MENU

Trao đổi nước ở thực vật

Wait
  • Begin_button
  • Prev_button
  • Play_button
  • Stop_button
  • Next_button
  • End_button
  • 0 / 0
  • Loading_status
Nhấn vào đây để tải về
Báo tài liệu có sai sót
Nhắn tin cho tác giả
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Bùi Đình Đường (trang riêng)
Ngày gửi: 13h:20' 22-08-2009
Dung lượng: 16.5 MB
Số lượt tải: 225
Số lượt thích: 0 người
April 13,2009
Presenter Name and Title
PLANT PHYSIOLOGY
G.V hướng dẫn: GS.TS Vũ Văn Vụ
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thanh
Nguyễn Thị Thu Trang
Lớp: K10-CNTN-Sinh học
NƯỚC VÀ TRAO ĐỔI NƯỚC Ở THỰC VẬT
题城南庄
WATER
Cơ sở khoa học của tưới nước hợp lí
Quá trình thoát hơi nước ở lá
Quá trình vận chuyển nước ở thân
Quá trình hấp thụ nước ở rễ
Nước và các đặc trưng của nước
Nội dung
Nước và các đặc trưng của nước
Tham gia cấu trúc hệ keo CNS
Dung môi hoà tan các chất
Tham gia phản ứng sinh hoá trong tế bào
Tạo sức trương trong tế bào
Điều hoà nhiệt độ trong cây
Vai trò
của nước
Vai trò của nước trong cây
Cấu trúc phân tử nước





Đặc tính của phân tử nước
Tính chất nhiệt.
Tính tan.
Tính chất dính bám và sức bám.
Sức căng cao
Đặc trưng của phân tử nước
http://ssrl.slac.stanford.edu/nilssongroup/pages/project_liquid_structure.html
FIGURE 3.3 Diagram of the water molecule
Tính chất nhiệt của nước
Lượng nhiệt cao đặc biệt giúp đệm cho quá trình thay đổi nhiệt bất thường.


Lượng nhiệt ở dạng hóa hơi cao (44 kJ mol-1 ở 25oC) giúp cho thực vật giảm nhiệt qua quá trình bốc hơi nước
Tính chất tan
Với kích thước nhỏ và trạng thái phân cực các phân tử nước hình thành các lớp vỏ hydrat.


Ngăn cản sự kết tủa của phân tử protein và sự hình thành tinh thể của các ion
http://robocup.mi.fu-berlin.de/buch/chap6/ComparisonBattery.html
Sự tạo thành lớp vỏ hydrat
Tính chất cohesion-adhesion
Cohesion: sức căng bề mặt của nước hướng tới giảm diện tích bề mặt không khí-nước đến mức tối thiểu
Adhesion: lực hút của phân tử nước với bề mặt rắn như
thành tế bào hoặc bề mặt kính
Sức căng cao
Sức căng: lực lớn nhất tính trên một đơn vị diện tích mà một cột nước liên tục có thể chống lại được trước khi bị phá vỡ.

Nước có thể chống lại được -30Mpa.
Áp suất dương
Áp suất âm
Các dạng nước trong cây




Nước tự do
Nước liên kết
+Dạng nước chứa trong các thành phần của tế bào, trong các khoảng gian bào, trong các mạch dẫn…
+Vẫn giữ được tính chất vật lí, hoá học, sinh học bình thường của nước.
+Vai trò: làm dung môi, tham gia phản ứng sinh hoá, thoát hơi nước…
+Dạng nước bị các phân tử tích điện hút bởi một lực nhất định hoặc trong các liên kết hoá học ở các thành phần của tế bào.
+Không giữ được các đặc tính vật lí, hoá học, sinh học của nước
+Vai trò: đảm bảo độ bền vững của hệ thống keo trong chất nguyên sinh của tế bào.
Quá trình trao đổi nước ở thực vật
Thế năng nước
Năng lượng tự do:
Tổng động năng và thế năng
Nước di chuyển rừ nơi có năng lượng tự do cao đến nơi có năng lượng tự do thấp
Thế năng nước:

∆ =  nơi tiêu thụ -  nơi cung cấp
Thành phần thế năng của nước trong cây
YW = Ψp + Ψs + Ψm + Ψ…

Trong đó,
Ψp = thế năng áp suất
Ψs = thế năng thẩm thấu (Ψs = -RCTi)
Ψm = thế năng cơ chất
 luôn mang dấu âm, và rất bé khoảng 0.1bar
Ψ… = thế năng bất kì nào đó có thể ảnh hưởng đến Ψ (thế năng trọng trường hay thế năng điện)
 có thể bỏ qua do lực trọng trường chỉ có tác dụng với các cây cao lớn, và phân tử nước trung hòa về điện

Ψw = Ψp + Ψs
Thế năng của nước trong cây
luôn có hai thành phần thế năng và luôn luôn âm
Thế năng áp suất:
Nước xâm nhập vào tế bào làm tế bào trương nước gây ra áp suất thủy tĩnh ép lên thành tế bào gây nên thế năng dương.
Thê năng áp suất âm xuất hiện khi có lực căng trong xylem là kết quả của quá trình thoat hơi nước ở lá gây ra.


