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如何填补植物水势压力室的信息空白?

点击次数:469 发布时间:2022-11-03
  植物水势压力室用于测量不同地区、不同作物、不同时期无整片叶或枝条的水势;也用以高水势植物的水势测量,例如沙漠和干旱地区作物,也进行日常水分关系测量和制订灌溉表。通过该参数的获取,可为农情监测提供作物水势研究环节的数据。
  
  水势直接控制叶、根和微生物的功能,水势梯度驱动水在土壤-植物-大气连续体中的流动。尽管大多数生态系统服务功能(例如水储存、食物和纤维供应、水和气候调节)本质上都与水势存在联系。
  
  但目前对于土壤水势实时实地的观测较少,对于植物水势的观测通常是离散、稀疏的,且目前尚未整合成可公开访问的水势数据库。
  
  1、与土壤水势相关的概念及其不确定性
  
  在大多数非饱和土壤中,土壤水势由基质势决定,在土壤干燥时基质势会变得更低,土壤中充水孔隙的有效半径变得更小。这个过程形成土壤持水曲线的一般形状(也称“水分特征”或者“水分释放”曲线),其将土壤水势(Ψs)与土壤体积含水量(θ)联系起来。
  
  关键的是,即使θ相同,不同土壤类型之间土壤物理性质的变化会导致Ψs产生一个数量级的差异。此外,持水曲线的参数也是应用全球尺度陆地表面模型解释碳循环通量变化不确定性的重要来源。
  
  2、植物水势:关键概念及争议
  
  植物细胞壁内蒸发水分表面的有效半径非常小,因而产生足够大的拉力将土壤中的水分拉升到叶片。因此,叶片和土壤的水势差是蒸腾作用的驱动力,其与植物进行光合作用的碳吸收密切相关。
  
  然而过去对于植物水势压力室的观测一直局限于通过压力室等手段进行瞬时监测,这种“事倍功半”的观测手段并不能捕捉植物体内的水动力过程,进而限制了研究人员对植物水势和土壤水势如何耦合以及对根系水力功能的理解。
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