第1章 根冠关系与植物水分利用效率 1
1.1 植物WUE研究进展 2
1.1.1 植物WUE及其影响因子 2
1.1.2 植物WUE测定方法的改进 8
1.2 根冠关系对植物WUE的影响 11
1.2.1 根冠大小与WUE 11
1.2.2 根系解剖结构、分布与WUE 14
1.3 根源化学信息对植物WUE的影响 16
1.3.1 ABA在植物体中的分布及其测定 17
1.3.2 ABA与植物生长 18
1.3.3 ABA与作物产量及其构成 20
1.3.4 ABA品种间差异及其遗传 21
第2章 根系吸水机制研究进展 23
2.1 根系吸收水分的主要部位 23
2.2 根土系统内不同部位阻力及其重要性 24
2.2.1 土壤阻力及根土界面阻力 24
2.2.2 径向阻力 25
2.2.3 轴向阻力 28
2.3 水通道蛋白与根系吸水 29
2.3.1 水通道蛋白的发现 29
2.3.2 AQP的结构特点及分类 29
2.3.3 AQP的分布及特异性表达 31
2.3.4 AQP的功能 32
2.3.5 AQP对细胞-细胞途径水分运输的调控 34
2.4 ABA与根系吸水 36
2.5 根系吸水能力的恢复 37
2.6 结语 38
第3章 根源信号与干旱下植物气孔运动控制 40
3.1 气孔对干旱的反应 40
3.1.1 气孔对大气湿度（大气干旱）的反应 40
3.1.2 气孔对土壤干旱的反应 42
3.2 干旱下植物气孔反应的控制机制 42
3.2.1 水力信号控制理论 42
3.2.2 化学信号控制理论 43
3.2.3 水力信号理论与化学信号理论的统一 49
3.3 气孔控制与植物高效用水 51
3.3.1 亏缺灌溉 51
3.3.2 高效用水的化学调控 53
3.4 结语和展望 54
第4章 压力探针技术及其在植物水分关系研究中的应用 55
4.1 压力探针技术的基本原理 55
4.1.1 压力探针的产生 55
4.1.2 压力探针的主要类型 56
4.2 压力探针技术的应用 63
4.2.1 根的复合水分转运模型 63
4.2.2 木质部负压的测定 64
4.2.3 水通道蛋白的功能证据 65
4.3 压力探针技术的发展前景 70
第5章 玉米根系特征对其水分利用效率的影响 72
5.1 土壤水分条件对玉米水分关系的影响 72
5.1.1 水分状况 72
5.1.2 气体交换能力 74
5.2 土壤水分条件对玉米水分利用效率的影响 76
5.2.1 叶片水平 76
5.2.2 产量水平 76
5.3 玉米根冠生长与水分利用 77
5.3.1 土壤水分条件对玉米根冠生长的影响 77
5.3.2 玉米根冠生长与其水分利用的关系 79
5.4 根源信号ABA浓度与水分利用 81
5.4.1 土壤水分条件对玉米根源ABA和ZR浓度的影响 81
5.4.2 玉米木质部汁液ABA浓度与其水分利用的关系 83
5.5 玉米根系吸水能力与水分利用 85
5.5.1 土壤水分条件对玉米根系水力导度的影响 85
5.5.2 玉米根系水力导度与其水分利用之间的关系 86
5.6 讨论 88
5.6.1 根源信号与气孔阻力 88
5.6.2 根源信号与玉米产量和WUE 89
5.6.3 根系吸水能力与产量和WUE 90
5.6.4 三个基因型玉米抗旱性差异评价 91
5.6.5 根冠大小与产量和WUE 91
第6章 玉米根系吸水能力的杂种优势 93
6.1 细胞水平 94
6.1.1 细胞水平水分关系参数 94
6.1.2 水通道蛋白的表达 97
6.1.3 细胞水平根系吸水能力与水通道蛋白的关系 99
6.2 单根水平 100
6.2.1 单根水平水分关系参数 100
6.2.2 单根解剖结构 102
6.2.3 单根水平根系吸水能力的影响因素 104
6.3 整株根系水平 107
6.3.1 整株根系水力导度 108
6.3.2 根系形态 108
6.3.3 根系生理指标 110
6.3.4 叶片水分状况 112
6.3.5 整株根系水平根系吸水能力差异的生理生态原因 113
6.4 小结 114
第7章 冬小麦进化过程中根冠关系的变化及其对水分利用效率的影响 115
7.1 冬小麦进化中根系生长与WUE的关系 116
7.1.1 冬小麦进化过程中WUE的变化规律 116
7.1.2 冬小麦进化过程中根冠生长的变化规律 118
7.1.3 冬小麦进化过程中根冠生长与其水分利用 119
7.2 二倍体小麦根冠生长与水分利用 121
7.3 野生一粒和栽培一粒小麦根冠生长与水分利用 123
7.4 不同染色体组小黑麦根冠生长与水分利用 125