Thế năng thẩm thấu:
Luôn mang giá trị âm
Ψs = -RCTi
Tế bào
Vận chuyển từ ngoài vào trong tế bào thực vật
Ngắn
Giữa các tế bào với nhau
Dài
Vận chuyển nước qua hệ xylem trên toàn bộ cây
Phạm vi di chuyển của nước
Quá trình trao đổi nước ở thực vật
diễn ra như thế nào???
Quá trình hấp thụ nước ở rễ
Quá trình vận chuyển nước ở thân
Quá trình thoát hơi nước ở lá
Sự trao đổi nước ở thực vật
Đều dựa trên nguyên lý:
“Nước di chuyển từ nơi có thế cao đến nới có thế thấp”
Thế năng nước giảm dần từ đất tới lá.Sự chênh lệch thế nước là động lực chính cho sự vận chuyển nước
Quá trình hấp thụ nước ở rễ
Các dạng nước trong đất
Trạng thái
rắn
Trạng thái
hơi
Trạng thái
lỏng
Nước hấp dẫn
Nước mao dẫn
Nước màng
Nước ngậm
Nước hấp dẫn:
Sau khi nước lấp đầy các khe hở của đất, thì nước sẽ
chảy từ nơi cao đến nơi thấp → nước hấp dẫn.
Rễ cây có thể hấp thu một phần dạng nước này khi chảy qua.
Nước mao dẫn:
Trong ống mao quản, nước được lấp đầy tạo nên nước mao quản.
Nước mao quản liên kết với nhau bằng lực mao quản,
lực này yếu nên cây có thể hút được dễ dàng.
→ Đây là dạng nước chủ yếu, rất có ý nghĩa sinh học với cây.
Các dạng nước trong đất
3. Nước màng:
Các hạt đất thường tích điện nên xung quanh tạo màng nước gọi là nước màng.
Trong dạng nước màng đó, lớp nước ở phía ngoài xa
trung tâm mang điện, lực hấp dẫn nhỏ hơn nên rất linh
động và rễ cây có thể lấy được dễ dàng.
Nước ngậm:
Khi phơi khô đất, trong chúng vẫn còn một lượng nước
nhất định mà cây không hút được → nước ngậm.
Lớp nước này nằm ở sát bề mặt hạt đất bị lực hút mạnh hơn nên rễ cây không có khả năng hút được.

Các dạng nước trong đất
Thực vật thủy sinh hấp thụ nước từ môi trường
xung quanh qua bề mặt các tế bào biểu bì của
cây.
Thực vật trên cạn hấp thụ nước dạng lỏng từ đất qua bề mặt tế bào biểu bì của rễ, trong đó chủ
yếu qua các tế bào biểu bì đã phát triển thành
lông hút.

Để thực hiện vai trò hút nước, cây có một hệ rễ phát triển, ăn sâu và lan rộng.

Sự hấp thụ nước từ đất
Quá trình hấp thụ nước
Đặc điểm con đường
Nước từ đất đi vào tế bào lông hút
Nước đi trong vỏ rễ
Nước đi từ vỏ rễ vào xylem rễ
Quá trình hấp thụ nước
Nước có thể di chuyển từ đất vào xylem của rễ qua ba giai đoạn
Chỉ có một không bào trung tâm lớn
Áp suất thẩm thấu lớn










Đặc điểm tế bào lông hút
 Làm tăng diện tích bề mặt
Giai đoạn 1: Nước từ đất đi vào tế bào lông hút
Nước di chuyển trong đất do: Sự chênh lệch
gradient áp suất, sự khuếch tán của hơi nước
Động cơ hút nước
Vận chuyển nước chủ động thông qua bơm Aquaporin
Động cơ hút nước
Áp suất rễ: các bằng chứng
Phần gốc cây bị cắt ứa ra nước khỏi đầu cắt của chúng

Trong một số điều kiện nhất định một vài lá cây sẽ ứa ra nước từ lá của chúng=hiện tượng ứ giọt

