水分生理研究方法
1 作物水分生理指標研究法的概況
作物水分生理指標目前主要是從作物的含水狀況、作物水分的能量狀況以及作物與環境的水分交換來研究的。
作物組織的含水狀況，是測定作物組織中水分的含量，並求出其在某種選定的對比重量中（相對重量中）所佔的百分數來表示。如鮮重含水量、乾重含水量、自由水、束縛水、相對含水量、飽和虧缺等都是用百分數來表示的。 作物水分的能量狀況是用水勢來表示的，水勢是最基本的植物水分生理指標之一。
表示水分從作物向環境散失狀況的生理指標主要有蒸騰速率、保水力、氣孔開度等指標。
1.1 作物組織的含水狀況
1.1.1鮮重（乾重）含水量、相對含水量、水分飽和虧
作物組織的含水量是反映作物組織水分生理狀況的重要指標。一般來說作物組織含水量的多少與其生命活動強弱有平行關係，在一定範圍內，組織的代謝強度與其含水量成正相關。組織含水量可以用乾重和鮮重含水量表示，一般乾重含水量比鮮重含水量穩定。
但是這種表示方法只單純表示乾重或鮮重與水的比率，不能反映純水的變化水平。因此，可以用相對含水量(rwc)和飽和虧(wsd)來反映純水的變化水平，這兩個指標是不受水分以外其他物質影響的水分生理指標。
作物的含水量與種類、器官和組織的特性、生育時期以及所處的環境條件有關。 1） 不同作物的含水量不同一般作物組織的含水量為75%~90%。 2 ） 同一作物的不同器官和組織的含水量不同，生長旺盛的器官與組織（如嫩莖、幼根、新葉以及發育中的果實），通常含水量較高，為80%~90%；趨於衰老和休眠的器官和組織，含水量較低，一般在60%以下，如休眠芽含水量在40%~55%，風乾種子的含水量為10%~14%。
3） 同一器官和組織在不同生育時期的含水量不同， 如葉片在生長期的含水量較高，而生長定型後含水量下降；又如禾穀類種子，在發育初期含水量可達90%，成熟時降至25%以下。
1.1.1.1 基本原理
根據水遇熱蒸發的原理用烘乾法來測定作物組織的含水量，通常是把材料放在70-105 0c 下烘乾，用鮮重和乾重的差來求水分量，把這個水分量用鮮重(乾重)來除，從而求出鮮重(乾重)百分含水量。
相對含水量是組織含水量佔飽和含水量的百分值，水分飽和虧缺(也叫飽和差)是作物組織的飽和含水量與實際含水量的差值佔飽和含水量的百分值。可分為自然飽和虧缺和臨界飽和虧缺，前者能說明作物水分虧缺的嚴重程度，即其值愈大說明愈缺水，後者能說明作物組織的抗脫水能力，即其值愈大說明作物抗脫水能力愈強。
鮮重含水量(%)=(wf-wd)/wf*100%
鮮重含水量(%)=(wf-wd)/wd*100%
rwc=【 (wf-wd)/ (wt-wd)】*100%
wsd=【(飽和後鮮重-原鮮重）/（飽和後鮮重-乾重）】*100%
即wsd= (wt-wf)/ (wt-wd)*100%
或 wsd=1-rwc
式中， wf：組織鮮重，wd：組織乾重，wt：組織被水充分飽和後重量。
1.1.1.2 測定方法
（1）剪取植物組織，迅速放入鋁盒，稱出鮮重（wf)。
（2）放入烘箱，於105oc下0.5h殺死，然後於80oc下烘至恒重，稱出乾重（wd）。
（3） 欲測相對含水量，在稱鮮重後，將樣品浸入水中數小時取出，用吸水紙擦乾樣品表面水分，稱重；再將樣品浸入水中1h，擦乾，稱重，直至樣品飽和重量近似，即得樣品飽和重量(wt)。然後烘乾，稱重（wd)。
