植物组织含水量的测定
植物水分状况的测定
• 水是原生质的主要组成成分,占原生质总 量的70%-90%。植物水分状况对植物生 理活动具有重要影响。植物含水量、水 势、渗透势是植物水分状况的重要指标， 对于植物水分生理的科学研究以及农业 生产实践具有重要指导意义。
1 植物含水量的测定
• 实验原理：
利用水遇热蒸发的原理，加热使植物体内的水 分蒸发，从而测定植物的含水量。
– 将植物材料切成小块，浸泡在不同浓度的蔗糖溶液 中，由于植物材料与蔗糖溶液间水势梯度的存在， 导致蔗糖溶液从植物材料中吸水、失水或保持动态 平衡，从而使蔗糖溶液变稀、变浓或保持浓度不变； 由此可以找到与植物材料水势相当的蔗糖溶液浓度。 算出植物组织的水势。
若组织水势大于蔗糖水势 →组织失水 →蔗糖溶液变稀 →小液流上升
–如果小液流上升，说明组织水势高于蔗糖溶 液水势，组织排水，蔗糖浓度变低；如果小 液流下降，说明组织水势低于蔗糖溶液水势， 组织吸水，蔗糖浓度变大；如果小液流不动， 说明组织水势与蔗糖溶液水势相同，二者间 无水分量的交换。
表：蔗糖溶液浓度与其渗透势
蔗糖溶液浓度(mol/L) 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55水分总是从 水势高的区域向水势低的区域自发迁移。
• 成熟植物细胞水势的组成：
Ψ = Ψs+ Ψp
1. Ψs 溶质势/渗透势
由于溶液中溶质颗粒的存在而使水势降低的值。纯水的 溶质势为0，溶液的渗透势可根据 Van‘t Hoff Equation
计算： Ψs = - CiRT
• 实验材料与试剂
– 中试管； – 青霉素小瓶； – 弯头毛细吸管； – 单面刀片； – 打孔器； – 解剖针； – 移液管； – 镊子； – 蔗糖； – 甲基兰
植物生理生化指标测定
植物生理生化指标测定植物生理生化指标测定是研究植物生长发育和适应环境的重要手段之一、通过测定植物的生理生化指标，可以了解植物的代谢活动、光合作用强度、水分状况、营养状况等，从而为植物生长调控、抗逆性研究提供依据。
下面将从光合作用测定、水分状况测定和营养状况测定三个方面对植物生理生化指标测定进行详细介绍。
光合作用是植物生长发育的重要过程之一，也是植物蓄积养分和能量的主要途径。
常用的光合作用测定指标有净光合速率、光饱和点、光补偿点和光抑制。
净光合速率是指单位时间内单位叶面积净光合产物的量，可以通过测定二氧化碳吸收量和氧气释放量来计算。
光饱和点是指植物的净光合速率达到最大值时的光强度，可以通过测定不同光强下的净光合速率来得出。
光补偿点是指净光合速率和呼吸速率相等的光强度，可以通过测定不同光强下的净光合速率和呼吸速率来确定。
光抑制是指过高或过低的光强度对植物光合作用的影响，可以通过测定光强对净光合速率的影响来评价。
水分状况是植物生理生化指标测定的重要方面之一，也是植物生长发育和适应环境的关键因素之一、常用的水分状况测定指标有相对含水量、蒸腾速率和水分利用效率。
相对含水量是指植物组织中的相对含水量与干重的比值，可以通过称量植物组织的湿重和干重来计算。
蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积水分蒸腾的量，可以通过测定植物的蒸腾量和叶面积来计算。
水分利用效率是指植物单位干物质产量所需要的水分量，可以通过测定植物的干物质产量和水分消耗量来计算。
营养状况是植物生理生化指标测定的另一个重要方面，也是植物生长发育和代谢活动的基础。
常用的营养状况测定指标有叶绿素含量、叶绿素荧光参数和土壤养分含量。
叶绿素含量是评价植物叶绿素合成和叶绿素降解的指标之一，可以通过植物叶片中叶绿素的提取和测定来得出。
