植物的環(huán)境脅迫生理課件

1、第一節(jié) 植物環(huán)境脅迫生理概述3、植物抗逆性：植物對逆境的抵抗和忍耐能力叫植物抗逆性，簡稱抗性。 4、脅變：在脅迫下，植物體發(fā)生的生理變化成為脅變。一、基本概念：二、環(huán)境脅迫與植物的關系1、對水分代謝的影響：多種不同的環(huán)境脅迫作用于植物體時均能造成水分脅迫，造成植物脫水，對膜系統(tǒng)得結構和功能產(chǎn)生影響。 直接的水分脅迫： 干旱。 間接的水分脅迫： 低溫和冰凍鹽 漬高 溫輻 射 （一）、環(huán)境脅迫對植物代謝活動的影響（一）、環(huán)境脅迫對植物代謝的影響2、對光合作用的影響：使光合酶活性下降、氣孔關閉、造成二氧化碳供應不足而使植物的光合作用下降。3、對呼吸作用的影響：植物的呼吸速率不穩(wěn)。4、對物質(zhì)代謝的影響

2、：分解酶活性高于合成酶活性，物質(zhì)分解大于合成。（二）植物對環(huán)境脅迫敏感性的差異1.逆境逃避： 指植物通過對生育周期的調(diào)整來避開逆境的干擾，在相對適宜的環(huán)境中完成其生活史。2、逆境忍耐： 指植物處于不利環(huán)境時，通過代謝反應來阻止、降低或修復由逆境造成的損傷，使其仍保持正常的生理活動。（三）植物抵抗環(huán)境脅迫的生理基礎1、生物膜結構與自由基平衡2、逆境蛋白及其意義3、滲透調(diào)節(jié)與滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)4、內(nèi)源激素的變化第二節(jié) 溫度脅迫生理 植物生長對溫度的反應有三基點，即最低溫度、最適溫度和最高溫度。超過最高溫度，植物就會遭受熱害。低于最低溫度，植物將會受到寒害 (包括冷害和凍害)。溫度脅迫即是指溫度過低或過高

3、對植物的影響。 一、低溫脅迫生理（一）寒害和植物的抗寒性 1、冷害 ：冰點以上低溫對植物的危害叫做冷害。2、抗冷性：植物對冰點以上低溫的適應能力叫抗冷性。（一）寒害和植物的抗寒性 （1）、直接傷害：葉片失綠和萎蔫、死苗或僵苗不發(fā)、籽?？瞻T、果蔬貯藏期遇低溫，表皮變色，局部壞死，形成凹陷斑點。（2）、間接傷害：膜透性增加選擇透性減弱，膜內(nèi)大量溶質(zhì)外滲；原生質(zhì)流動減慢或停止；吸水能力和蒸騰速率都明顯下降，水分代謝失調(diào)；葉綠體分解加速，葉綠素含量下降；呼吸速率大起大落等。植物冷害的癥狀：正 常 植株在2條件下處理1天后的植株（一）寒害和植物的抗寒性 3、凍害：冰點以下低溫對植物的危害叫做凍害。4、抗

4、凍性：植物對冰點以下低溫的適應能力叫抗凍性。 葉片如燙傷，組織因細胞失去膨壓而變軟，葉色變?yōu)楹稚瑖乐貢r死亡。（一）寒害和植物的抗寒性 植物凍害的癥狀：凍害的機理： A、 胞間結冰：環(huán)境溫度緩慢下降，質(zhì)外體（細胞間隙）結冰，引起胞質(zhì)水分虧缺。 B、胞內(nèi)結冰：環(huán)境溫度驟然下降，質(zhì)外體與共質(zhì)體均結冰，冰在形成或融化過程中對亞細胞精細結構的機械傷害（二）提高植物抗寒性的措施 、抗寒鍛煉 ：在植物遭遇低溫冷害之前，逐步降低溫度，使植物提高抗凍的能力，是一項有效的措施。 右圖植株先在下鍛煉天，和左圖植株共同放在下天后，再放在室溫下天的生長狀況（二）提高植物抗寒性的措施 2 化學誘導控制：調(diào)節(jié)CTK、AB

5、A的比例，采用其它生長延緩劑。3.加強田間管理：調(diào)節(jié)N、P、K比例，薄膜等覆蓋，培育壯苗等。二、高溫脅迫生理（一）熱害與抗熱性 ： 、概念：由高溫引起植物傷害的現(xiàn)象稱為熱害。而植物對高溫脅迫的適應則稱為抗熱性。、根據(jù)不同植物對溫度的反應，可將植物分三類：喜冷植物 中生植物喜溫植物 二、高溫脅迫生理2、植物熱害的癥狀：葉片死斑明顯，葉綠素破壞嚴重，器官脫落，亞細胞結構破壞變形。 （二）、高溫對植物的危害1、直接傷害：2、間接傷害：蛋白質(zhì)變性： 脂類液化： 引起植物過度的蒸騰失水呼吸作用大于光合作用 積累產(chǎn)生的有毒物質(zhì) 熱鍛煉能提高植物的耐熱性、在生長的苗、現(xiàn)在處理兩小時，再在處理小時，后在生長的

