.1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老,2.1.1 切花水分平衡的概念 2.1.2 花瓣发育进程中的水分平衡状况 2.1.3 水分状况与花瓣方位变化 2.1.4 水分状况与花瓣寿命,花瓣寿命因植物种类不同差异很大，从几小时如牵牛花到数个月如蝴蝶兰 花瓣寿命通常由以下几个方面来决定： 萎蔫，一些植物种类在花瓣衰老之前首先的症状是萎蔫或枯萎 脱落，即脱落导致花瓣寿命的终结，在花瓣脱落之前还可以从脱落花瓣细胞观测到溶质的少量损失和细胞离子渗透率少量的增加,2.1.4 水分状况与花瓣寿命Water relation and petal longevity,1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老 2 切花水分吸收和堵塞 3 切花体内水分运输和堵塞 4 切花蒸腾和萎蔫 5 切花水分胁迫及其生理反应,第2节 切花水分平衡生理,2.2.1 水分吸收、水势以及渗透调节 2.2.2 切花瓶插过程中的水分堵塞,2.2 切花水分吸收和堵塞,2.2.1 水分吸收、水势以及渗透调节 2.2.2 切花瓶插过程中的水分堵塞,2.2 切花水分吸收和堵塞,2.2.1 水分吸收、水势以及渗透调节,1）水分吸收速率 2）影响水分吸收的因子 3）水势概念、水势计算公式 4）植物细胞的渗透调节,两种情况 一般变化规律是刚刚采切的切花水势低，水分吸收速率高；水分吸收速率与蒸腾速率一致，达到一个稳定的状态，然后逐渐降低。

如月季、落新妇、菊花、晚香玉、马蹄莲、红毛菜属、银桦属、薄子木属等 另一种情况是开始增加缓慢，降低也缓慢如蝎尾蕉,1）水分吸收速率,包括蒸腾拉力、温度、瓶插液中的离子组成等蒸腾拉力: (见后述）温度：影响溶质粘性，提高水温可以增加干藏后的茎秆的水合作用，40℃以上的水处理几小时往往导致瓶插寿命的缩短,2）影响水分吸收的因子,离子组成 硬水降低水分吸收速率 0.1～0.2%的硝酸钙溶液延长月季切花的瓶插寿命降低溶液pH促进花枝吸水 表面活性剂可以促进花枝吸水,2）影响水分吸收的因子,水势概念水势（Water potential）是指水分的化学势，是反应或运动所用能量的度量指标，其数值为负值，其绝对值越大，表示花朵失水越多，水分亏缺程度越高3）水势概念、水势计算公式,压力室法测茎杆水势示意图,3）水势概念、水势计算公式,压力室法测茎杆水势步骤演示图,水势计算公式水势通常用下列公式表示：Ψw = Ψπ+Ψp+ΨmΨw — 水势，负值Ψπ— 渗透势，负值Ψp — 压力势，正值Ψm — 衬质势，负值,3）水势概念、水势计算公式,压力势在由正数向零的变化范围内，衬质势是恒定的常数，上面的公式可以改写为Ψw = P + ΨπP是水压，进一步改写为P = Ψπ-（-Ψw）=（sRT）/V +ΨwS - 渗克分子中的溶质含量R - 气体常数T - 绝对温度V - 容积,3）水势概念、水势计算公式,当水分吸收率低于蒸腾率时，其花朵、叶片或两者都出现膨压损失。