（4）將所得的值，代入公式，算出樣品含水量、相對含水量及水分飽和虧。
（5）紅外水分快速測定儀法
儀器調零後，取下10 g 矽碼，在試樣盤中加試樣，試樣不得超過10 g ，不足 10 g 時，在陸碼盤上加陸碼湊夠10 g (定量) ，開紅外燈開關和讀數廳關旋鈕， 水分迅速蒸發減重，在投影屏上可以看到讀數迅速增加，直至讀數穩定下來， 表示試材中已無水分，此時讀數即為樣品鮮重百分含水量。
1.1.1.3 關於"早晨飽和法"
樣品的飽和重量除採用自然浸泡法外，也可採用「早晨飽和法」。就是在土壤不缺水的情況下，在早晨(日出前)可以看到葉片上有吐水現象、或葉片上有露水珠的情況下，可以認為葉組織是處於飽和狀態，也就是這時葉片的飽和虧缺為零。所以除天旱情況外，將早晨葉片的鮮重作為飽和重量是很理想的。
具體方法是清晨(日出前)用打孔器在植株的葉片上主脈的一側打一小圓片葉(一片葉只打乙個小圓片葉，不能多取，以免影響以後的取樣) ，共取10 個小圓片葉，放入鋪溼濾紙的培養皿帶回室內稱重作為飽和重併烘乾稱乾重。
日出後在所要測定的時間(如午後1一2 時) ，在早晨取樣葉的主脈另一側的對稱部位，打取相同面積的小圓片葉(在10 片葉上取10 個小圓片葉) ，放入鋪溼濾紙的培養皿帶回室內稱重為鮮重，烘乾後再稱重求出乾重。取樣時一定要注意葉脈的影響，計算時取後次的乾重值。由飽和重、鮮重和乾重即可算出自然飽和虧缺和相對含水量。
1.1.1.4 注意事項
（1）測定含水量時要特別注意材料的儲存條件，從植株上取樣到帶回室內測定鮮重的過程中，一定要防止水分損失對測定結果的影響。
（2）測定rwc時，wt很難測準，應注意不同植物材料及試樣大小帶來的差異。
1.2 自由水與束縛水
自由水較多時，作物的代謝旺盛生長也快。而束縛水較多時，作物的抗性較強。因此，在作物的抗生理等許多研究中，經常需要測定這兩種水分的含量變化。
1.2.1測定原理
作物組織中的自由水不受膠體顆粒水合作用的吸引，所以當把樣品浸泡在一定濃度的原糖溶液中脫水時，一定時間後，由組織浸泡出的水分為自由水，而組織內剩餘的仍未被奪取的水分為束縛水。自由水的量可根據所加定量糖液濃度的降低量來計算。由樣品的總含水量減去自由水量，即可求出束縛水量。
1.2.2 測定方法
(1)將6 個洗淨烘乾的稱量瓶編號稱重。
(2) 從植株上剪取葉片放入鋪有溼紗布的帶蓋瓷盤中帶回室內。用0.5cm2左右的打孔器在葉片主脈兩側迅速對稱打取小圓片共300 片(每片葉打取10-30片，打取小圓片隨即放入鋪有溼濾紙的培養皿) ，混均後給每個稱量瓶中放入50片蓋嚴稱重。
(3 )將其中3 瓶放入105 0 c 烘箱中烘乾半小時後，在80 0 c 下烘至恒重，求出鮮重含水量。
(4) 將另三瓶中各加入60% 的蔗糖溶液5ml ，再稱重，算出糖液重量。
(5) 將糖液浸泡的樣品放在黑暗處5 小時左右(其間要經常輕輕搖動，使葉片全部浸沒在糖液中)。
(6) 用折射儀在23 0 c 下分別測定糖液在浸泡樣品前後的濃度變化。
(7) 結果計算
鮮重含水量(%) =【(w2-w3)/(w2-w1)】*100
自由水(%)=b(b1-b2)/b2wx 100
束縛水(%) =鮮重含水量(%) -自由水(%)
式中:w ----樣品鮮重(g), w 1 ----稱量瓶重(g); w 2 ----瓶+鮮樣重(g);
