水勢（水勢）

詞語概念

水勢

【拼音】shuǐ shì

【詞義】1.亦作"水埶"。2.水流的趨勢。3.指水位或水的流量與沖力。4.指游水的技能。

【基本解釋】[the flow of water;force of river current] 水的流勢，水勢不大。

1.亦作“水埶”。水流的趨勢。

《周禮·考工記·匠人》：“凡溝必因水埶，防必因地埶?！薄端问贰ず忧疽弧罚骸耙挥鍪q，水勢西合入北流，則東流遂絕。”

2.指水位或水的流量與沖力。

《魏書·李崇傳》：“衍淮堰未破，水勢日增?！薄端问贰ず忧径罚骸八畡萃拿停l(fā)泄不及?！?《東周列國志》第一百七回：“及渠成，雨一連十日不止，水勢浩大?！鼻逵衢小洞涸谔秒S筆》卷十：“﹝黃河﹞一千七百一川仍在，水勢恐仍不小?！倍×帷对瑥V發(fā)》：“水勢又急又險，眼看要把紗沖走，岸上的人全亂喊亂叫?！?/p>

3.指游水的技能。

《水滸傳》第一一三回：“近來一冬，都學得些水勢，因此無人敢來侵傍?！?/p>

基本含義

在等溫等壓下，體系（如細胞）中的水與純水之間每偏摩爾體積的水的化學勢差。用符號ψ（音PSi）或Ψw表示。水分的運動需要能量作功，所以水分的移動和平衡是一個屬于“能學”的問題，長期以來誤用力（如吸水力）的概念來描述。60年代以后，植物生理學中，關(guān)于水分進出細胞的問題，普遍采用水勢的概念，水勢概念是從熱力學的基本規(guī)律中推導出來的，它由自由能、化學勢引伸而來。水勢是推動水分移動的強度因素?？赏ㄋ椎乩斫鉃樗苿拥内厔?。水總是由高水勢處自發(fā)流向低水勢處，直到兩處水勢相等為止。任何含水體系的水勢，要受到能改變水自由能的諸因素（如溶質(zhì)、壓力等）的影響，使體系的水勢有所增減。例如溶于水的溶質(zhì)能降低體系的自由能，使水勢降低。純水的水勢被規(guī)定：在標準狀況下（在一個大氣壓下，與體系同溫度時）為零。這里說的純水是指不以任何方式（物理或化學）與其他物質(zhì)結(jié)合的純的自由水。它“無牽無掛”所含自由能最高，所以純水的水勢最高。當純水中溶有任何物質(zhì)時，由于溶質(zhì)（分子或離子）與水分子相互作用，消耗了部分自由能，所以任何溶液的水勢比純水低。溶液的溶質(zhì)越多，溶液的水勢越低。

如：

海水的水勢約為

水勢的單位

（1）帕（pascle），常用MPa 表示。

（2）曾經(jīng)使用過的一些水勢單位：

巴（bar）、大氣壓（atm）等;

以上3種單位的換算關(guān)系如下：

詳細介紹

成熟的植物細胞中央有大的液泡，其內(nèi)充滿著具有一定滲透勢的溶液，所以滲透勢肯定是細胞水勢的組成之一，它是由于液泡中溶質(zhì)的存在而使細胞水勢的降低值，因此又稱為溶質(zhì)勢，用ψs表示。由于純水的水勢最大，并規(guī)定為0，所以任何溶液的水勢都比純水要小，而滲透勢卻高于純水，全為負值。當細胞處在高滲透勢溶液中時，細胞吸水，體積擴大，由于細胞原生質(zhì)體和細胞壁的伸縮性不同，前者大于后者，所以細胞的吸水肯定會使細胞的原生質(zhì)體對細胞壁產(chǎn)生一種向外的推力，即膨壓。反過來細胞壁也會對細胞原生質(zhì)體、對細胞液產(chǎn)生一種壓力，這種壓力是促使細胞內(nèi)的水分向外流的力量，這就等于增加了細胞的水勢。這個由于壓力的存在而使細胞水勢的增加值就稱為壓力勢，用ψp表示。其方向與滲透勢相反，一般情況下為正值。重力勢是水分因重力下移與相反力量相等時的力量，它是增加細胞水分自由能，提高水勢的值，以正值表示。重力勢依賴參比狀態(tài)下水的高度（h）、水的密度（ρw）和重力加速度（g）而定，即用公式