叶绿素荧光参数是评价光能利用效率和光能转化效率的重要指标之一，可以通过叶绿素荧光仪来测定。
土壤养分含量是评价土壤中不同营养元素含量的指标之一，可以通过土壤样品的提取和测定来得出。
植物水分等测定
植物水分、干物质和粗灰分的测定植物水分、干物质和粗灰分的测定植物水分和干物质的测定植物体由水和干物质两部分组成。
含水量多少是反映植物生理状态和成熟度的一个指标，含水量过高，植株易徒长倒伏；而过低又易调萎。
植物需要有适宜的含水量才能生长健壮。
在研究土壤、施肥、栽培和气候等因子对植物生长发育影响和光合利用率等问题时，一般要测定植株的水分和干物质积累状况。
新鲜植物体一般含水量为70～95％，叶片含水量较高，又以幼叶为最高；茎秆含水量较少，种子含水量更少，一般为5～15％。
新鲜植物体除去水分的剩余部分即为于物质，它包括有机质和矿物质两部分。
其中有机质占植物干物质的90～95％，矿物质为5～10％。
水分含量测定也是农作物产品的品质检定和判断其是否适于贮藏的重要标准。
在植物成分分析中，都是以全干样品为基础来计算各成分的质量百分含量。
因为新鲜样品的含水量变化很大，风干样品的含水量也会受环境湿度和温度的影响而变动，只有用全干样作计算（干基），各成分含量的数值才比较稳定。
水分的测定方法测定植物水分的方法很多，应根据植物样品成分的性质、对分析精度的要求和实验室设备条件等情况适当选择。
常用的方法有常压恒温干燥法、减压干燥法和蒸馏法，其中用得最多的常压恒温干燥法准确度较高，适用于不含易热解和易挥发成分的样品，被认为是测定水分的标准方法；但对于幼嫩植物组织和含糖、干性油或挥发性油的样品则不适用。
减压干燥法，运用于含易热解成分的样品；但含有挥发性油的样品也不适用，蒸馏法，适用于含有挥发油和干性油的样品，更适用于含水较多的样品，如水果和蔬菜等。
其他如红外干燥法、冷冻干燥法、微波衰减法、中子法、卡尔·费休法等都要有特定仪器设备，不易推广使用。
常压恒温干燥法方法原理将植物样品置于100～105°C烘箱中烘干，由样品的烘干失重（即为水分重）计算水分的含量。
此法适用于不含有易热解和易挥发成分的植物样品。
植物样品在高温烘干过程中，可能有部分易焦化、分解和挥发的成分损失而使水分测定产生正误差；也有可能因水分未完全驱除（或在冷却、称量时吸湿）或有部分油脂等被氧化增重而产生负误差。
植物生理学实验
实验名称：植物含水量的测定实验目的：掌握测定植物组织的含水量的方法实验原理：利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。
植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重 % 表示，有时也以相对含水量 % （或称饱和含水量 % ）表示。
后者更能表明它的生理意义。
实验材料与设备：（一）材料：植物鲜组织。
（二）仪器设备：天平（感量1/1000g）；烘箱；干燥器；剪刀；搪瓷盘；塑料袋；纸袋；吸水纸等。
实验步骤：⒈鲜重测定迅速剪取植物材料，装入已知重量的容器（或塑料袋）中，带入室内，用分析天平称取鲜重（FW）。
⒉干重测定提前把烘箱打开，温度升至100~105℃。
把称过鲜重的植物材料装入纸袋中，放入烘箱内，100~105℃杀青10min，然后把烘箱的温度降到70~80℃左右，烘至恒重。
取出纸袋和材料，放入干燥器中冷却至室温，称干重（DW）。
⒊饱和鲜重测定将称过鲜重的植物材料浸入水中，数小时后取出，用吸水纸吸干表面水分，立即称重；再次将材料放入水中浸泡一段时间后，再次取出，吸干表面水分，称鲜重，直到两次称重的结果基本相等，最后的结果即为饱和鲜重（SFW）。
若事先已知达到水分饱和所用的时间，则可一次取得饱和鲜重的测量定值。
⒋取得以上数据后，按公式计算组织含水量、相对含水量。