Các áp suất được thu lại nhừ vào áp kế thủy ngân được gắn với phần gốc cây bị cắt có thể đẩy nước lên xylem 30m
http://www.grapes.msu.edu/guttation.htm
Nhận biết áp suất rễ thông qua 2 hiện tượng:
+ Hiện tượng rỉ nhựa: cắt ngang thân một cây nhỏ gần sát mặt đất → thấy rỉ ra các giọt nhựa. Lực đẩy 1-3 atm.
+ Hiện tượng ứ giọt: ở một số cây trong điều kiện ẩm ướt thấy xuất hiện những giọt nước đọng ở đầu lá và mép lá.
→ Thành phần của giọt dịch đều chứa các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau…

Hiện tượng ứ giọt ở mép lá cây cải
Áp suất rễ: các bằng chứng
Apoplast pathway
+ Nước được vận chuyển thông qua thành tế bào và các khoảng gian bào.
+ Vận chuyển với quãng đường dài hơn, thời gian nhanh hơn.
+ Không có sự kiểm soát các chất đi qua.
+ Nước được vận chuyển qua các tế bào sống thông qua plasmodesma.
+ Vận chuyển với quãng đường ngắn hơn, thời gian lâu hơn
+ Có sự kiểm soát các chất đi vào.
+ Nước được vận chuyển liên tục vào tế bào tại một vị trí, và ra khỏi tế bào tại vị trí khác.
+ Nước được vận chuyển qua 2 lần màng.
+ Có thể được vận chuyển vào trong màng của không bào
Symplast pathway
Transmembrane
Giai đoạn 2: Nước đi trong vỏ rễ
→Tuy nhiên, các thí nghiệm đã chỉ ra rằng: Vận chuyển nước bằng con đường Apoplast vẫn là chủ yếu ở rễ của các cây ngũ cốc còn non (Frensch et. al 1996)
Giai đoạn 3: Nước đi từ vỏ rễ vào xylem rễ
Cấu tạo đai caspary:
+ Là một băng quấn quanh thành tế bào nội bì, được thấm
Suberin
+ Hoạt động như một barrie cho
nước và các chất hòa tan đi qua.
+ Vành đai caspary phá vỡ tính liên tục của con đường vận chuyển Apoplast ở vùng vỏ rễ và làm cho dòng nước phải vận chuyển bằng con đường Symplast.
+ Nước đi xuyên qua hệ thống CNS và đi vào trong tế bào nhu mô ruột và đến mạch dẫn.
Tốc độ thu nhận nước ở các phần khác nhau của rễ cây bí ngô.
Quá trình hấp thụ nước
Bảng tổng kết các giai đoạn của quá trình vận chuyển nước ở rễ
Tổng kết cả ba giai đoạn
Water movement root
Cơ chế dòng nước một chiều
Nước hút vào do sự chênh lệch của sức hút nước của rễ và môi trường ngoài và của các tế bào cạnh nhau trên đường đi.
Usprung và Blem
Brillant
Xabinhin
Ngày nay
Các nhà khoa học giải thích trên cơ sở:
+ Do gradien nồng độ chất tan: từ thấp đến cao.
+ Do gradien thế nước: từ cao đến thấp.
Nước hút vào do sự phân cực của tế bào: hai đầu tế bào có tính thấm khác nhau nên nước từ đầu này đến đầu kia theo một chiều.
Nước đi vào cây theo một chiều là do 2 nguyên nhân:
+ Do tính thấm khác nhau cua từng phần CNS trong mỗi tế bào.
+ Do sự khác nhau trong qt TĐC của tế bào
Độ pH
Nồng độ dung dịch đất
Nồng độ oxi trong đất
Nhiệt độ
Sức hút nước của rễ
Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự hút nước của rễ
1. Nhiệt độ:
+ Nhiệt độ hạ thấp làm tăng độ nhớt CNS, gây cản trở cho quá trình hút nước.
+ Nhiệt độ cao làm hoạt động sống của cây bị rối loạn, rễ cây bị hóa gỗ nhanh chóng, do đó cây cũng ko hút được nước.
+ Nhiệt độ tối ưu cho cây trồng nhiệt đới vào khoảng 25-300C.
2. Nồng độ oxi:
+ Nồng độ oxi trong đất giảm thì sự hút nước giảm do sự sinh trưởng của rễ bị ảnh hưởng và hô hấp yếm khí tạo ra các sản phẩm độc đối với cây.
+ Hàm lượng oxi trong đất khoảng 10-12% là thích hợp nhất cho sự hút nước của rễ.
Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự hút nước của rễ
3. Độ pH:
+ Ảnh hưởng đến nồng độ của các chất trong dung dịch đất → ảnh hưởng đến sức hút nước của rễ.
+ Trong nhiều trường hợp, việc bón thêm phân cho cây là biện pháp chống hạn tốt để làm tăng khả năng hút nước và giúp cây chống được hạn.
4. Nồng độ dung dịch đất:
+ Khi nồng độ dung dịch đất cao hơn nồng độ chất trong tế bào, cây không hút được nước → hạn sinh lý.
+ Một số loại cây có khả năng chịu hạn là do chúng có nồng độ dịch bào cao hơn nồng độ dung dịch đất, nên chúng có thể lấy được nước trong đất mặn.
Ví dụ như một số loại: Sú, vẹt, đước…
Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh đến sự hút nước của rễ
(A) Well-watered
(B) Mild water stress
(C) Severe water stress
Hậu quả thiếu nước
Cây bông (Gossypium hirsutum)
Thiếu nước gây rụng lá non ở thực vật
Trong trường hợp thiếu nước nghiêm trọng, rễ cây mở rộng theo chiều sâu để tìm kiếm nguồn nước.
Thiếu nước thúc đẩy sản sinh và tích luỹ ABA trong lục lạp
Sự thiếu hụt nước làm giảm khả năng mở rộng của lá và từ đó, làm giảm khả năng quang hợp của thực vật.
Quá trình vận chuyển nước ở thân
Quá trình vận chuyển nước ở thân
Đặc điểm con đường
Đặc điểm
Nước không chỉ vận chuyển từ gốc lên ngọn theo hệ thống xylem mà còn vận chuyển ngang sang phloem hoặc theo phloem đi từ trên ngọn xuống dưới gốc.