w 3----瓶+幹樣重(g) b -----糖液重(g) ; b 1 -----糖液原濃度(%)
b 2 ----浸泡後糖液濃度(%)。
2 作物的水分能量狀況
作物水分的能量狀況是用水勢來表示的，水勢是最基本的植物水分生理指標之一。 植物的水勢是由滲透勢(ψs) 、壓力勢(ψ p) 、襯質勢(ψ m) 和溫度勢〈ψ t)四個因素組成，因為這些都是獨立變數，所以總水勢就是這四個因素的代數和：ψ w== ψ s+ ψ p+ ψ m+ψt
目前測定水勢的方法大致可分為液態平衡法和氣態平衡法兩大類。小液流法、折射儀法等是屬於液態平衡法，而壓力室法、熱電偶濕度計法是屬於氣態平衡法。
2.1壓力室法
(1)從待測植株上剪取帶葉小枝或帶葉柄的葉片，用濕濾紙包住切口處，並放入鋪有溼紗布的瓷盤中(或塑料口袋中)防止樣品失水。
(2) 把葉柄或莖切口處用刀片削去一薄層，使切口成平滑表面。迅速將葉柄或莖切口端插入橡皮塞孔隙中，使切口露出密封墊圈幾公釐(以便觀察) ，然後裝人壓力室的鋼筒中，材料固定後，先將外側的螺絲壓制環套擰緊，再擰緊固定材料的軟橡皮塞密封環圈。
(3) 將壓力控制閥轉向"加壓"位加壓，在接近葉片水勢時，加壓要慢，以免加壓過量。
(4)利用放大鏡來觀察木質部汁液在切口處的出現。當加壓至葉柄切口處出現水膜時，迅速關閉主控閥，井由精密壓力表迅速讀出壓力值，此時的平衡壓值即為樣品葉細胞的水勢值。
(5) 將壓力控制閥轉向"排氣"位放氣，使壓力表指標退回至零，扭動螺旋環套，取出葉片。
3水分從作物向環境散失狀況的生理指標
3. 1 蒸騰速率
離體的作物葉片，由於蒸騰失水而減輕重量，利用快速稱重法可準確地測出單位時間內單位葉面的重量變化，由此算出該組織的蒸騰速率。
3.1.1測定方法（重量法）
（1） 選擇生長正常的葉子，在葉柄處綁上線後，將其剪下，在切口處塗上凡士林，即把葉片放在扭力天平上稱重（或用釐等秤），記下重量及時間，把葉子掛在通風的地方；10分鐘後取下葉子再稱重，取兩次重量之差，即為蒸騰丟失水分的重量。
（2）葉面積的測定，通常用葉面積測定儀測量，也可用重量法測葉面積。
蒸騰速率（g .m-2 .h-1）=蒸騰失水量/蒸騰面積*測定時間
3.2 保水力
葉片保水力是指葉片在離體條件下(沒有水分**，只有水分散失)，保持原
有水分的能力。葉片保水力是由失水速率來表示。
(1)剪取帶葉柄(或帶葉鞘)的葉片，迅速浸入盛水的燒杯中，飽和3 小時。取出葉片，剪去葉鞘稱取葉片重量。
(2) 將葉片懸掛於室內，在空氣中緩慢脫水(記錄室內的溫度和濕度) ，每隔一小時或數小時稱重一次，直至恒重。再將葉片烘乾，稱取乾重。
(3) 結果計算根據各次的測定資料，計算不同時間的失水速率，以便比較不同材料的保水力。
3.3 氣孔開度（印跡法測定）
氣孔是植物葉片與外界進行氣體交換的主要通道。大多數植物的氣孔在白天張開，夜間關閉。氣孔開度對蒸騰有直接的影響。因此在研究水分代謝時需要測定氣孔開閉狀況。
(1) 用乾淨毛筆在供試植物葉的下表皮上均勻地刷一薄層牛皮膠液，靜置數分鐘。
(2) 用鑷子取下凝成的薄膜，放在載玻片上，加一滴水，蓋上蓋玻片，在裝有目鏡測微尺的顯微鏡下觀察並測量10個氣孔的張開寬度，求出平均值，以此值來代表供試植物在當時條件下的氣孔開張度。
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