思考题：测定饱和含水量时，植物材料在水中浸泡时间过短或过长会出现什么问题？实验名称：植物组织水势的测定（小液流法）实验目的：学会用小液流法测定植物组织的水势实验原理：将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时，则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。
因溶液的浓度是已知的，可以根据公式算出其渗透压，取其负值，为溶液的渗透势（ψπ），即代表植物的水势（ψw）。
ψw＝ψπ＝－P＝－iCRT实验材料与设备：（一）材料：小白菜或其它作物叶片（二）仪器设备：1.带塞青霉素小瓶12个；2.带有橡皮管的注射针头；3.镊子；4.打孔器5.培养皿。
植物组织含水量的测定
实验 2 植物组织含水量的测定一、原理植物组织的含水量是反映植物组织水分生理状况的重要指标，如水果、蔬菜含水量的多少对其品质有影响，种子含水状况对安全贮藏更有重要意义。
利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。
植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重 % 表示，有时也以相对含水量 % （或称饱和含水量 % ）表示。
后者更能表明它的生理意义。
二、实验材料与仪器设备（一）实验材料植物鲜组织。
（二）仪器设备分析天平，剪刀，烘箱，铝盒，干燥器，吸水纸，坩埚钳。
三、实验步骤l. 自然含水量的测定（ 1 ）铝盒的恒重将洗净的两个铝盒编号，放在 105 ℃恒温烘箱中，烘 2 小时左右，用坩锅钳取出放入干燥器中冷却至室温后，在分析天平上称重，再于烘箱中烘 2 小时，同样于干燥器中冷却称重，如此重复 2 次（ 2 次称重的误差不得超过 0.002g ），求得平均值 W 1 ，将铝盒放入干燥器中待用。
（ 2 ）将待测植物材料（如叶子等）从植株上取下后迅速剪成小块，装入已知重量的铝盒中盖好，在分析天平上准确称取重量，得铝盒与鲜样品总量为 W 2 ，然后于 105 ℃烘箱中干燥4 ～ 6 小时（注意要打开铝盒盖子）。
取出铝盒，待其温度降至 60 ～ 70 ℃后用坩锅钳将铝盒盖子盖上，放在干燥器中冷却至室温，再用分析天平称重，然后再放到烘箱中烘 2 小时，在干燥器中冷却至室温，再称重，这样重复几次，直至恒重为止。
称得重量是铝盒与干样品总重量 W 3 。
烘时注意防止植物材料焦化。
如系幼嫩组织可先用 100 ～ 105 ℃杀死组织后，再在 80 ℃下烘至恒重。
（ 3 ）记录及计算表 1-1 植物组织含水量记录表编号铝盒重（ W 1 ）铝盒 + 样品鲜重（ W 2 ）铝盒 + 样品干重（ W 3 ）样品鲜重W f = W 2 – W 1样品干重W d = W 3 – W 12. 相对含水量的测定方法（或称饱和含水量法）此法是以植物组织的饱和含水量为基础来表示组织的含水状况，因为作为计算基础的组织饱和含水量有较好的重复性，而组织的鲜重、干重不太稳定（鲜重常随时间及处理条件而有变化，生长旺盛的幼嫩叶子，常随时间而会显著增加，所以要进行不同时期含水量的对比就不恰当）。
植物相对含水量的测定
植物的含水量 植物种类 生长环境 器官、组织的差异
构成植物 体的元素
水分 （10-95%）
干物质 （5－90%）
有机物 （90%）
无机物 （10%）
矿质元素？
C、H、O CO2 + H2O
植物体
105℃，30 min 80℃，48 h
燃烧
干物质
N N2 + NH3 + NO 少量S H2S + SO2
饱和鲜重—Wt
干重—Wd
100%
实验材料的选择
草本-白三叶（1-4）、木本-槐树（5-8）