Cần sự chênh lệch Ψw thấp do vận chuyển trong tế bào chết khong chịu lực cản của các chất sống.
Hệ thống xylem
Nước chảy từ rễ tới lá theo hệ thống xylem, một
mạng lưới các tế bào chuyên hóa được gọi là các
yếu tố ống dẫn
Hạt trần có các quản bào
Hạt kín có cả yếu tố mạch dẫn và quản bào.
Động lực

Sự vận chuyển nước trong xylem không nhờ lực bơm từ các tế bào sống
Thí nghiệm của thực vật học người Đức Eduard Strasburger năm 1893


Động lực
Sức đẩy của rễ.
Lực mao dẫn-sức đẩy trung gian.
Sức kéo của lá
Áp suất rễ
Áp suất rễ khiến cho thủy ngân nâng lên trong áp kế
Phần rễ bị cắt của loiaj thực vật dẫn nước tốt
Nước
Áp kế thủy ngân
Hạn chế của áp suất rễ
Áp suất rễ rất nhỏ so với quãng đường cần di chuyển của nước trong xylem (1-2 atm).
Thường chỉ xác định được vào mùa xuân.
Khi ta loại bỏ rễ của cây thì nước vẫn có thể được vận chuyển trong cây.
Nước trong xylem luôn âm do sức căng sinh ra từ sự thoát hơi nước tạo ra trong khi đó áp suất rễ lại dương do nó đẩy nước di chuyển.
ĐỘNG LỰC CHÍNH LÀ 2 LỰC DẪN NƯỚC TRONG THÂN
VÀ QUÁ TRÌNH THOÁT HƠI NƯỚC Ở LÁ
Sắc căng do thoát hơi nước gây ra
Hệ thống gân lá cực kỳ phức tạp ở trong lá mang theo hệ xylem vận chuyển nước nằm gần các tế bào lá
Các thành tế bào lá ẩm ướt là các vị trí bốc hơi nước
Như đối với đất, một thế năng âm hơn đã xuất hiện
khi thành tế bào lá dehydrate hóa và nước được giữ ở các vị trí lỗ nhỏ hơn
Sự thoát hơi nước ở lá tạo thế năng nước âm trong xylem (thí nghiệm Per Scholander)
Lực cố kết và lực dính bám
Cohension: Các phân tử nước phân cực dính vào với nhau bằng liên kết hydro.

