为什么农作物需要经常灌溉才能保持良好的生长状态

为什么农作物需要经常灌溉才能保持良好的生长状态

1、水和植物的生活
水在生长着的植物体中含量最大.原生质含水量为80～90％,其中叶绿体和线粒体含50％左右；液泡中则含90％以上.组织或器官的含水量随木质化程度增加而减少,如瓜果的肉质部分含水量可超过90％,幼嫩的叶子为80～90％,根为70～95％,树干则平均为50％,休眠芽约40％.含水最少的是成熟的种子,一般仅10～14％,或更少.代谢旺盛的器官或组织含水量都很高.原生质只有在含水量足够高时,才能进行各种生理活动.各种生化反应都须以水为介质或溶剂来进行.水是光合作用的基本原料之一,它参加各种水解反应和呼吸作用中的多种反应.植物的生长,通常靠吸水使细胞伸长或膨大.膨压降低,生长就减缓或停止.如：昙花一现,就是靠花瓣快速吸水膨大、张开；牵牛花清晨开放,日光曝晒后失水卷缩.某些植物分化出特殊的器官,水分进出造成膨压可逆地升降,使器官快速地运动.如水稻叶子在空气干旱、供水不足时,泡状细胞失水,使叶片卷成圆筒状,供水恢复后重新展开；气孔的运动是通过保卫细胞因水分情况变化而胀缩来实现的,从而调节水分散失速率,维持植株水分平衡.反之,有些器官只有失水时才能完成某些功能.如藤萝的果荚,只有干燥时才能爆裂,使其中的种子迸出；蒲公英的种子成熟、失水后才会脱离母体,随风飘荡.
水的特有的理化性质给植物带来一些好处.水的汽化热（20℃时为2 454J／g）与比热〔4.187J（g℃）〕特别高,有利于发散植株所吸收的辐射热；避免体温大幅度上升.水的表面张力、内聚力及与一些物质间的吸附力在植物体内运输中有重要意义.水能透过可见光和紫外光,使日光能透射到叶绿体上供光合作用之用,或被光敏素等吸收,引起光形态发生效应.水分子的极性造成了多种化合物的水合状态,并使原生质亲水胶体得以稳定.
陆生植物按其体内水分随环境干湿而变化的程度,可分为变水型和恒水型两大类.变水型植物如地衣、旱生苔藓和几十种维管植物（其中包括少数被子植物）.它们的细胞小而无液泡.环境干燥时,它们的含水量也随之迅速减少.大部分变水型植物在干燥时细胞均匀地皱缩,原生质凝胶化,进入隐生状态,但原生质结构不受破坏；一旦获得水分,还能迅速恢复代谢和生长.恒水型植物成熟细胞中有贮存水分的大液泡,在环境水分短暂变化时,可对细胞含水量变化起缓冲作用；有角质层阻止水分蒸发,气孔也可随时关闭；有庞大的根系和特化的输导组织以便从土壤中吸收水分输送给地上部.这些特点使恒水型植物能维持体内水分平衡,控制含水量在一定限度之内.几乎全部高等植物都是恒水型的.植物水分生理的主要内容是恒水型植物的水分代谢.
2、植物细胞的水分关系
植物细胞中的水分,可分为自由水和束缚水.自由水是可以移动的.生理上活跃的组织中,大部分水（包括液泡水）是自由水.束缚水是通过氢键吸附于细胞中特别是膜上的蛋白质、多糖之上的水分子,成半晶体排列,密度比液态水大.细胞壁微纤丝的纤维素和多糖胶体表面上,也有束缚水膜存在.细胞中的水分分别存在于以下几个区隔之中：①细胞壁以及细胞壁间物质,它们由亲水性的纤维素和果胶质组成.整个植株的细胞壁除根部被凯氏带隔开以外都彼此连接,形成质外体,水分可以在其中自由流动.②细胞质,其外由细胞膜（质膜）与质外体隔开,其内以液泡膜与液泡隔开.③细胞质中的各种细胞器,如核、线粒体、叶绿体等,各自有膜包围.④液泡.
各个区隔之间的膜都允许水分子通过,水透过膜的脂肪层时遇到的阻力较大.水通过的方向取决于膜两侧水势的高低.由于各种膜都是差透膜,水中溶解的离子以及糖、有机酸等有机化合物分子的透过性各不相同,因而当一个区隔中几种物质相互转化（例如大分子的淀粉或蛋白质转变为小分子的单糖、双糖、有机酸或氨基酸）时,其渗透势会发生很大变化,从而引起水的移动.植物细胞渗透势的变化可以调节水分关系.例如气孔通过调节保卫细胞钾的进出来改变渗透势,从而提高或降低膨压,使气孔开放或关闭.
3、整体植物的水分代谢
式一陆生植物根与冠分别处于地下与地上,在通常情况下冠部向大气失去水分,根部则吸收水分,因此水的主要流向是自土壤进入根系,再经过茎到达叶、花、果实等器官,并经过它们的表面、主要是其上的气孔,散失（蒸腾）到大气中去.土壤、植物、大气形成一个连续的系统,称为土壤-植物-大气连续系.水在植物体内的输送大体上可分为蒸腾、水分体内运输、根系对水分的吸收等环节.
4、蒸腾作用
水分通过植物表皮向大气扩散的过程称为蒸腾作用.根据扩散的通路又可分为气孔蒸腾、角质层蒸腾、皮孔蒸腾.其中气孔蒸腾在气孔开放时可占总蒸腾量的80～90％,但气孔的开张度随植株内外环境而变化.夜间或夏天中午炎热干旱时气孔关闭,阻力增加,蒸腾速率很低.