暴马丁香 （9-12）、狗尾巴草（13-17） 也可以观察同一种植物不同器官间水分的情况，例如花和叶
。
总结数据、分析实验结果
思考题： 为什么相对含水量比绝对含水量更能反映植物体的 生理状态？
含水量是植物水分状况的重要指标，植物组织含水量不但直接影响植 物的生长、气孔状况，光合功能甚至作物产量，而且还对果蔬品质以 及种子和粮食的安全贮藏具有至关重要的作用。所以，植物组织含水 量的测定在植物生理学研究中具有重要的理论和实践意义。
RWC=(Wf－Wd) / (Wt－Wd)×100
（12-3）
式中WT：组织被水充分饱和后重量。
水分饱和亏（WSD）指植物组织实际相对含水量距饱和相对含水量（100% ）差值的大小。常用下式表示：
WSD=1－RWC ）
（12-4
实际测定时，可用下式计算：
WSD=(Wt－Wf) / (Wt－Wd)×100 5）
。
二、仪器与用具
天平（感量0.1mmg）；烘箱；剪刀；100ml烧杯3个；铝盒3 个；吸水纸。
三、方法
植物组织含水量的测定实验
植物组织含水量的测定实验植物组织含水量是衡量植物健康状况和生理活性的重要指标之一。
通过准确测定植物组织的含水量，可以了解植物对水分的吸收和利用能力，进一步研究植物的生长发育和胁迫适应机制。
本文将介绍一种常用的测定植物组织含水量的实验方法。
实验材料和设备：1. 植物样品：可以选择不同的植物组织部位，如叶片、茎、根等；2. 称量器：精确称量植物样品的质量；3. 烘箱：用于干燥植物样品；4. 干燥皿：用于放置干燥后的植物样品；5. 试管：用于装载植物样品；6. 烧杯：用于称量和混合试剂；7. 纱布：用于过滤试剂；8. 隔水浴：用于加热试管。
实验步骤：1. 准备工作：a. 清洗和消毒所有实验器具，避免干扰实验结果。
b. 预热烘箱至恒温状态，通常设置为70℃。
c. 取适量的植物样品，尽量保持新鲜度，避免样品的水分损失。
2. 称量植物样品的质量：a. 使用称量器，将干净的容器称重，记录容器的质量。
b. 将预先准备好的植物样品放入容器中，并再次称重，记录植物样品和容器的总质量。
3. 干燥植物样品：a. 将称量好的植物样品放入烘箱中，保持一定的时间（通常为24小时）。
b. 取出烘干后的植物样品，放置于干燥皿中，待其冷却至室温。
4. 计算植物组织的含水量：a. 将干燥后的植物样品放入试管中，并记录试管的质量。
b. 加入一定体积的去离子水，使植物样品完全浸泡。
c. 将试管放入隔水浴中，加热至沸腾，保持一定时间（通常为1小时）。
d. 将试管取出，冷却至室温。
e. 使用称量器，将装有试管中植物样品和水的总质量进行测量。
植物组织含水量的计算公式如下：植物组织含水量（%）=（植物样品和水的总质量 - 干燥后的植物样品质量）/ 干燥后的植物样品质量× 100%实验注意事项：1. 在称量植物样品和试管时，要保持精确和准确，避免误差对结果的影响。
2. 干燥植物样品时，要确保烘箱温度的稳定性和适当的干燥时间，以充分去除植物样品中的水分。
植物组织含水量的测定
实验 2 植物组织含水量的测定、原理植物组织的含水量是反映植物组织水分生理状况的重要指标，如水果、蔬菜含水量的多少对其品质有影响，种子含水状况对安全贮藏更有重要意义。
利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。
植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重% 表示，有时也以相对含水量% （或称饱和含水量% ）表示。
后者更能表明它的生理意义。
二、实验材料与仪器设备（一）实验材料植物鲜组织。
（二）仪器设备分析天平，剪刀，烘箱，铝盒，干燥器，吸水纸，坩埚钳。
