㈠ 水势的公式
水势=水的化学势÷水的偏摩尔体积
㈡ 水势的详细介绍
植物体内水势的高低反映水分供求关系,即受水分胁迫的轻重。最常用的测定水势(ψW)的方法是:①压力室法,将待测的叶片或枝条倒置于压力室内,用橡皮或塑料塞夹紧叶柄或茎。当向压力室加压至与其水势相抵并略为超过时,水即自导管中流出,形成水珠;②细液流法(或称染料法);③热电偶干湿球湿度计法或露点湿度计法,测定与被测材料平衡的空气中的水蒸气分压,以水蒸气饱和时水势为0而计算水势。
在水势的各组分中,ψs常用测定其相反量渗透压的方法测定,有:①质壁分离法,求得恰好引起质壁分离时所需的渗透质溶液的浓度;②冰点降低法,测定细胞质中渗透质的浓度。ψp可以:①从ψp=ψW-ψs公式求得;②用压力探针技术测定;③用压力室制作压力-容积曲线(p-V曲线)。此法可同时测得ψW,ψs,ψp等多种度量,但手续较繁。 水势可看作几个组分之和:ψ=ψs+ψm+ψp+ψg (5)
式中ψ为总水势,ψs为溶质势或渗透势,ψm为衬质势,ψp为压力势,ψg为重力势。
溶质势(═s)因溶质的存在而使水势下降的数值,恒为负值。对于单一的非电解质溶液,ψs可以用公式(6)即范霍夫公式计算:(6)
式中N为重量摩尔数,V为体积,N/V则重量摩尔浓度。但实测值与按 (6)计算得出的数值常有颇大的偏离。例如蔗糖,由于每分子束缚6个水分子,所以在0℃时1重量摩尔浓度的蔗糖溶液的ψs为-2.51kPa,而不是计算得到的-2.27kPa。如果溶质是电解质,则还要乘以等渗系数。细胞中多种溶质同时存在,其ψs是各种溶质的ψs的纯山蠢总和。因为ψs的绝对值与单位体积中的粒子数成正比,所以大分子(如淀粉)水解为小分子(如蔗糖)时,分子数增加,ψs下降。此机理在植物体渗透调节中常起作用。
衬质势(═m)细胞的衬质,即细胞质胶体与细胞壁对水分子的吸附力造成的水势下降的数值,其绝对值随衬质所吸附的水分子数目的增加而减少。在种子萌发过程中最为明显。干化的地衣、成熟干燥的种子,因和干空气接触而失水的细胞壁等的ψm都很低,可达-10~-10MPa。未形成中央液泡的分生组织的ψm也很低。已有中央液泡的细胞则ψm很高,约-0.01MPa,对总水势的影响可以忽略不计。
压力势(═p)植物细胞具有坚韧的细胞壁。细胞吸水膨胀时,细胞壁会对细胞产生静水压力ψp,而使水势提高。ψp通常为正值。特殊情况下,例如细胞失水过多引做陪起质壁分离时,ψp才等于零。导管中的水丝因剧烈蒸腾而处于张力下时,ψp可成为负值。
重力势(═g)只在高大的树木中有意义。一年生植物的重力势只有几千帕,唯晌与水势的其他组分相比,可忽略不计。