第十章植物對逆境土壤的適應性

1、第十一章第十一章植物對逆境植物對逆境土壤的適應性土壤的適應性主要內容：主要內容：1. 概述概述2. 酸性土壤中的毒害因子和植物的適應機理酸性土壤中的毒害因子和植物的適應機理 3. 石灰性土壤的障礙因子和植物的適應性機理石灰性土壤的障礙因子和植物的適應性機理 4. 鹽土中的毒害因子及植物的適應機理鹽土中的毒害因子及植物的適應機理 5. 淹水植物的營養(yǎng)特性及其適應機理淹水植物的營養(yǎng)特性及其適應機理 6. 重金屬污染土壤與植物的生長重金屬污染土壤與植物的生長第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、逆境土壤的定義一、逆境土壤的定義在自然環(huán)境中，很多地方的土壤條件較在自然環(huán)境中，很多地方的土壤條件較差，存在著一些限

2、制因素使植物生長不良，差，存在著一些限制因素使植物生長不良，這類土壤稱之為這類土壤稱之為“逆境土壤逆境土壤”。二、二、 常見逆境土壤的類型常見逆境土壤的類型酸性土壤、鹽酸性土壤、鹽(堿堿)土壤、旱土壤、旱(澇澇)土壤和重土壤和重金屬污染土壤等。金屬污染土壤等。三、研究逆境土壤中植物營養(yǎng)的意義三、研究逆境土壤中植物營養(yǎng)的意義了解植物對這些不良環(huán)境的生理反應了解植物對這些不良環(huán)境的生理反應和忍耐機理，可以為進一步改造植物對問和忍耐機理，可以為進一步改造植物對問題土壤的適應能力提供理論基礎。題土壤的適應能力提供理論基礎。第二節(jié)第二節(jié) 酸性土壤中的毒害因子酸性土壤中的毒害因子 和植物的適應機理和植物的

3、適應機理一、酸性土壤的定義及概況一、酸性土壤的定義及概況 植物正常生長土壤的植物正常生長土壤的pH值為值為6左右左右 酸性土壤是低酸性土壤是低pH土壤的總稱，包括紅壤、黃壤、土壤的總稱，包括紅壤、黃壤、磚紅壤、赤紅壤和部分灰壤等。磚紅壤、赤紅壤和部分灰壤等。 全世界約全世界約27土壤為酸性土壤土壤為酸性土壤 (pH莖莖幼幼葉穗葉穗5 5、滲透調節(jié)、滲透調節(jié)在細胞內合成并積累有機和無機溶質，以平衡外部介質或在細胞內合成并積累有機和無機溶質，以平衡外部介質或液泡內滲透壓液泡內滲透壓6 6、避鹽、避鹽憑借特定的生物學特性，避開鹽分積累階段，以在高鹽環(huán)憑借特定的生物學特性，避開鹽分積累階段，以在高鹽環(huán)

4、境中順利完成生長發(fā)育。境中順利完成生長發(fā)育。7 7、耐鹽、耐鹽具有耐鹽能力，原生質內鹽分濃度高時，也不構成危害。具有耐鹽能力，原生質內鹽分濃度高時，也不構成危害。一、淹水土壤的定義一、淹水土壤的定義指表層或不同層次的底土層中土壤間指表層或不同層次的底土層中土壤間隙的空氣被水完全置換，地下水位較高的隙的空氣被水完全置換，地下水位較高的土壤的總稱。土壤的總稱。第五節(jié)第五節(jié) 淹水植物的營養(yǎng)特性淹水植物的營養(yǎng)特性及其適應機理及其適應機理（二）淹水對植物生長的不良影響（二）淹水對植物生長的不良影響1. 淹水土壤的主要特點淹水土壤的主要特點氧氣減少，氧化還原電位急劇下降氧氣減少，氧化還原電位急劇下降 2.

5、 對植物的不良影響對植物的不良影響 呼吸作用下降，光合強度也下降，養(yǎng)分吸收呼吸作用下降，光合強度也下降，養(yǎng)分吸收減少減少 有毒物質的生成，如錳、鐵離子、硫化氫、有毒物質的生成，如錳、鐵離子、硫化氫、甲烷、乙醇、乙烯及低分子酸甲烷、乙醇、乙烯及低分子酸 影響微生物的活動和有機質的分解影響微生物的活動和有機質的分解 影響礦質養(yǎng)料的活化，氮由于反硝化作影響礦質養(yǎng)料的活化，氮由于反硝化作 用用（三）植物對淹水的可能機理（三）植物對淹水的可能機理 1. 形態(tài)特征形態(tài)特征：皮層薄壁組織特別松散，皮層薄壁組織特別松散，形成較多的空隙或孔腔，植物的孔隙度形成較多的空隙或孔腔，植物的孔隙度增加，氧氣的擴散阻力降

6、低，根部在淹增加，氧氣的擴散阻力降低，根部在淹水后變短加粗水后變短加粗2. 生理特征生理特征：一方面控制乙醇、乙烯及一方面控制乙醇、乙烯及低分子有機酸等物質的形成，另一方面低分子有機酸等物質的形成，另一方面能夠保持一定的能量供應，植物根部具能夠保持一定的能量供應，植物根部具有乙醇酸氧化途徑有乙醇酸氧化途徑 第六節(jié)第六節(jié) 重金屬污染土壤與植物的生長重金屬污染土壤與植物的生長 一、重金屬污染源一、重金屬污染源工業(yè)工業(yè)“三廢三廢”的排放、城市垃圾、的排放、城市垃圾、污泥和含重金屬的農藥、化肥等污泥和含重金屬的農藥、化肥等重金屬污染的土壤，涉及的元素主重金屬污染的土壤，涉及的元素主要有汞、鎘、鉻、鉛、