三、实验步骤l. 自然含水量的测定（ 1 ）铝盒的恒重将洗净的两个铝盒编号，放在105 ℃恒温烘箱中，烘 2 小时左右，用坩锅钳取出放入干燥器中冷却至室温后，在分析天平上称重，再于烘箱中烘 2 小时，同样于干燥器中冷却称重，如此重复 2 次（ 2 次称重的误差不得超过0.002g ），求得平均值W 1 ，将铝盒放入干燥器中待用。
（ 2 ）将待测植物材料（如叶子等）从植株上取下后迅速剪成小块，装入已知重量的铝盒中盖好，在分析天平上准确称取重量，得铝盒与鲜样品总量为W 2 ，然后于105 ℃烘箱中干燥4 ～ 6 小时（注意要打开铝盒盖子）。
取出铝盒，待其温度降至60 ～70 ℃后用坩锅钳将铝盒盖子盖上，放在干燥器中冷却至室温，再用分析天平称重，然后再放到烘箱中烘 2 小时，在干燥器中冷却至室温，再称重，这样重复几次，直至恒重为止。
称得重量是铝盒与干样品总重量W 3 。
烘时注意防止植物材料焦化。
如系幼嫩组织可先用100 ～105 ℃杀死组织后，再在80 ℃下烘至恒重。
（ 3 ）记录及计算表1-1 植物组织含水量记录表编号铝盒重（W 1 ）铝盒+ 样品鲜重（W 2 ）铝盒+ 样品干重（W 3 ）样品鲜重W f = W 2 –W 1样品干重W d = W 3 –W 12. 相对含水量的测定方法（或称饱和含水量法）此法是以植物组织的饱和含水量为基础来表示组织的含水状况，因为作为计算基础的组织饱和含水量有较好的重复性，而组织的鲜重、干重不太稳定（鲜重常随时间及处理条件而有变化，生长旺盛的幼嫩叶子，常随时间而会显著增加，所以要进行不同时期含水量的对比就不恰当）。
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%
100Wf d -f ⨯鲜重干重鲜重W W %
100d d -f ⨯W W W 干重干重鲜重植物组织含水量的测定
【实验目的】
1.了解含水量的表示方法；
2.了解绝对含水量和相对含水量的区别
3.掌握植物组织鲜重干重的测量方法 【实验原理】
植物组织的含水量是反映植物组织水分生理状况的重要指标,其直接影响植物的生长、气孔状况，光合功能及作物产量。
在环境胁迫情况下，植物组织的含水量也是反映植物受胁迫程度的重要指标之一。
水分含量测定也是农作物产品的品质检定和判断其是否适于贮藏的重要标准。
所以，植物组织含水量的测定在植物生理学研究及农业生产中具有重要的理论和实践意义。
植物组织含水量的表示方法常以鲜重、干重、相对含水量(或称饱和含水量)来表示。
其中相对含水量可作为比较植物保水能力及推算需水程度的指标。
分别测量植物组织的鲜重Wf ，干重Wd ，饱和鲜重Wt ，依据以下公式可以分别算出植物组织的鲜重含水量，干重含水量，以及相对含水量。
鲜重含水量=
干重含水量=
相对含水量=%
100Wf -Wt d
-f ⨯鲜重饱和鲜重干重鲜重W W
【实验材料】 蜀葵花瓣 【实验步骤】
1.将新采的蜀葵花瓣，称取6 份 0.5 g （Wf ） ，迅速剪成小块。
2.3份分别于120℃烘箱中烘考1~1.5 h ，然后称此时的干重（Wd ）。
3.3份分别放入蒸馏水中浸泡70 min ，当达到恒重时称此时的重量（Wt ）
利用所得到的数据：Wf ，Wd ，Wt 分别计算出鲜重含水量，干重含水量，相对含水量 注意事项:
1.测量干重时，先测出称量瓶的重量W ，在测出称量瓶与花瓣重量的总和Wf 与Wd 。
放入瓶中以后，花瓣不再取出。
烘烤一个小时后取出冷却至室温，称量，再放入烘箱中烘烤10分钟，取出冷却至室温，再次称量。
重复以上步骤，直至总重量恒重。
2.放入蒸馏水浸泡的花瓣，可以用吸水纸将其覆盖在水中。
另取两片花瓣同样的方式浸泡在水中。
70min 后称量两片对照物花瓣，其恒重可作为实验材料也恒重的标志。