6、苗、在處理小時，后在生長的苗第三節(jié)水分脅迫生理 一、水分虧缺生理： (一) 植物旱害的癥狀：1、干旱：植物常遭受的有害影響之一是缺水，當植物耗水大于吸水時，就使組織內(nèi)水分虧缺。過度水分虧缺的現(xiàn)象，稱為干旱。 、干旱種類：（1）、土壤干旱（2）、大氣干旱（3）、生理干旱、外部干旱表現(xiàn)：（1）、萎蔫：有暫時萎蔫與永久萎蔫。（2）、生長減慢。一、水分虧缺生理： 、旱害：是指土壤水分缺乏或大氣相對濕度過低對植物的危害。植物抵抗旱害的能力稱為抗旱性。旱生植物(二)植物旱害的機理： 1.改變膜的結構及透性： 當植物細胞失水時，原生質(zhì)膜的透性增加，大量的無機離子和氨基酸、可溶性糖等小分子被動向組織外滲漏。2

7、.破壞了正常代謝過程： 細胞脫水對代謝破壞的特點是抑制合成代謝而加強了分解代謝，即干旱使合成酶活性降低或失活而使水解酶活性加強。水分不足使光合作用顯著下降，直至趨于停止。 (三) 植物的抗旱特征1.形態(tài)：根系發(fā)達而深廣，根冠比大；細胞小，維管束發(fā)達；單位面積氣孔數(shù)多；輸導組織發(fā)達；角質(zhì)或蠟質(zhì)層厚2.生理：脯氨酸、ABA等物質(zhì)積累多；水解酶活性保持穩(wěn)定，合成酶活性不削弱；保水力強。、植物抗旱特征：2. 提高作物抗旱性的途徑：（1）、抗旱鍛練：如蹲苗、擱苗、餓苗等。（2）、合理施肥：P、K、B、Cu等；（3）、化學誘導：CaCl2、ZuSO4等；（4）、生長延緩劑及抗蒸騰劑；如ABA、CCC(矮壯

8、素);（5）、抗旱育種。二、水分過剩生理：(一)植物澇害的癥狀：1.濕害 ：指土壤過濕、水分處于飽和狀態(tài)，土壤含水量超過了田間最大持水量，根系生長在沼澤化的泥漿中，這種澇害叫濕害。 2.澇害： 典型的澇害是指地面積水，淹沒了作物的全部或一部分。在低濕、沼澤地帶、河邊以及在發(fā)生洪水或暴雨之后，常有澇害發(fā)生。 3、植物澇害得癥狀：地上部與根系的生長均受到阻礙，個體矮小、葉色變黃、根尖變黑、葉柄偏上生長。 (二)植物澇害的機制： 1.代謝紊亂 2.營養(yǎng)失調(diào) 3.生長受抑 (三) 植物的抗?jié)承裕?.機理有發(fā)達的通氣系統(tǒng)，代謝上提高對缺氧的忍耐力，改變呼吸途徑，如以磷酸戊糖途徑代替糖酵解過程；破壞或抑制

9、有害物質(zhì)的合成。2. 防澇排澇措施。第四節(jié)其它方面的脅迫生理 一、生物脅迫生理：（一）病害：病菌對植物的侵襲和傷害稱為病害。植物抵抗病菌侵襲的能力稱抗病性。寄主對病原物的反應可分感病、耐病、抗病和免疫等類型。、病害的脅迫生理：植物從完全不發(fā)病到嚴重發(fā)病，是一個連續(xù)過程，植物的抗病受遺傳的控制、代謝的控制及環(huán)境的控制。病害可引起作物水分平衡失調(diào)，呼吸作用加強，光合作用下降，激素發(fā)生變化，同化物運輸受干擾等。、植物抗病的生理基礎：包括形態(tài)結構屏障，組織局部壞死，抑制物質(zhì)(含植保素)等。一、生物脅迫生理：（二）蟲害：（1）、拒蟲性：通過物理方式干擾害蟲的運動機制。（2）、抗蟲性：當植物體內(nèi)缺乏該營養(yǎng)