Adhension: Lực dính bám giữa các phân từ nước với các bề mặt phân cực.
Nước được nâng lên các ống hẹp nhờ vào các
lực dính bám giữa các phân tử nước và thành của ống
Các mạch xylem rất hẹp
Nước nâng lên cao hơn ở các ống hẹp hơn
1.Nước chỉ lên cao đươc 50mm
2.Tốc độ lưu chuyển chậm hơn tốc độ quan sát ở xylem
Hạn chế
Hoạt động mao dẫn trong xylem
Thuyết sức căng và lực cố kết
TENSION-COHESION THEORY
0031
Thuyết sức căng và lực cố kết
TENSION-COHESION THEORY
Được coi là mô hình được chấp nhận phổ biến nhất về quá trình vận chuyển nước qua xylem.
Đưa ra năm 1896 bởi Dixon và Joly.
Áp suất âm và sức căng sinh ra ở thành tế
bào lá do quá trình bốc hơi nước
Đặc tính cố kết của phân tử nước muốn nói tới
sức căng này được truyền tới phân tử nước ở xylem bên cạnh và suốt cây
từ rễ và đất
Vấn đề tạo bọt khí gây tắc mạch
Khi sự thoát hơi nước gia tăng làm giảm nhanh thế năng âm của nước, nước vận chuyển nhanh trong mạch gây nên hiện tượng sủi bọt khí làm tắc mạch, từ đó làm ngưng trệ quá trình vận chuyển nước
Các nhân tố ảnh hưởng
Ảnh hưởng gián tiếp qua các nhân tố tác động lên quá trình thoát hơi nước.



Các nhân tố đó có thể là: nhiệt độ, cường độ ánh sáng, tốc độ gió…
Nồng độ K+ tăng thì tốc độ vận chuyển
trong xylem cũng tăng theo
Sự thoát hơi nước ở lá
Sự thoát hơi nước ở lá
Đặc điểm con đường
Là thảm họa thiết yếu cho cây
Động lực trên và chủ yếu của quá
trình hút và vận chuyển nước
Đảm bảo cân bằng nhiệt
Tạo độ thiếu bão hòa nước nhất định
tạo điều kiện cho sinh trưởng và
phát triển
Vai trò
Vai trò của con đường thoát hơi nước
Pathways
Qua khí khổng
Hình thức chủ yếu
Chiếm 90% lượng khí thoát ra
Qua bì khổng ở thân hoặc cành
ít có ý nghĩa
Qua bề mặt lớp cuti
một trong hai con đường chính
 Tốc độ chậm
Con đường thoát hơi nước
Con đường thoát hơi nước
Transpiration1
Cấu tạo khí khổng
Gồm 2 tế bào đóng (guard cells) tạo thành lỗ khí, có chứa các hạt lục lạp và các bào quan khác như các tế bào thường, mép trong dày, mép ngoài tế bào mỏng hơn.


Bên ngoài là nhiều các tế bào biểu bì khác hay tế bào phụ, không có lục lạp và thành tế bào mỏng.
http://www.botany.uwc.ac.za/ecotree/leaves/images/stomdig.gif
Hoạt động đóng mở khí khổng
Open-stomata
Cơ sở vật lý của thoát hơi nước

Quá trình bốc hơi nước diễn ra theo quy luật Dalton :
V = K(F-f) 760S/P
V : lượng nước bốc hơi từ một đơn vị bề mặt.
K : hệ số khuyếch tán (thường là hằng số tìm ra trên cơ sở thực nghiệm).
(F- f ): độ thiếu hụt bão hoà hơi nước của không khí (sức hút nước của không khí) là giá trị quyết định tốc độ bốc hơi nước.
P : áp suất khí quyển (mmHg).
S : diện tích bề mặt lá.
Các chỉ tiêu của quá trình thoát hơi nước
Cường độ thoát hơi nước. được tính bằng trọng lượng nước tiêu hao trên một đơn vị diện tích lá trong một đơn vị thời gian. Đơn vị tính: gam nước tiêu hao trên 1m2 lá trong một giờ hoặc mgH2O/dm2lá /h.
Hiệu suất thoát hơi nước:


Hệ số thoát hơi nước


Thoát hơi nước tương đối
2
3
hơi nước khuếch tán qua khe khí khổng
 Quá trình sinh lý
hơi nước khuếch tán từ bề mặt lá ra không khí xung quanh
 Quá trình bốc hơi nước vật lý
3 giai đoạn thoát hơi nước

Lực hoạt hóa cho quá trình thoát hơi nước là gradietn nồng độ của từ trong ra ngoài lá H2O
CƠ CHẾ NGOÀI KHÍ KHỔNG

Quá trình bay hơi nước ở gian bào của lá
Bốc hơi nước từ bề mặt các tế bào nhu mô
CƠ CHẾ ĐÓNG MỞ KHÍ KHỔNG
CƠ CHẾ
ĐIỀU HÒA
Điều hòa quá trình thoát hơi nước
Cơ chế đóng mở khí khổng
Giả thuyết biến đổi đường thành tinh bột
Dưới tác dụng của ánh sáng giảm nồng độ CO2 tức là tăng pH xúc tác enzyme phosphorylase phân giải đường thành tinh bột.

