第十章植物對(duì)逆境土壤的適應(yīng)性

1、第十一章第十一章植物對(duì)逆境植物對(duì)逆境土壤的適應(yīng)性土壤的適應(yīng)性主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1. 概述概述2. 酸性土壤中的毒害因子和植物的適應(yīng)機(jī)理酸性土壤中的毒害因子和植物的適應(yīng)機(jī)理 3. 石灰性土壤的障礙因子和植物的適應(yīng)性機(jī)理石灰性土壤的障礙因子和植物的適應(yīng)性機(jī)理 4. 鹽土中的毒害因子及植物的適應(yīng)機(jī)理鹽土中的毒害因子及植物的適應(yīng)機(jī)理 5. 淹水植物的營(yíng)養(yǎng)特性及其適應(yīng)機(jī)理淹水植物的營(yíng)養(yǎng)特性及其適應(yīng)機(jī)理 6. 重金屬污染土壤與植物的生長(zhǎng)重金屬污染土壤與植物的生長(zhǎng)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(zhǎng)不良，差，存在著一些限制因素使植物生長(zhǎng)不良，這類(lèi)土壤稱之為這類(lèi)土壤稱之為“逆境土壤逆境土壤”。二、二、 常見(jiàn)逆境土壤的類(lèi)型常見(jiàn)逆境土壤的類(lèi)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(yíng)養(yǎng)的意義三、研究逆境土壤中植物營(yíng)養(yǎng)的意義了解植物對(duì)這些不良環(huán)境的生理反應(yīng)了解植物對(duì)這些不良環(huán)境的生理反應(yīng)和忍耐機(jī)理，可以為進(jìn)一步改造植物對(duì)問(wèn)和忍耐機(jī)理，可以為進(jìn)一步改造植物對(duì)問(wèn)題土壤的適應(yīng)能力提供理論基礎(chǔ)。題土壤的適應(yīng)能力提供理論基礎(chǔ)。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(yīng)機(jī)理和植物的

3、適應(yīng)機(jī)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(zhǎng)土壤的植物正常生長(zhǎng)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(diào)節(jié)、滲透調(diào)節(jié)在細(xì)胞內(nèi)合成并積累有機(jī)和無(wú)機(jī)溶質(zhì)，以平衡外部介質(zhì)或在細(xì)胞內(nèi)合成并積累有機(jī)和無(wú)機(jī)溶質(zhì)，以平衡外部介質(zhì)或液泡內(nèi)滲透壓液泡內(nèi)滲透壓6 6、避鹽、避鹽憑借特定的生物學(xué)特性，避開(kāi)鹽分積累階段，以在高鹽環(huán)憑借特定的生物學(xué)特性，避開(kāi)鹽分積累階段，以在高鹽環(huán)

4、境中順利完成生長(zhǎng)發(fā)育。境中順利完成生長(zhǎng)發(fā)育。7 7、耐鹽、耐鹽具有耐鹽能力，原生質(zhì)內(nèi)鹽分濃度高時(shí)，也不構(gòu)成危害。具有耐鹽能力，原生質(zhì)內(nèi)鹽分濃度高時(shí)，也不構(gòu)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(yíng)養(yǎng)特性淹水植物的營(yíng)養(yǎng)特性及其適應(yīng)機(jī)理及其適應(yīng)機(jī)理（二）淹水對(duì)植物生長(zhǎng)的不良影響（二）淹水對(duì)植物生長(zhǎng)的不良影響1. 淹水土壤的主要特點(diǎn)淹水土壤的主要特點(diǎn)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(duì)植物的不良影響對(duì)植物的不良影響 呼吸作用下降，光合強(qiáng)度也下降，養(yǎng)分吸收呼吸作用下降，光合強(qiáng)度也下降，養(yǎng)分吸收減少減少 有毒物質(zhì)的生成，如錳、鐵離子、硫化氫、有毒物質(zhì)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(dòng)和有機(jī)質(zhì)的分解影響微生物的活動(dòng)和有機(jī)質(zhì)的分解 影響礦質(zhì)養(yǎng)料的活化，氮由于反硝化作影響礦質(zhì)養(yǎng)料的活化，氮由于反硝化作 用用（三）植物對(duì)淹水的可能機(jī)理（三）植物對(duì)淹水的可能機(jī)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(kuò)散阻力降