10、物質(zhì)時，就不會被害蟲取食，表現(xiàn)為抗蟲特性。2、植物抗蟲的生理基礎：不是絕對的，經(jīng)常受到氣候條件和栽培條件的影響。、植物抵抗害蟲的方式（三）、提高植物抗病性的途徑： 培育抗病品種，合理施肥，開溝排漬以降低地下水位，施用生長調(diào)節(jié)劑以誘導抗病蟲的相關基因的表達。二、 鹽堿脅迫生理 （一）、鹽分過多對植物的危害 ：1、概念：土壤中可溶性鹽過多對植物的不利影響叫鹽害。植物對鹽分過多的適應能力稱為抗鹽性。2、植物鹽害的機制：（一）、鹽分過多對植物的危害 ：（1）、滲透脅迫 ：由于高濃度的鹽分降低了土壤水勢，使植物不能吸水，甚至體內(nèi)水分外滲，因而鹽害通常表現(xiàn)為生理干旱，植物生長矮小，葉色暗綠。（2）、離子毒

11、害 ：鹽堿土中Na+、Cl-、Mg2+、SO42-等含量過高，會引起K+、HPO42-或NO3-等元素的缺乏。Na+濃度過高時，植物對K+的吸收減少，同時也易發(fā)生磷和Ca2+的缺乏癥。（3）、生理代謝紊亂：鹽分脅迫抑制甜土植物的生長和發(fā)育，并引起一系列的代謝失調(diào)：A、光合作用受到抑制。B、呼吸作用不穩(wěn)C、蛋白質(zhì)合成受阻D、有毒物質(zhì)鹽積累三、植物抗鹽性及其提高途徑 （一）、避鹽：雖然生長在鹽漬環(huán)境中，但植物體內(nèi)鹽分含量不高，因而就避免了鹽分過多對植物的傷害。1、排鹽 指有些植物吸收了鹽分并不在體內(nèi)存積而又主動地排泄到莖葉表面，然后沖刷脫落。2、稀鹽 有些植物并不分泌鹽，而是把吸進的鹽類進行稀釋。

12、稀釋的方式是通過吸水與加快生長速率，沖淡細胞內(nèi)鹽分濃度。三、植物抗鹽性及其提高途徑 3、拒鹽 通過細胞質(zhì)的調(diào)節(jié)“拒絕”一部分離子進入細胞，如用125mmol/L或250MMolL NACl處理大麥的一些品種，發(fā)現(xiàn)抗鹽的品種積累NA、Cl要比不抗鹽的品種少得多，種現(xiàn)象在小麥、大麥試驗中都很明顯。（二）、耐鹽：是通過生理上或代謝上的適應，忍受已進入細胞的鹽類。耐鹽的常見方式是通過細胞的滲透調(diào)節(jié)來適應因鹽漬而產(chǎn)生的水分逆境。如小麥、黑麥等遇鹽分過高時，可以吸收離子積累在液泡中，通過細胞滲透勢增高，水勢降低防止細胞脫水。 （三）、提高植物抗鹽性的途徑1、鹽分處理 ：植物產(chǎn)生對鹽分的忍受耐力必須要經(jīng)過一

13、個適應鍛煉過程，對逐漸上升的鹽分易適應，對突然遭遇高鹽環(huán)境就不能適應。種子在一定濃度的鹽溶液中吸水膨脹，然后再播種萌發(fā)，可提高作物生育期的抗鹽能力。2、篩選抗鹽品種： 不同作物抗鹽性不同，即使同一作物不同品種之間抗鹽性也有很大差異，可以根據(jù)土壤鹽分輕重不同，選育抗鹽性不同的品種。3、用植物激素處理植株：如噴施IAA或用IAA浸種，可促進作物生長和吸水，提高抗鹽性。ABA能誘導氣孔關閉，減少蒸騰作用和鹽的被動吸收，提高作物的抗鹽能力。濱藜（海馬齒）：生活于歐洲、地中海、北非與南非等海邊的鹽生植物四、 污染對植物的影響 （一）大氣污染1、概念與污染物：大氣污染：指大氣中廢氣體對植物的危害。包括：氧

14、化物質(zhì)，O3、NO2、Cl2；還原物質(zhì)，SO2，H2S，甲醛、CO；酸性物質(zhì)，HF、HCl、HCN、SO3、SiF4；堿性物質(zhì)，NH3；有機物質(zhì)，乙烯等四、 污染對植物的影響 2、癥狀與反應：急性傷害可在短時間內(nèi)使植物組織壞死。葉呈灰綠色，逐漸轉(zhuǎn)為暗綠色油漬或水漬斑，葉片變軟，壞死組織脫水變干，并呈現(xiàn)象牙色到紅色或暗褐色。慢性傷害是長期接觸亞致死濃度的污染氣體而受害。葉片失綠，變小畸形，加速衰老，癥狀據(jù)污染物不同而各異。受污染后光合降低，呼吸異常，干物累積減慢，酶活性改變。1、概念與污染物：水體污染與土壤污染：指水體和土壤中毒廢物質(zhì)對植物的危害。包括：酚類化合物，一元酚、二元酚、多元酚；氰化物，有機氰、無機氰；石油；洗滌劑；三氯乙醛；重金屬離子，汞、鉻、砷、硒、鉛、鎘、鋁；其它有機物等