植物栽培生理學(xué)第六章課件

1、植物栽培生理學(xué)第六章植物栽培生理學(xué)第六章逆境：對植物生長發(fā)育有不利影響的環(huán)境因素稱為逆境。環(huán)境脅迫：逆境對植物生長發(fā)育的影響稱為環(huán)境脅迫。環(huán)境脅迫是世界上植物生產(chǎn)的重要限制因素，制約了產(chǎn)量潛力和品質(zhì)的充分表達。逆境：對植物生長發(fā)育有不利影響的環(huán)境因素稱為逆境。環(huán)境脅迫：作物逆境種類病害（Diseases）生物逆境Biotic stress非生物逆境Abiotic stress害蟲（Pest insects）雜草（weed）等溫度脅迫Temperature stress高溫High temperature低溫Low temp冷害（0）凍害（0）干旱（drought）水分脅迫Water stres

2、s濕害、漬害（water logging）礦物質(zhì)脅迫Mineral stress鹽堿（Salinity）鋁害（Aluminium）缺鐵（Fe Deficiency）等 廣義逆境(stress）作物逆境種類病害（Diseases）生物逆境非生物逆境害蟲（第一節(jié) 作物的旱害和澇害一、作物的旱害1.干旱的類型旱害是指土壤水分虧缺或空氣相對濕度過低對作物的危害。 按發(fā)生的原因，旱害可分為土壤干旱、大氣干旱和生理干旱3種類型；按發(fā)生的季節(jié)，干旱可分為春旱、夏旱、秋旱和冬旱4種。 第一節(jié) 作物的旱害和澇害一、作物的旱害1.干旱的類型旱害是2.干旱對作物生理過程的影響1）生長和滲透勢：干旱使作物細胞緊張度降

3、低，細胞不能增大和正常分裂，導(dǎo)致整個生長率下降；使作物細胞中溶質(zhì)含量提高，滲透勢下降。2）氣孔反應(yīng)：干旱導(dǎo)致氣孔關(guān)閉。因空氣濕度降低，使多數(shù)作物保衛(wèi)細胞強烈蒸騰失水多于相鄰表皮細胞，保衛(wèi)細胞膨壓降低，氣孔阻力加大，促使氣孔開度減小直到關(guān)閉。3）光合作用：干旱使作物光合作用減弱，其原因：一是氣孔關(guān)閉，阻礙CO2的交換；二是因干旱使作物葉面積減小，降低了光合能力；三是使葉綠體活性降低，表現(xiàn)為對CO2同化的非氣孔性限制。4）呼吸作用：干旱使植株呼吸作用減弱，呼吸強度下降。2.干旱對作物生理過程的影響1）生長和滲透勢：干旱使作物細胞5）內(nèi)源激素：干旱影響植物體內(nèi)的細胞分裂素CTK和脫落酸ABA水平及比

4、例關(guān)系。干旱使CTK減少，ABA增多，同時使乙烯Eth產(chǎn)生，生長素IAA、赤霉素GA下降。6）酶活性：干旱使植物體內(nèi)的酶活力變化。一般是使參與合成反應(yīng)的酶類和一些本身周轉(zhuǎn)很快的酶類活性下降，使水解酶類和某些氧化酶的活性增加。植株因正常代謝受到影響而受害。7） 吸收能力：干旱使土壤水勢下降，根系對離子的吸收和運轉(zhuǎn)下降，作物根系對養(yǎng)分的吸收能力減弱。8）氮代謝：干旱使作物植株內(nèi)蛋白質(zhì)含量下降，游離氨基酸增多，植株氮代謝受到干擾，作物細胞受到毒害。5）內(nèi)源激素：干旱影響植物體內(nèi)的細胞分裂素CTK和脫落酸AB3. 作物干旱傷害的主要原理 機械傷害； 膜結(jié)構(gòu)與功能傷害； 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)遭到破壞。 3. 作物