6、低，根部在淹增加，氧氣的擴(kuò)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(jī)酸等物質(zhì)的形成，另一方面低分子有機(jī)酸等物質(zhì)的形成，另一方面能夠保持一定的能量供應(yīng)，植物根部具能夠保持一定的能量供應(yīng)，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(zhǎng)重金屬污染土壤與植物的生長(zhǎng) 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(nóng)藥、化肥等污泥和含重金屬的農(nóng)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(diǎn)三、重金屬的影響及特點(diǎn)1. 重金屬的影響重金屬的影響影響植物產(chǎn)量與品質(zhì)、大氣和水環(huán)境質(zhì)影響植物產(chǎn)量與品質(zhì)、大氣和水環(huán)境質(zhì)量，并通過(guò)食物鏈危害人類(lèi)的生命和健康量，并通過(guò)食物鏈危害人類(lèi)的生命和健康2. 重金屬的特點(diǎn)重金屬的特點(diǎn)隱蔽性、長(zhǎng)期性和不可逆性隱蔽性、長(zhǎng)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(yán)重時(shí)全株死亡嚴(yán)重時(shí)全株死亡 重金屬可完全抑制土壤中的共生固氮過(guò)程重金屬可完全抑制土壤中的共生固氮過(guò)程 對(duì)土壤中酶

8、活性產(chǎn)生影響對(duì)土壤中酶活性產(chǎn)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(zhǎng)發(fā)育，從而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量生化和生長(zhǎng)發(fā)育，從而影響作物的產(chǎn)量和質(zhì)量 三、影響植物對(duì)重金屬離子吸收和累積的因素三、影響植物對(duì)重金屬離子吸收和累積的因素重金屬離子的性質(zhì)、土壤條件和植物的遺傳特性重金屬離子的性質(zhì)、土壤條件和植物的遺傳特性五、重金屬對(duì)植物毒害的一般機(jī)理五、重金屬對(duì)植物毒害的一般機(jī)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(zhǎng)發(fā)育受阻甚至死亡，謝功能的紊亂，生長(zhǎng)發(fā)育受阻甚至死亡， 影響?zhàn)B分膜運(yùn)輸，原因可能重

9、金屬抑制膜影響?zhàn)B分膜運(yùn)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(yíng)養(yǎng)元素的吸收影響其他營(yíng)養(yǎng)元素的吸收 拮抗作用拮抗作用六、植物對(duì)重金屬的適應(yīng)機(jī)制六、植物對(duì)重金屬的適應(yīng)機(jī)制 1、細(xì)胞的忍耐作用、細(xì)胞的忍耐作用 植物相對(duì)耐性的大小可能是細(xì)胞對(duì)其分隔能力不同所植物相對(duì)耐性的大小可能是細(xì)胞對(duì)其分隔能力不同所致，耐性強(qiáng)的細(xì)胞具較強(qiáng)的分隔能力，將重金屬離子排放到致，耐性強(qiáng)的細(xì)胞具較強(qiáng)的分隔能力，將重金屬離子排放到液泡里與有機(jī)酸形成絡(luò)合物，避免重金屬的毒害作用。液泡里與有機(jī)酸形成絡(luò)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(guò)分泌有機(jī)酸與重金屬離子在根外形成絡(luò)合物，根系通過(guò)分泌有機(jī)酸與重金屬離子在根外形成絡(luò)合物，或分泌氧將根周?chē)闹亟饘匐x子氧化而降低有效度；或分泌氧將根周?chē)闹亟饘匐x子氧化而降低有效度；根系已經(jīng)吸收的重金屬在根細(xì)胞形成穩(wěn)定的絡(luò)合物排根系已經(jīng)吸收的重金屬在根細(xì)胞形成穩(wěn)定的絡(luò)合物排放到液泡中去，降低了其移動(dòng)性；放到液泡中去，降低了其移動(dòng)性；木質(zhì)部輸導(dǎo)組織吸附一部分重金屬離子，因而減少了木質(zhì)部輸導(dǎo)組織吸附一部分重金屬離子，因而減少了運(yùn)輸?shù)降厣喜康臄?shù)量。運(yùn)輸?shù)降厣喜康臄?shù)量。七、重金屬的生物修復(fù)途徑七、重金屬的生物修復(fù)途徑u種植木本植物、經(jīng)濟(jì)作

11、物，利用其對(duì)重金屬種植木本植物、經(jīng)濟(jì)作物，利用其對(duì)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(mài)利用生物化學(xué)、生物有效性和生物活性原則，利用生物化學(xué)、生物有效性和生物活性原則，把重金屬轉(zhuǎn)化為較低毒性產(chǎn)物把重金屬轉(zhuǎn)化為較低毒性產(chǎn)物 (絡(luò)合態(tài)、脫絡(luò)合態(tài)、脫烷基、改變價(jià)態(tài)烷基、改變價(jià)態(tài) ) u利用重金屬與微生物的親合性進(jìn)行吸附及生利用重金屬與微生物的親合性進(jìn)行吸附及生物學(xué)活性最佳的機(jī)會(huì)，降低重金屬的毒性和物學(xué)活性最佳的機(jī)會(huì)，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(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理示意圖植物修復(fù)重金屬污染土壤的機(jī)理示意圖1. 酸性土壤中的毒害因子和植物的適