水總是從水勢較高之處通向水勢較低之處。白天土壤中的水被植物根收，通過維管束中的導管到達葉片，并經(jīng)過氣孔散失到空氣中去（即進行蒸騰），就是由于白天大氣中水勢為很低的負值，處于大氣與土壤之間的植物體內(nèi)形成水勢梯度。達到恒態(tài)時，各階段的梯度與那一階段的輸送阻力成正比。一般最大的阻力是氣孔阻力，而莖中木質(zhì)部的輸送阻力很小。因而最大的水勢降發(fā)生在氣孔內(nèi)外。在土壤干旱時，水勢下降，同時土壤中水的輸送阻力升高，根中與土壤主體間的水勢差加大，植株內(nèi)水勢下降加甚。至大約-1.5MPa時，發(fā)生萎蔫。

植物體內(nèi)水勢的高低反映水分供求關(guān)系，即受水分脅迫的輕重。最常用的測定水勢(ψW)的方法是：①壓力室法，將待測的葉片或枝條倒置于壓力室內(nèi)，用橡皮或塑料塞夾緊葉柄或莖。當向壓力室加壓至與其水勢相抵并略為超過時，水即自導管中流出，形成水珠；②細液流法（或稱染料法）；③熱電偶干濕球濕度計法或露點濕度計法，測定與被測材料平衡的空氣中的水蒸氣分壓，以水蒸氣飽和時水勢為0而計算水勢。

在水勢的各組分中，ψs常用測定其相反量滲透壓的方法測定，有：①質(zhì)壁分離法，求得恰好引起質(zhì)壁分離時所需的滲透質(zhì)溶液的濃度；②冰點降低法，測定細胞質(zhì)中滲透質(zhì)的濃度。ψp可以：①從

水勢可看作幾個組分之和：

式中ψ為總水勢，ψs為溶質(zhì)勢或滲透勢,ψm為襯質(zhì)勢,ψp為壓力勢，ψg為重力勢。

溶質(zhì)勢

(6)

式中N為重量摩爾數(shù),V為體積，N/V則重量摩爾濃度。但實測值與按(6)計算得出的數(shù)值常有頗大的偏離。例如蔗糖，由于每分子束縛6個水分子，所以在

細胞的襯質(zhì)，即細胞質(zhì)膠體與細胞壁對水分子的吸附力造成的水勢下降的數(shù)值，其絕對值隨襯質(zhì)所吸附的水分子數(shù)目的增加而減少。在種子萌發(fā)過程中最為明顯。干化的地衣、成熟干燥的種子，因和干空氣接觸而失水的細胞壁等的ψm都很低，可達－10～－10MPa。未形成中央液泡的分生組織的ψm也很低。已有中央液泡的細胞則ψm很高，約-0.01MPa，對總水勢的影響可以忽略不計。

植物細胞具有堅韌的細胞壁。細胞吸水膨脹時，細胞壁會對細胞產(chǎn)生靜水壓力ψp，而使水勢提高。ψp通常為正值。特殊情況下，例如細胞失水過多引起質(zhì)壁分離時，ψp才等于零。導管中的水絲因劇烈蒸騰而處于張力下時，ψp可成為負值。

重力勢

測定方法

當水溶液的水勢降低時水的蒸氣壓就會降低，這是稀溶液的依數(shù)性特性之一，而水從一個表面的蒸發(fā)會降低這個表面的溫度。用干濕球溫度·汁(psychrometer)測量溶液或植物組織水勢就是基于這樣的現(xiàn)象和原理。

