植物木质部导水率，栓塞以及脆弱曲线的原理和测量
植物木质部结构和功能：
结构：
功能：是运输水分和无机盐的通道。茎里的导管与根、叶中的导管相通，水分和无机盐在导管中能自下而上地向枝端运输。
植物细胞水势组成：
植物细胞水势Ψt=Ψp+Ψπ+Ψg（Ψp为压力势，Ψπ为渗透势，ψg为重力水势）
植物水势测量相关仪器：
植物导水率Hydraulic conductance(K)
f植物导水率【又称植物水分传导，Plant hydraulic conductance ( K)】 表示单位压力梯度(MPa)下植物传导水分的通量(kg·s-1)。是根系吸收及传导水分能力的一个重要生理生态指标。
f植物导水率的大小与根区土壤水分、养分、盐分和温度等因素有关, 环境因素的胁迫会降低植物根系导水率, 导致叶水分亏缺、气孔开度减小并抑制生长
f 在干旱条件下, 适当调节植物导水率, 调控气孔开度和叶片失水, 对维持植物体内水分平衡有重要作用
植物导水率原理Hydraulic conductance (K)
f 欧姆定律
f V=IR ( V是电压，I 为电流，R为电阻)
f 欧姆定律类推
f R=1/K
f ΔP = JR（ ΔP 是水压，J是水流速，R为阻力值）
f 得出结论 K=J/ΔP
导水率的引申1
f导水率Conductance (K) 衡量的是单位长度单位面积下的导水能力，于枝干的长度和表面面积无关
f 比导水率Conductivity(Kh) Kh=1/R*L=J*L/ΔP
fSpecific Conductivity（Ks） Ks=K h/xylem area
fLeaf spectific Conductivity（KL）KL=K h/supported leaf area
导水率的引申2
f根据泊松公式
f 代入后
Kh=πd 4/128η
r为半径，d为流通水的导管的直径，η是液体粘度。
由此可知，导水率受直径的影响很大
测量导水率的方法
f1、传统方法，天平，温度计，量尺
f 2、压力室法，逐渐增加根部压力，并用天平记录液体流速
f 3、根压力传感器法，测量植物根部和茎秆压力，用天平记录流速
f 4、高压流速仪法，将植物根部水压增大到一定高压，时刻记录压力和流速，得出导水率（例如XYL’EM）
XYL'EM (Bronkhors)
法国国家农业研究院发明，委托Brankhors的分公司生产
用途：可以测量起始导水率，全饱和导水率，以及栓塞程度
仪器原理及示意图
AB是对照CD是模拟干旱处理（PEG6000处理）
相关数据表格
气穴和栓塞
植物气穴栓塞发生
气穴如何产生
Pb=2T/r+P x(ifP b>2T/r+P x bubble will expand)
△P代表产生气泡所需的压力差 ，T代表木质部液体的表面张力，Θ代表液体水的接触角度 ，D代表壁孔的直径
Pb代表气泡内部压力，T代表液体的表面张力，r代表气泡的半径，Px代表木质部液体压力，因此r越大和P越负，就越容易膨胀
干旱VS 冷冻胁迫
f 壁孔直径在干旱诱导的栓塞中起主导作用
f 茎秆或者根的尺寸（直径和长度）在冷冻诱导的栓塞中起主导作用
栓塞的测量
f 可以通过染色，声波，以及低温扫描电镜进行观察，但是通过测量导水率的减少来测量栓塞可以量化栓塞程度，该方法由Sperry于1988年提出。木质部导水率的损失百分
比（PLC）可以由下方公式表达出：
PLC=100*（1-K ’ /K）
K′为初始导水率，K为全饱和导水率
PLC=0时无栓塞，PLC=1时表明所有导管都发生了栓塞
脆弱曲线
f 脆弱曲线是表征植物随着木质部压力的增大发生栓塞的脆弱程度，即是PLC和Px的关系曲线
脆弱曲线相关仪器
f干燥台干燥法
大枝条放在干燥台干燥并测量水势，当到达一定水势后，将枝条放在水中切割样本，并测量PLC，需要多根枝条绘制VCs曲线，耗时比较长
f超级室法（Model 600-EXP）
将切断的一头放在开放端口，维持一定压力直到切断头不再有液体流出，加压结束后塑料袋套住枝条防止蒸腾并允许气体溢出和大气平衡，水中收集样本并测量PLC。需要多根树枝。但气压可控，且与干燥台干燥法结果非常吻合
f气穴室法（1505D-EXP）：
先通过XY’lem Plus测量PLC
对组织进行加压，到达目标压力并维持一段时间后，放气，测量PLC
施加更大的压力，测量PLC.
重复以上动作直至实验完成，并绘制曲线
测量时间快，但是结果不是非常精确，因为枝干两端会有气泡，有时候需要环切和去掉树皮，方便空气进入，长枝条结果偏大。需要用干燥平台法来衡量该方法是否合适。