Tinh bột Đường

Giả thuyết này chưa thoả đáng:
Sự giảm của CO2 lượng nhỏ không đủ làm thay đổi độ pH một cách đáng kể.
Trong các tế bào đóng không có tinh bột và có lẽ không có cả enzym photphorinlaza.

sáng
tối
2. Giả thuyết về thụ thể ánh sáng xanh

Ánh sáng xanh (blue light), được hấp thụ bởi các sắc tố trên màng của các tế bào bảo vệ, hoạt hoá quá trình bơm proton,bơm các ion H+ ra khỏi các tế bào bảo vệ ra các tế bào xung quanh.

Kết quả: sự tích luỹ của các ion K+ (bơm K+/H+) trong các tế bào bảo vệ.

Nồng độ của ion K+ trong tế bào tăng lên làm cho thế năng nước của tế bào bảo vệ âm hơn. Nước đi vào bởi quá trình thẩm thấu, khí khổng mở ra.
Cơ chế đóng mở khí khổng
Đóng mở khí khổng do acid abscisic
Nếu tế bào thịt lá thiếu nước,thế năng nước trong tế bào quá âm. Các tế bào thịt lá sẽ giải phóng ra một hooc môn thực vật là axit abscisic.
ABA liên kết với các thụ thể trên bề mặt của màng tế bào chất của tế bào đóng.
Phức hệ ABA-R hoạt hoá một chuỗi emzym trong tế bào:
Bơm H + trên màng tế bào, làm tăng pH trong tế bào.
Bơm Ca2+ : làm tăng quá trình vận chuyển của Ca2+ từ không bào ra tế bào chất.
Nồng độ Ca2+ trong tế bào chất tăng lên sẽ khoá bơm ion K+, trong khi đó pH tăng làm giảm sự tích luỹ ion Cl- và các ion hữu cơ
Các ion này giảm làm cho áp suất thẩm thấu trong tế bào giảm do đó tế bào bảo vệ bị mất nước và đóng lại.
Cơ chế đóng mở khí khổng
Phản ứng đóng mở khí khổng
Mở quang chủ động: sáng sớm khi mặt trời mọc. Đưa cây từ tối ra sáng
Đóng thủy chủ động: buổi trưa khi nắng lớn
Đóng và mở thủy bị động : sau khi mưa
Các nhân tố ảnh hưởng đến thoát hơi nước
Tăng hay giảm nồng độ các ion cũng làm cho khí khổng đóng và mở theo tương ứng
Nồng độ các ion
Nhiệt độ tăng làm tăng áp suất hới bão hòa trong không khí do đó làm tăng tốc độ thoát hơi nước.
Các nhân tố ảnh hưởng đến thoát hơi nước
Nhiệt độ
Gió làm tăng quá trình thoát hơi nước tuy nhiên cũng có lúc làm giảm do làm giảm nhiệt độ lá và làm khí khổng đóng lại
Các nhân tố ảnh hưởng đến thoát hơi nước
Gió
Làm tăng nhiệt độ của lá nên tăng F-f do đó làm tăng tốc độ thoát hơi nước

Gây phản ứng mở quang chủ động
Các nhân tố ảnh hưởng đến thoát hơi nước
Ánh sáng
transpiration
Nước và cơ sở tưới nước hợp lý
Nhu cầu nước đối với thực vật
Bảng: Hàm lượng nước trong mô, cơ quan của một số thực vật (tính theo % khối lượng tươi)
Phân loại cây theo nhu cầu nước
Nhóm cây ẩm sinh
Nhóm cây trung sinh
Nhóm cây hạn sinh
+Nhóm cây thích hợp với vùng có độ ẩm cao như ở ven hồ ao, sông suối, rừng tối và ẩm…
+Thoát hơi nước chủ yếu qua lớp cutin.
+ Nhóm cây sống ở những vùng có độ ẩm vừa phải.
+Chúng phân bố rộng từ vùng ôn đới tới nhiệt đới.
+Nhóm cây sống ở các miền sa mạc và bán sa mạc.
+Đặc điểm: ít khí khổng, bề mặt lá dạng gai, rễ dài…
Cây xương rồng
(Cây hạn sinh)
Cây phi lao
(Cây hạn sinh)
Phân loại cây theo nhu cầu nước
Cây thiên lý (Cây ẩm sinh)
Cây phong lan (Cây ẩm sinh)
Cây lúa (Cây trung sinh)
Phân loại cây theo nhu cầu nước
www.themegallery.com
Sự cân bằng nước trong cây được xác định bằng sự so sánh giữa lượng nước hút vào (A) và lượng nước thoát ra (T)
Cân bằng nước trong cây
www.themegallery.com
a. Cân bằng nước dương:
Là trạng thái cây thiếu nước ít, qúa trình hút nước và thoát hơi nước phối hợp với nhau nhịp nhàng.
Về hình thái cây luôn ở trạng thái tươi vì các tế bào luôn trương nước.
→ Cây ở trạng thái cân bằng nước thuận lợi cho các hoạt động sinh lý và hình thành năng suất.
b. Cân bằng nước âm:
Xảy ra khi có độ thiếu hụt bão hoà nước trong cây lớn, cây thoát hơi nước quá mạnh, vượt qua khả năng cung cấp nước của rễ.
Về hình thái thì lá cây bị héo, không thuận lợi cho các hoạt động sinh lý và giảm năng suất.
Cân bằng nước trong cây
www.themegallery.com
Hệ số héo của đất
Lượng nước còn lại trong đất mà cây không sử dụng
được và cây bị héo → hệ số héo của đất.
Theo Brige Shantz thì hệ số héo của đất được tính theo công thức:
q = % lượng nước ngậm/0,68
Các loại đất khác nhau thì có hệ số héo khác nhau.
Nhìn chung, đất càng nhẹ thì hệ số héo càng thấp, nhưng nước tổng số ít nên cây dùng được ít. Đất càng nặng tuy có hàm lượng nước vô hiệu nhiều, nhưng nước tổng số nhiều nên cây lấy được nhiều nước.