如果將待測量的植物材料放置于一個密閉小容器中，在容器中裝置一個溫度傳感器，井使該溫度傳感器與一小滴水接觸。開始時水會同時從植物材料和水滴蒸發(fā)，并逐步使容器中的水蒸氣飽和。這時，如果植物材料和水滴的溫度與周邊空氣的溫度相同而且植物組織具有較低的水勢，那么水滴的水就會繼續(xù)蒸發(fā)，擴散并被植物組織吸收，這個蒸發(fā)過程會降低水滴的溫度，植物材料和水滴間水勢差越大，水分的轉(zhuǎn)移就越快，水滴的降溫也就越大。如果不是將純水水滴置于溫度傳感器，而是用已知溶質(zhì)濃度的溶液滴與溫度傳感器接觸，當該溶液的水勢低于植物材料，水將從植物材料轉(zhuǎn)移到溶液滴上來，因而使液滴的溫度上升。如果植物材料與液滴水勢完全相同，液滴的溫度降則為零。這樣，測量一系列已知溶質(zhì)濃度的溶液，就可能找到與植物材料水勢相同的溶液。

干濕溫度計法可以用于對分離組織或整體植株水勢的測量，也可以對溶液水勢進行測量。對溶液來說，由于壓力勢

干濕溫度汁法對溫度的變動非常敏感，例如，

壓力室法（pressure bomb）可以較快速地對植物組織，如葉片、莖的水勢進行測量。壓力室法的測量是基于這樣的考慮，即認為在測量條件下木質(zhì)部溶液的水勢是和植物組織的水勢相近的，因此只要測量出木質(zhì)部溶液的壓力勢和溶質(zhì)勢，并根據(jù)計算得到木質(zhì)部溶液的水勢即可得到植物組織的水勢。

測量時，把待測量的植物器官從植物體上分離下來，部分密封在一個壓力室內(nèi)。在器官被切下來之前，木質(zhì)部中的水柱是處于負張力狀態(tài)，當切下器官后，由于木質(zhì)部中斷，張力被破壞，木質(zhì)部水柱會縮進組織內(nèi)。這時葉柄端或莖端的表而會變得干燥暗澀，在壓力室中逐漸增加空氣壓力，可以使植物器官內(nèi)木質(zhì)部水柱重新返回葉柄或莖的端部，因而端口細胞重新變得濕潤發(fā)亮。剛好使木質(zhì)部水柱返回端口的壓力稱為平衡壓力balance pressure，這個壓力的值可以很方便地從壓力室的壓力表上讀取。平衡壓力與植物器官在切割分離之前木質(zhì)部中的壓力在數(shù)值上是相等的(但符號相反)。再進一步測定木質(zhì)部溶液的溶質(zhì)勢，即可計算得到木質(zhì)部的水勢，而這個水勢與植物組織的水勢是相近的。

在許多室外的植物中，木質(zhì)部的壓力勢在-1~-2MPa之間，而溶質(zhì)勢僅在-0.05~-2Pa之間，因此，在許多情況下可以大略將壓力室所測定的值作為所測材料的水勢值。由于壓力室法可以快速地對水勢進行測量，并不需要嚴格控制測量條件，因此，在田間測量中得到廣泛應用。

當溶液中溶質(zhì)濃度上升時，溶液的冰點會下降，這也是溶液的依數(shù)性質(zhì)之一，例如純水的冰點是

冰點下降法測定的裝置有許多，冰點滲透計是較常用的一種。冰點滲透計有一個控溫的平臺，平臺上有一些裝著油的小池，平臺為銀制，使其具有較高的導熱性。測量時，將樣品液滴懸浮置于油中，以避免蒸發(fā)。然后將平臺的溫度迅速降低到約一

由于植物細胞的體積很小，直接對其膨壓（turgor pressure）進行測量是相當困難的工作，用于高等植物細胞的壓力探針法(cell pressure probe)是迄今為止對植物細胞膨壓（turgor pressure）進行原位測量的唯一方法。

細胞壓力探針

（meniscus）在顯微鏡下很容易看清楚，推動活塞，當彎月面接近細胞膜表面時的壓力即為該細胞的細胞膨壓（turgor pressure），可以由裝置中安置的壓力傳感器來測定移動時所產(chǎn)生的壓力信號，并將該壓力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，將測定并輸出電壓的電壓計連接到計算機，在計算機上運行pflock軟件可自動記錄壓力隨時間變化的P-t曲線。利用這樣就完成了對單細胞膨壓（turgor pressure）的測量。

壓力探針的方法雖然已經(jīng)用于對許多類型高等植物細胞的膨壓（turgor pressure）進行測量，但是對于許多體積較小的植物細胞的膨壓仍然難以進行測量。