孙言龙、宋天语、石骏宇、刘宸希

曹千千老师

摘要：本研究探讨了同种植物在不同生长环境条件下的水势差异，以及新叶与老叶之间的水势差异。水是植物细胞中最重要的化合物之一。植物中水的运动与植物水势有关，研究植物水势对于理解植物的水分吸收和运输机制具有重要意义。实验采用小液流法测定植物水势，发现同种植物新叶的水势通常低于老叶，表明新叶渗透压更高，更易吸水。同时，同种植物在干旱、盐碱等恶劣环境下生长时，植物水势值也更低，这是植物为了适应恶劣环境，保持更低的水势以获得充足水分的一种机制。研究成果可为科学农业提供理论依据，通过植物水势的知识和规律来促进农业生产，如合理种植、灌溉和施肥等。

关键词：植物水势；小液流法；植物生理学；科学农业。

一、研究背景

水是植物细胞中最重要的化合物之一，占植物细胞鲜重的三分之二以上。

在自然界中水总是遵循着往低处流的规律。而在植物体内水是如何从根系吸收自下而上的运输到植物各个组织的？

自然界中，水总是从高处（重力势高）往低处（重力势低）流，说明势能是决定水的运动方向的关键因素，植物中水的运动也一定和某种植物水势有关。

本研究的主要目的是探究决定植物水势大小的因素，总结普遍规律，并将得到的规律运用到实际农业生产与生活中，为生产生活中一些操作提供理论依据、分析植物生长状况，通过植物水势的知识和规律促进科学农业。

二、实验材料

1.实验植物：冬青、蔓绿绒、葡萄、香樟叶片，自行采摘。

2.实验仪器：离心管、打孔钳、移液管、100mL容量瓶、滴管、烧杯、洗耳球、镊子、药匙、玻璃棒、电子秤。

3.试剂：蔗糖固体、亚甲基蓝粉末、蒸馏水。

三、研究过程

1. 探究植物新叶与老叶的水势差异

1.1 配置不同浓度蔗糖溶液。

1.2 采摘不同植物的新叶与老叶，通过小液流法多次测定植物水势，取平均值

1.3 分析数据，总结结论。

2. 探究同种植物在不同生长环境下的水势差异

1.1 将同种植物分成A、B、C三组，A组不浇水，B组每天浇30mL 0.03g/mL 纯碱溶液，C组每天浇30mL 自来水，持续一周，模拟干旱、盐碱生长环境。

1.2 配置不同浓度蔗糖溶液。

1.3 采摘不同生长环境条件下的植物叶片，通过小液流法测定植物水势。

1.4 分析数据，总结结论。

四、结果与分析

通过表1可以看出：对于同种植物，新叶的水势往往低于老叶水势，也就是说，新叶渗透压更高，更易吸水。

查阅资料，我们得到：新叶往往代谢更加旺盛，对水分的需求较高，维持较低的水势有利于新叶获得充足的水分，以保障其正常生长。

通过表2可以看出：同种植物在干旱、盐碱环境下生长的环境下生长时比在正常环境下生长时的植物水势值更低。

经过分析，我们得到：植物在恶劣条件下生存时水势更低，因为在恶劣环境下只有保持更低的水势才能获得充足水分，正常生长。

表1 同一植物新叶与老叶的植物水势大小差异

表2 同种植物在不同生长环境下的的植物水势大小差异

五、结论

通过以上实验，我们得到：

1. 不同植物的水势有所不同；

2. 同种植物新叶水势通常低于老叶；

3. 同种植物在恶劣环境下植物水势通常会更低。

究其根本：植物水势大高低大小取决于对水分的需求量。水势越低，越容易吸水，所以植物在代谢旺盛的时期或者环境恶劣时会保持较低的水势，有利于维持正常的生理活动，满足生命需求。

六、实际应用与展望

1. 在盐碱地等较恶劣的环境下，土壤的水势过低，一般农作物很容易失水死亡，可以选用一些水势较低的作物种植，配合改良土地的方法，逐年改良土地环境。

2. 通过植物水势也可以来确定植物的水分亏缺程度、抗旱性强弱等指标。植物水势越低，意味着对水分的需求量更大。故可以通过对植物水势的分析来进行合理种植，合理灌溉。

3. 施肥过多时，会导致农作物严重失水发生质壁分离，发生“烧苗”现象。

所以施肥时，可以根据植物水势计算所需的化肥量，实现科学施肥。

参考文献

[1]知乎 - 植物水势怎么理解？(zhihu.com/question/41365859)

[2]知乎 - 在植物生理学中，水势到底是什么？(zhihu.com/question/519527323)

[3]微创智博教育，科探方舟 - 探究小液流法——测定不同植物叶片的水势大小项目指导书

[4]江苏凤凰教育出版社 ISBN 978-7-5499-8129-8普通高中教科书——生物学

附录

配置一定物质的量浓度的蔗糖溶液

利用小液流法测定植物水势