伴随着水势变化而发生的膨压变化率与细胞壁的弹性（用弹性模量ε）和渗透势有关 多数植物细胞当发生水分胁迫时，能够增加单位细胞的溶质浓度，进行渗透调节；并以此来部分或完全防止膨压降低这些分子包括无机和有机离子、可溶性碳水化合物、氨基酸等,3）水势概念、水势计算公式,水分和离子跨膜运输示意图,4）植物细胞的渗透调节,渗透调节，可分为以下三种情况 切花自身的调节 没有渗透调节 例证是以色列露地栽培唐菖蒲植株的完整叶片水分含量在上午降低，其渗透压与水分损失成比例地降低 水分胁迫增加了细胞的弹性模量 例证是生长在温室内的月季植物当进行缓慢的水分胁迫时，叶片没有观察到渗透调节,4）植物细胞的渗透调节,叶片与花瓣之间的调节 如一些菊花品种花瓣的渗透势低于叶片，因此当切花遭到中度水分胁迫时，叶片出现萎蔫，花瓣则不出现相应的症状而用蔗糖喂施切花茎秆基部，其结果是叶片的渗透势降低速度要慢于花瓣,4）植物细胞的渗透调节,2.2.1 水分吸收、水势以及渗透调节 2.2.2 切花瓶插过程中的水分堵塞,2.2 切花水分吸收和堵塞,1）茎秆基部或木质部内部的堵塞 2）茎秆基部创伤反应引起的堵塞 3）胶质软糖在木质部中沉积造成的堵塞 4）切割表面乳汁和其他物质造成的堵塞 5）侵填体造成的堵塞,2.2.2 切花瓶插过程中的水分堵塞,茎秆基部或木质部内部的堵塞是许多切花早期膨压降低的主要原因 月季切花中水分吸收能力的降低只有在木质部系统有大部分堵塞时才能表现出来 用刀片把月季切花茎三分之二面积堵住，没能导致吸水的降低,1）茎秆基部或木质部内部的堵塞,植物茎木质部,1）茎秆基部或木质部内部的堵塞,木质部导管,1）茎秆基部或木质部内部的堵塞,与防卫机理有关，木质部导管堵塞物有木质素、木栓质以及单宁的沉积 切割引起综合的伤反应包括乙烯生物合成和过氧化物酶和苯丙氨酸裂解酶的合成和作用激活，以及木质素等生物合成有关酶沉积在细胞壁上或微管空腔内,2）茎秆基部创伤反应引起的堵塞,胶质软糖在木质部管道中的沉积与其在植物学分类中的科（family）属有关如锦葵科、山龙眼科、芸香科、紫菀属 胶质软糖是由维管束射线细胞沉积，而不是由划分管道的薄壁细胞。

射线细胞通过介于导管和射线细胞的纹孔膜的孔口分泌胶质软糖物质,3）胶质软糖在木质部中沉积造成的堵塞,,维管束射线细胞,3）胶质软糖在木质部中沉积造成的堵塞,胶质软糖为与己糖和戊糖相联系的葡糖醛酸多糖 己糖和戊糖分别为葡萄糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖一些胶质软糖含有果胶阿拉伯半乳聚糖,3）胶质软糖在木质部中沉积造成的堵塞,许多植物当茎秆切割时，切割表面通常分泌一些物质，如粘液、松脂、乳汁等这些物质的分泌是植物对切割伤害的一种保护反应 粘液是一种液体多糖混合物，有许多科植物的切割表面分泌，如仙人掌科、芦荟属等,4）切割表面乳汁和其他物质造成的堵塞,松脂是由带有挥发油的萜稀的混合物组成，具有流动特性当暴露于空气中时，其中的油挥发，基质变成固体其硬化进程往往很快，有时从切割到置入水中之前就已经变干 乳汁是含有带色的沉淀，分泌乳汁的植物有夹竹桃科、百合科等,4）切割表面乳汁和其他物质造成的堵塞,侵填体主要存在于下述科中，如木兰科、木犀科、玄参科等 侵填体形成由低浓度的乙烯和生长素所促进不过，侵填体的形成对切花水分吸收的影响是有限的,5）侵填体造成的堵塞,侵填体造成的植物导管堵塞示意图,5）侵填体造成的堵塞,1 切花水分平衡与花朵的开放和衰老 2 切花水分吸收和堵塞 3 切花体内水分运输和堵塞 4 切花蒸腾和萎蔫 5 切花水分胁迫及其生理反应,第2节 切花水分平衡生理,2.3 切花体内水分运输和堵塞,2.3.1 切花体内水分运输途径 2.3.2 切花体内水分运输中的堵塞,2.3 切花体内水分运输和堵塞,2.3.1 切花体内水分运输途径 2.3.2 切花体内水分运输中的堵塞,水分在切花花枝内的运输与有根植物一样经过质外体和共质体途径 水分主要靠渗透作用进入切花茎基部，即顺水势梯度运行 切花花枝没有根压，水分向上运输的动力是叶面的蒸腾拉力,2.3.1 切花体内水分运输途径,植物根吸水途径模式图,2.3 切花体内水分运输和堵塞,2.3.1 切花体内水分运输途径 2.3.2 切花体内水分运输中的堵塞,1) 空腔化 2）空腔化的形成,2.3.2 切花体内水分运输中的堵塞,形成空腔化是引起水分运输堵塞的一个重要原因 月季切花茎秆切割后，短时间内空气吸收速率最高 带叶的茎秆最初的空气吸收速率与叶片的蒸腾速率有关 当只留最接近切割表面的叶片时，该茎秆吸收空气的量与叶片大小有关，并且只有当叶片完全脱水时，空气的吸收才终止,1) 空腔化,切花水分运输通道空腔化示意图,1)空腔化,空腔化的形成多以植物体内水分上升的内聚力学说来解释 完整植物中，空腔化可以自然发生：水柱因中间的一部分上升为水蒸气而断裂。

水蒸气立刻充满管腔,。