www.themegallery.com
Các kiểu hạn
Hạn đất
Hạn sinh lý
+ Nguyên nhân: là do trong đất không còn đủ nước cho cây hút.
+ Biện pháp khắc phục: tưới nước lên đất hoặc phun nước lên cây.
+ Nguyên nhân: nồng độ dịch đất cao hơn nồng độ dịch bào, cây không những không hút được nước mà còn bị mất nước vào đất.
+ Biện pháp khắc phục:
●Thau chua rửa mặn.
●Chọn các giống cây trồng có khả năng chịu hạn.
www.themegallery.com
Sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu khi mất nước
Sự điều chỉnh áp suất thẩm thấu trong tế bào bằng cách làm tăng nồng độ các chất trong dịch bào như đường, acid hữu cơ, axit amin, ion vô cơ (đặc biệt là ion K+).
Sự khác biệt chính giữa 2 loại thực vật này là thế nước trong lá.
Ở cây đậu đũa, không có sự điều chỉnh này. Khi thiếu nước, lỗ khí đóng lại làm giảm sự thất thoát nước ra ngoài. Chính vì vậy mà thế nước ở lá cây đậu đũa cao hơn thế nước trong lá của cây củ cải đường sau một vài ngày ngừng cung cấp nước.
Tuy nhiên, khả năng quang hợp ở cây củ cải đường lại cao hơn.
www.themegallery.com
Cơ sở sinh lý của việc tưới nước hợp lý
Cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lý
Thời gian cung cấp nước
Lượng nước tưới trong các thời kỳ
Cách thức tưới nước
www.themegallery.com
Khi nào cần tưới nước?
Căn cứ vào các chỉ tiêu sinh lý về chế độ nước của cây trồng như: sức hút nước của lá, nồng độ và áp suất thẩm thấu của dịch tế bào, cường độ hô hấp của lá…
Đối với việc canh tác lúa, thời kỳ cần nhiều nước nhất là từ lúc đẻ nhánh đến lúc trổ bông.

Lượng nước tưới là bao nhiêu?
Lượng nước tưới phải căn cứ vào nhu cầu nước của từng loại cây, tính chất vật lí, hoá học của từng loại đất và các điều kiện môi trường cụ thể.
Đối với các cây trồng trên cạn thì cần 80% ẩm dung bão hoà của đất là đủ. Trên đất cát phải tưới nhiều lần, còn đất mặn cần phải tưới nhiều lần…
Cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lý
www.themegallery.com
Tưới nước hợp lý cho cây lúa
Sau khi gieo cần chắt nước cho ráo, mực nước từ 1-3cm

Sau khi bón phân thúc đẻ nhánh thì mực nước không được vượt quá 5cm.

Khi 2/3 lúa trên ruộng chuyển sang vàng chanh, mực nước khi này không vượt quá 5cm.

