作物吸水都是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行，細(xì)胞吸水主要有三種方式。

1.未形成液泡的細(xì)胞，主要靠吸脹作用吸水。

2.形成大液泡后，主要靠滲透性吸水。

3.代謝性吸水。

(一)細(xì)胞的吸脹吸水和代謝性吸水

在干燥的種子中，組成原生質(zhì)、細(xì)胞壁的膠體物質(zhì)都處于凝膠狀態(tài)，這些凝膠分子與水分子間有很大的引力，水分子(液態(tài)水或水蒸氣)會(huì)迅速以擴(kuò)散和毛細(xì)管作用通過小縫隙進(jìn)入凝膠內(nèi)部。膠體吸引水分子的力量稱為吸脹力，而親水膠體物質(zhì)吸水膨脹的現(xiàn)象則稱為吸脹作用。蛋白質(zhì)類物質(zhì)吸脹力最大，淀粉次之，纖維素較小。因此，富含蛋白質(zhì)的豆類種子的吸脹作用比禾谷類種子更顯著。

利用細(xì)胞呼吸釋放出的能量，使水分通過原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞的過程，叫做代謝性吸水。代謝性吸水的機(jī)制，尚無可靠的解釋。

(二)細(xì)胞的滲透性吸水

作物細(xì)胞對(duì)水分的吸收主要以滲透性吸水為主。

1.細(xì)胞的水勢(shì)

水分從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象，叫做滲透作用。滲透作用是水分進(jìn)出細(xì)胞的基本過程。作物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)，細(xì)胞的原生質(zhì)膜則是一個(gè)半透膜。細(xì)胞的吸水情況取決于細(xì)胞的水勢(shì)。在不考慮溫度勢(shì)和重力勢(shì)的前提下，典型細(xì)胞水勢(shì)是由三個(gè)分勢(shì)所組成:

式中，ψw為細(xì)胞或組織的水勢(shì);ψm為襯質(zhì)勢(shì);ψo為滲透勢(shì);ψp為壓力勢(shì)。

襯質(zhì)勢(shì)ψm是細(xì)胞的膠體物質(zhì)和表面(如原生質(zhì)及細(xì)胞壁物質(zhì))對(duì)水分的吸附作用而產(chǎn)生的。未形成液泡的細(xì)胞具有一定的襯質(zhì)勢(shì)，但已形成液泡的細(xì)胞，其襯質(zhì)勢(shì)很小，只有－0.01 MPa左右，在整個(gè)水勢(shì)中所占比例很低，通?？珊雎圆挥?jì)。式子可簡(jiǎn)化為:

滲透勢(shì)ψo呈負(fù)值，作物細(xì)胞的滲透勢(shì)值因內(nèi)外條件不同而異。溫帶生長的大多數(shù)作物葉組織的滲透勢(shì)在－1.0 MPa～－2.0 MPa。滲透勢(shì)的日變化和季節(jié)性變化也很大。

壓力勢(shì)是細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞的內(nèi)容物產(chǎn)生的靜壓力。細(xì)胞吸水膨脹而對(duì)細(xì)胞壁產(chǎn)生的壓力叫做膨壓。膨壓和壓力勢(shì)是作用方向相反、大小相等的兩種力量。壓力勢(shì)與滲透勢(shì)和襯質(zhì)勢(shì)相反，往往是正值。草本作物葉片細(xì)胞的壓力勢(shì)在溫暖的白天約為+0.3 MPa～+0.5 MPa，晚上則為+1.5 MPa。在特殊情況下，壓力勢(shì)會(huì)等于零或負(fù)值。例如質(zhì)壁分離時(shí)，壓力勢(shì)為零;劇烈蒸騰時(shí)，導(dǎo)管的壓力勢(shì)會(huì)呈負(fù)值。

細(xì)胞含水量不同，其體積會(huì)發(fā)生變化(尤其是嫩葉和細(xì)胞壁未木質(zhì)化的細(xì)胞)，滲透勢(shì)和壓力勢(shì)因之也發(fā)生改變。

2.細(xì)胞間水分移動(dòng)的動(dòng)力——水勢(shì)差

相鄰兩細(xì)胞間的水分移動(dòng)方向取決于兩細(xì)胞間的水勢(shì)差異，水分通常由水勢(shì)高的細(xì)胞向水勢(shì)低的細(xì)胞流動(dòng)。水勢(shì)差異不僅影響水分移動(dòng)的方向，而且影響水分移動(dòng)速率。兩細(xì)胞之間水勢(shì)差異越大，水分移動(dòng)就越快，反之則慢。當(dāng)有多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，如果一端的細(xì)胞水勢(shì)較高，另一端較低，順次下降，就形成一個(gè)水勢(shì)梯度，水分便從水勢(shì)高處流向水勢(shì)低處。作物器官之間水分流動(dòng)方向遵循這個(gè)規(guī)律。

不同細(xì)胞或組織的水勢(shì)差異很大。在同一植株中，地上器官細(xì)胞的水勢(shì)比根部低。而同一植株上不同部位的葉片相比，水勢(shì)隨著距離地面高度增加而降低。同一葉片上細(xì)胞水勢(shì)是在距葉片主脈越遠(yuǎn)處越低。在根部，根內(nèi)水勢(shì)要低于外部。土壤含水率低，大氣相對(duì)濕度低、光線強(qiáng)，都使細(xì)胞水勢(shì)降低。由于細(xì)胞水勢(shì)高低說明細(xì)胞水分充足與否，故可利用水勢(shì)為指標(biāo)，診斷作物的水分狀況。