【实验结果】
蜀葵花瓣的含水量测定数据记录如下：
%100d
d
-f ⨯W W W 干重干重鲜重%
100Wf
d
-f ⨯鲜重干重鲜重W W
换算成1g 鲜重相应的饱和鲜重和干重
计算结果如下： 鲜重含水量= =86.09%
干重含水量= =618.91%
相对含水量=%
100Wf -Wt d
-f ⨯鲜重饱和鲜重干重鲜重W W =72.26%
【结果讨论】
1.在测量饱和鲜重时，由于将蜀葵的花瓣剪成了小块，再水中浸泡之后，其伤口处分泌出大量粘液，因此用吸水纸吸去材料表面残留蒸馏水时，受黏液影响很大，有的粘液会被吸附，有的则残留在伤口处。
再测质量时伤口依然在继续分泌粘液，造成很大的误差，各组实验数据差别较大。
因此在测量饱和鲜重时，不需将材料剪的过小，甚至可以不剪，直接整片放入蒸馏水中，所测结果可能更准确。
2.实验材料——蜀葵的习性：蜀葵喜阳光充足，耐半阴，但忌涝。
耐盐碱能力强，在含盐0.6%的土壤中仍能生长。
耐寒冷，在华北地区可以安全露地越冬。
在疏松肥沃，排水良好，富含有机质的沙质土壤中生长良好。
其中温度，土壤盐碱性都会对蜀葵的组织含水量产生影响。
温度升高高会使植物蒸腾作用升高，含水量降低；土壤盐碱性增强可能导致根部细胞失水，造成含水量降低。
3.通过各组实验数据的比较，可以总结出影响植物组织含水量的因素。
（1）同种植物不同组织
本次实验中，分别测量了月季的花瓣与叶片的含水量，叶片的平均饱和含水量为
74.52%，花瓣的平均饱和含水量为88.49%,可以看出，对于月季而言，花的含水量大于叶片的含水量。
但两者相差并不显著。
一般而言，同一植物的不同组织中，根尖，茎尖，叶片的含水量与种子的含水量相差较大。
前者含水量大于后者。
对于地上部分，可以分析，由于一般植物的茎中存在导管，运送水分和无机盐的主要器官，因此茎中的含水量应该较高。
植物的根部是吸收水分的主要位置，因此含水量应该也较高。
因为水分与植物代谢密切相关，因而一般代谢旺盛的部位含水量会较高。
例如进行光合作用的场所（叶片，茎).由于本实验并没有选取除叶片和花瓣以外的植物组织材料，因此无法对其验证。
(2)同一植物组织在不同的时间段。
本次试验中，分别在早上，下午，晚上对月季花瓣，月季叶片，桃叶进行含水量的测定。
桃叶上午和晚上的含水量分别为75.26%与66.05%月季叶片上午和下午的含水量分别为：59.89%与81.84%，月季花瓣下午和晚上的含水量分别为92.85%与80.32%.所得数据并不出自同一材料，且没有能够同时比较上午，下午，晚上含水量的数据。
对于同一组织，白天含水量大于晚上含水量，可能是由于白天植物叶片进行光合作用，制造养料，代谢旺盛，因此含水量相对较高。
(3)植物种类及其生长环境。
本次试验中所采用的植物有：蜀葵，月季，桃，白车轴，牛膝菊，丁香。
其中，蜀葵为大型草本植物，白车轴，牛膝菊为小型草本植物；月季，桃，丁香为木本植物。
就叶片而言，小型草本植物的平均含水量为83.33%，木本植物的平均饱和含水量为77.65%，可以看出，草本植物含水量大于木本植物。
不同植物具有不同的适宜生长环境。
本次实验材料中，小型草本植物均喜阴喜湿，而蜀葵及木本植物均喜阳耐旱，一般喜阴植物的组织含水量大于喜阳植物的组织含水量。
喜阴喜湿植物由于环境中含水量高，因此组织中含水量也相应较高，喜阳耐旱植物则相反。
由于所有数据均来自不同时间的不同材料，且由不同的组员完成，各组差异较大，所得结果有较大的误差。
因此对各组的数据进行比较，其结果并不具有很高的可信度，只能作为分析植物组织含水量影响因素的参考。
4.由各组测量数据可得，饱和含水量与鲜重（或干重）含水量并无必然的对应关系，即饱和含水量大的，不一定鲜重（或干重）含水量大。