Giữ mức nước này cho đến khi lúa chín sáp và tháo nước trước thu hoạch từ 7-10 ngày. Khi thấy 85-90% số hạt trên bông đã chín vàng thì cho máy vào thu hoạch
Cách tưới như thế nào?
Cách tưới nước phụ thuộc từng loại cây trồng khác nhau, nhưng cần đảm bảo tưới đủ nước cho cây trồng, vừa tiết kiệm được nguồn nước tưới cũng như các chi phí tưới tiêu.
Cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lý
Phương pháp tưới rãnh: Nước được đưa vào rãnh giữa các luống rồi thấm vào thân luống. Với đất thịt nặng, nước thấm ngang nhiều hơn thấm sâu; đất thịt nhẹ thì ngược lại, thấm sâu nhiều hơn thấm ngang.
+ Để tiết kiệm nước và nước thấm đều thì lưu lượng nước đưa vào rãnh phải giảm dần, chiều sâu nước trong rãnh khống chế vừa phải, thông thường, khi chiều sâu nước bằng 1/2-3/4 chiều sâu rãnh và khi nước chảy đến 9/10 độ dài rãnh thì ngừng.
Ruộng bậc thang (Mù Cang Chải)
Đối với cây lúa nước, khi tưới ngập cho lúa cần đảm bảo các yêu cầu: Khống chế lớp nước mặt ruộng thích hợp theo yêu cầu tưới tăng sản; không gây xói mòn, rửa trôi đất màu và phân bón; ngăn ngừa đất tái mặn hoặc lầy hoá; nâng cao hiệu quả tưới và hệ số sử dụng nước tưới có ích; thuận tiện cho canh tác thủ công trước mắt và bán cơ giới, cơ giới sau này.
Với giống lúa cạn (lúa chịu hạn): Nên thực hiện phương pháp tưới ẩm sẽ phù hợp và tiết kiệm được lượng nước tưới đáng kể, chỉ bằng 50% mức tưới ngập.
Đối với ngô, khoai, đậu đỗ: áp dụng chế độ tưới rãnh để không phá vỡ cấu tượng đất, nước thấm đều, tiết kiệm nước.
Cơ sở khoa học của việc tưới nước hợp lý
Tưới nước hợp lý cho cây cà phê
Nguyên lý của việc tưới nước theo kỹ thuật mới này là các nhà khoa học dựa vào đặc điểm sinh học của cây cà phê: Khối lượng rễ chủ yếu tập trung ở tầng mặt đất (từ 0 đến 30cm), độ bao phủ của hệ rễ biến động từ 0 đến 50 cm nên có nhu cầu nước rất cao.

Phương pháp tưới cũ: Tưới phun mưa và tưới gốc với khối lượng rất cao, vượt từ 300 đến 400 lít nước cho 1 gốc/lần tưới so với yêu cầu của cây cà phê nên gây lãng phí rất lớn
Kỹ thuật tưới nước theo phương pháp mới cho thấy có thể tưới nước tiết kiệm hơn mà vẫn bảo đảm năng suất, thậm chí còn đạt năng suất cao hơn:
Năm đầu chỉ cần tưới với lượng nước 120 lít/1 gốc/lần tưới, chu kỳ 20 đến 22 ngày và 2 năm tiếp theo cũng chỉ cần tưới với lượng 240 lít nước/1 gốc/lần tưới, chu kỳ 20 đến 22 ngày là đủ để cây phát triển bình thường trong mùa khô hạn.
Đối với các diện tích cà phê đã bắt đầu cho thu hoạch và cho năng suất ổn định, sau thu hoạch triển khai với lượng nước khoảng 500 lit1 gốc/lần tưới, chu kỳ tưới 25 đến 30 ngày vẫn giúp cây cà phê phát triển tốt, đạt năng suất vụ sau từ 3 đến 4 tấn/ha cà phê nhân trở lên (mỗi mua khô, nhu cầu tưới nước cho cây cà phê 3 lần)
Tưới nước hợp lý cho cây cà phê
Mô hình tưới nước kết hợp bón phân qua đường ống cho cây cà phê nhằm tiết kiệm lượng nước tưới và chi phí tưới tiêu.
Reference
Sinh lí học thực vật-GS Vũ Văn Vụ
Purves - Life - The Science of Biology, Seventh Edition
Plant Physiology. Lincoln Taiz Eduardo Zeiger
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072919345/student_view0/chapter26/elearning.html#
http://academic.kellogg.cc.mi.us/herbrandsonc/bio111/water.htm
Plant Physiology Online A Brief History of the Study of Water Movement in the Xylem.htm
http://www.phschool.com/science/biology_place/labbench/lab9/factrate.html
http://www.yteach.co.uk/index.php/resources/html
http://plantandsoil.unl.edu/croptechnology2005/pages/?what=animationList
“Knowing is not enough, we must apply
Willing is not enough, we must do” Goethe
THANK YOU
 
Gửi ý kiến