植物水勢測定儀的壓力室法測量原理說明

　　在植物生理學(xué)的研究中，植物水勢是一個至關(guān)重要的指標(biāo)，它反映了植物細胞內(nèi)外水分的化學(xué)勢差，對于了解植物的水分狀況、生理狀態(tài)以及與環(huán)境的相互關(guān)系具有重要意義。而植物水勢測定儀中的壓力室法測試原理便是一種廣泛應(yīng)用且清晰的測量方法。

　　植物通過根系從土壤中吸收水分，并通過葉片的蒸騰作用將水分散失到大氣中，在這個過程中，植物的根莖葉之間存在著水勢梯度。當(dāng)植物葉片或枝條進行蒸騰作用時，導(dǎo)管中的水分會因內(nèi)聚力形成連續(xù)的水柱，同時由于蒸騰拉力的作用，水柱承受著一定的張力或負壓，從而使水分能夠連貫地向上運輸。

　　當(dāng)把植物的葉片或枝條從植株上切下時，木質(zhì)部中的液流由于張力解除會迅速縮回木質(zhì)部，導(dǎo)致液流的彎月面從切口處縮進。此時，若將切下的葉片或帶葉小枝條倒裝在壓力室中，使切口露出壓力室蓋數(shù)毫米，并逐漸加壓，隨著壓力的增加，植物組織內(nèi)的水分會受到壓力的作用而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

　　當(dāng)所施加的壓力恰好抵償了導(dǎo)管中的原始負壓時，導(dǎo)管中液流的彎月面會恰好在葉柄或小枝末端的切口處顯露，此時所施加的壓力值通常被稱為平衡壓。從原理上來說，在平衡條件下，葉肉細胞的水勢等于木質(zhì)部導(dǎo)管中液柱的負壓與導(dǎo)管汁液滲透勢之和，而由于導(dǎo)管汁液的滲透勢通常很小，近乎于零，所以此時所施加的平衡壓在數(shù)值上就與切割前木質(zhì)部的壓力相等，且與植物葉片或枝條的水勢數(shù)值相等，但符號相反，即P=-Wp，其中P為外加壓力，Wp為植物的水勢。

　　在實際操作中，通過壓力室法測定植物水勢時，需要先選取合適的植物樣品，如木本植物帶葉片的小枝或帶葉柄的單個葉片等，并迅速將其摘下裝入塑料薄膜袋中，放入暗箱防止水分逸失。然后將樣品基端切出斜面，迅速裝入壓力室的樣品室中，使切口伸出并密封好，避免損傷樣品。接著開始加壓，同時要注意控制加壓速度，一般每秒壓力增加不超過0.5bar，對于松柏科植物等加壓速度還應(yīng)更緩慢些。當(dāng)觀察到液流恰好在枝條切面出現(xiàn)時，立即停止加壓，此時壓力室上的讀數(shù)即為樣品的水勢值。

　　植物水勢測定儀的壓力室法測定植物水勢具有設(shè)備簡單、操作方便、測定迅速以及精確度較高等優(yōu)點，而且便于在野外進行應(yīng)用，能夠為植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)等多個領(lǐng)域的研究提供重要的數(shù)據(jù)支持，幫助人們更好地了解植物的水分生理特性，從而為合理灌溉、抗旱育種等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐提供科學(xué)依據(jù)。