7.5 冬小麦进化中根系吸水能力的变化 128
7.5.1 整株根系和单根吸水能力的变化 128
7.5.2 细胞水平根系吸水能力的变化及其机制 129
7.6 讨论 131
7.6.1 单叶WUE与群体WUE的关系 131
7.6.2 进化过程中根冠生长和WUE的关系 131
7.6.3 野生种与栽培种的比较 132
7.6.4 不同染色体组二倍体间比较 133
7.6.5 根系大小与根系吸水 133
第8章 氮、磷营养调控玉米水分利用机制 135
8.1 氮、磷营养对玉米水分关系的影响 136
8.1.1 叶片水分状况 136
8.1.2 叶片气体交换参数 137
8.1.3 根系活性氧代谢 140
8.2 氮、磷营养对玉米内源激素含量的影响 141
8.2.1 木质部汁液ABA和ZR浓度 142
8.2.2 叶片ABA和ZR浓度 143
8.3 氮、磷营养对玉米根系水力学特征的影响 144
8.3.1 氮、磷营养对玉米根系水力导度的影响 145
8.3.2 单根水导与整株根系水导间的关系 146
8.4 氮、磷营养对玉米根冠生长的影响 151
8.5 氮、磷营养对玉米水分利用效率的影响 153
8.6 讨论 154
8.6.1 氮、磷营养与植物内源激素ABA和CTK 154
8.6.2 氮、磷营养与玉米根系水力学特征 155
8.6.3 氮、磷营养与叶片气体交换 156
8.6.4 氮、磷营养与植株水分状况 157
8.7 结论和展望 157
第9章 土壤水分与容重及其互作对玉米根系生长与生理特性的影响 159
9.1 土壤水分与容重及其互作对玉米根系生长的影响 160
9.1.1 土壤容重对根系生长的影响 160
9.1.2 土壤水分对玉米根系生长的影响 162
9.1.3 讨论 163
9.2 土壤水分与容重及互作对玉米根系水力导度的影响 164
9.2.1 土壤水分与容重及互作对土壤机械阻力的影响 164
9.2.2 土壤机械阻力对根直径和根系水力导度的影响 165
9.2.3 根系水力导度与根直径的关系 165
9.2.4 土壤干旱对根系水力导度的影响 166
9.2.5 讨论 167
9.3 土壤水分与容重及互作对玉米根源ABA和叶片生理特性的影响 167
9.3.1 玉米木质部汁液中ABA浓度 168
9.3.2 玉米叶片水势、气孔导度和蒸腾速率 168
9.3.3 讨论 169
9.4 土壤水分与容重及互作对玉米水分利用效率的影响 170
9.4.1 土壤水分与容重对玉米水分利用效率的影响 170
9.4.2 土壤机械阻力对玉米水分利用效率的影响 171
9.4.3 讨论 172
第10章 灌溉方式对玉米根系生长、功能和水分利用的影响 174
10.1 灌溉方式对玉米根系生长和分布的影响 175
10.1.1 不同灌溉方式对玉米拔节期根系纵向分布的影响 176
10.1.2 不同灌溉方式对玉米拔节期根系横向分布的影响 177
10.1.3 不同灌溉方式对玉米生育后期根系分布的影响 178
10.2 灌溉方式对玉米根系活力的影响 180
10.3 灌溉方式对玉米产量和水分利用效率的影响 182
10.4 讨论 185
第11章 紫花苜蓿根系生长、功能及水分利用 187
11.1 变水环境下苜蓿对水分的吸收与利用 188
11.1.1 苜蓿根系对水分的吸收 188
11.1.2 苜蓿根系活力与水分吸收 190
11.1.3 根系有效吸收面积与水分吸收 191
11.1.4 苜蓿根系解剖结构变化 193
11.1.5 苜蓿的水分利用 194
11.2 干旱胁迫下苜蓿根系生长 197
11.2.1 苜蓿根系生长 197
11.2.2 苜蓿根系对干旱胁迫的形态适应性 202
11.2.3 干旱胁迫下苜蓿的生物量 203
11.3 干旱胁迫下苜蓿的水分利用特性 207
11.3.1 干旱胁迫下苜蓿的蒸腾耗水 208
11.3.2 干旱胁迫下苜蓿的水分利用效率 211
第12章 黄土丘陵半干旱区四种豆科饲草根冠生长及水分利用 214
12.1 草地生物量与水分利用 214
12.1.1 年度和季节降雨量 215
12.1.2 草地生物量和水分利用效率 216
12.1.3 土壤水分剖面分布动态 218
12.1.4 生物量与降雨量及土壤储水量关系 221
12.1.5 讨论 222
12.2 根系生物量季节动态与水分利用 226
12.2.1 根系生物量取样与计算方法 226
12.2.2 根冠生物量季节动态 227
12.2.3 根系剖面分布与季节动态 228
12.2.4 讨论 231
参考文献 233