7、銅、砷、氟等要有汞、鎘、鉻、鉛、銅、砷、氟等 三、重金屬的影響及特點三、重金屬的影響及特點1. 重金屬的影響重金屬的影響影響植物產量與品質、大氣和水環(huán)境質影響植物產量與品質、大氣和水環(huán)境質量，并通過食物鏈危害人類的生命和健康量，并通過食物鏈危害人類的生命和健康2. 重金屬的特點重金屬的特點隱蔽性、長期性和不可逆性隱蔽性、長期性和不可逆性四、重金屬毒害的外觀癥狀及危害四、重金屬毒害的外觀癥狀及危害癥狀：癥狀：根系發(fā)育異常，地上部青枯，葉片失綠等，根系發(fā)育異常，地上部青枯，葉片失綠等，嚴重時全株死亡嚴重時全株死亡 重金屬可完全抑制土壤中的共生固氮過程重金屬可完全抑制土壤中的共生固氮過程 對土壤中酶

8、活性產生影響對土壤中酶活性產生影響 在土壤在土壤植物系統(tǒng)中的遷移直接影響到植物的生理植物系統(tǒng)中的遷移直接影響到植物的生理生化和生長發(fā)育，從而影響作物的產量和質量生化和生長發(fā)育，從而影響作物的產量和質量 三、影響植物對重金屬離子吸收和累積的因素三、影響植物對重金屬離子吸收和累積的因素重金屬離子的性質、土壤條件和植物的遺傳特性重金屬離子的性質、土壤條件和植物的遺傳特性五、重金屬對植物毒害的一般機理五、重金屬對植物毒害的一般機理 影響酶活性和功能，從而引起植物生理代影響酶活性和功能，從而引起植物生理代謝功能的紊亂，生長發(fā)育受阻甚至死亡，謝功能的紊亂，生長發(fā)育受阻甚至死亡， 影響?zhàn)B分膜運輸，原因可能重

9、金屬抑制膜影響?zhàn)B分膜運輸，原因可能重金屬抑制膜上上ATP酶的活性，或是取代了鈣等離子，酶的活性，或是取代了鈣等離子，使膜穩(wěn)定性下降使膜穩(wěn)定性下降 影響其他營養(yǎng)元素的吸收影響其他營養(yǎng)元素的吸收 拮抗作用拮抗作用六、植物對重金屬的適應機制六、植物對重金屬的適應機制 1、細胞的忍耐作用、細胞的忍耐作用 植物相對耐性的大小可能是細胞對其分隔能力不同所植物相對耐性的大小可能是細胞對其分隔能力不同所致，耐性強的細胞具較強的分隔能力，將重金屬離子排放到致，耐性強的細胞具較強的分隔能力，將重金屬離子排放到液泡里與有機酸形成絡合物，避免重金屬的毒害作用。液泡里與有機酸形成絡合物，避免重金屬的毒害作用。2、植株的

10、整體控制，根系的排斥作用、植株的整體控制，根系的排斥作用 根系通過分泌有機酸與重金屬離子在根外形成絡合物，根系通過分泌有機酸與重金屬離子在根外形成絡合物，或分泌氧將根周圍的重金屬離子氧化而降低有效度；或分泌氧將根周圍的重金屬離子氧化而降低有效度；根系已經(jīng)吸收的重金屬在根細胞形成穩(wěn)定的絡合物排根系已經(jīng)吸收的重金屬在根細胞形成穩(wěn)定的絡合物排放到液泡中去，降低了其移動性；放到液泡中去，降低了其移動性；木質部輸導組織吸附一部分重金屬離子，因而減少了木質部輸導組織吸附一部分重金屬離子，因而減少了運輸?shù)降厣喜康臄?shù)量。運輸?shù)降厣喜康臄?shù)量。七、重金屬的生物修復途徑七、重金屬的生物修復途徑u種植木本植物、經(jīng)濟作

11、物，利用其對重金屬種植木本植物、經(jīng)濟作物，利用其對重金屬的吸收、積累和耐性除去重金屬的吸收、積累和耐性除去重金屬u利用生物化學、生物有效性和生物活性原則，利用生物化學、生物有效性和生物活性原則，把重金屬轉化為較低毒性產物把重金屬轉化為較低毒性產物 (絡合態(tài)、脫絡合態(tài)、脫烷基、改變價態(tài)烷基、改變價態(tài) ) u利用重金屬與微生物的親合性進行吸附及生利用重金屬與微生物的親合性進行吸附及生物學活性最佳的機會，降低重金屬的毒性和物學活性最佳的機會，降低重金屬的毒性和遷移能力遷移能力 植物組織積累植物組織積累植物排斥植物排斥植物固定植物固定植物降解植物降解植物揮發(fā)植物揮發(fā)植物修復重金屬污染土壤的機理示意圖植物修復重金屬污染土壤的機理示意圖1. 酸性土壤中的毒害因子和植物的適