5、干旱傷害的主要原理 機械傷害； 4. 作物對干旱的適應(yīng)1）抗旱性與耐旱性：國外學(xué)者將植物對干旱的適應(yīng)分為逃旱、避旱和耐旱3類。我國學(xué)者則認(rèn)為，作物對干旱的適應(yīng)方式只有抗旱性與耐旱性?？购敌裕褐缸魑镌S多形態(tài)、生理等生物學(xué)特性的綜合表現(xiàn)，是在干旱條件下適應(yīng)和抵抗干旱，使自身不受旱害的特性。耐旱性：是指作物受害后所表現(xiàn)出的適應(yīng)性。作物的抗旱性與根的抗旱特性、作物地上部的抗旱特性、植物細胞大小、原生質(zhì)的性質(zhì)和滲透調(diào)節(jié)作用有關(guān)。 4. 作物對干旱的適應(yīng)1）抗旱性與耐旱性：國外學(xué)者將植物對干2）農(nóng)作物種類間對干旱的不同反應(yīng)：不同種類的作物抗旱能力不同，同一種作物品種間的抗旱能力也有很大差異。谷子、高粱是作

6、物中最耐旱的，不論對大氣干旱和土壤干旱都有較強的抵抗能力。3）農(nóng)作物不同生育期的耐旱能力：農(nóng)作物不同生育期的耐旱能力是不同的，其共性為種子發(fā)芽需要足夠的水分；在苗期，特別是節(jié)根大量形成后比較耐旱；穗分化和開花期耐旱能力最弱。2）農(nóng)作物種類間對干旱的不同反應(yīng)：不同種類的作物抗旱能力不同5. 作物旱害的防御措施 大搞農(nóng)田基本建設(shè)； 選育抗旱品種； 合理布局與保墑耕作； 合理施肥、培肥地力、提高土壤的蓄水保墑能力； 抗旱鍛煉； 覆蓋與施用抗旱化學(xué)制劑； 植樹造林。5. 作物旱害的防御措施 大搞農(nóng)田基本建設(shè)；二、作物的熱害與抗熱性1. 作物受高溫?zé)岷Φ陌Y狀 作物由于高溫或灼熱而引起的組織傷害稱為熱害。

7、 葉片灼傷； 莖尖脫落； 雄花不育； 青枯； 花果脫落。二、作物的熱害與抗熱性1. 作物受高溫?zé)岷Φ陌Y狀 作物由于高2. 高溫?zé)岷ψ魑镂：C理 1）蛋白質(zhì)受損，合成受阻：高熱時蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。輕度受熱時反應(yīng)可逆；嚴(yán)重受熱時產(chǎn)生不可逆的變形而形成凝聚狀態(tài)。2）代謝失調(diào)及物質(zhì)受損：高熱使作物生長所需物質(zhì)遭破壞，正常的生化活動過程受干擾而影響正常代謝。光合有關(guān)酶失去正?；钚远种乒夂献饔谩?）脂類液化：高溫(55左右)可使作物膜上脂類液化，膜的透性難以維持，抗性降低；飽和脂肪酸也可能減少，使作物抗熱性減弱而產(chǎn)生傷害。2. 高溫?zé)岷ψ魑镂：C理 1）蛋白質(zhì)受損，合成受阻：高三、作物的澇害

8、作物的澇害可分為濕漬和淹澇2類。洪澇是典型的澇害。 1. 作物澇害的機理漬水和洪水淹沒對作物危害的共同點是缺氧使作物的生理生化過程受到影響。 三、作物的澇害 作物的澇害可分為濕漬和淹澇2類。洪澇是典型的1）澇害缺氧對作物有氧呼吸的影響：土壤積水或作物被淹沒時，因氧氣缺乏，根則只能進行無氧呼吸，常見的有氧呼吸酶類，如蘋果酸去氫酶、丙酮酸脫氫酶以及氧化磷酸化作用的各種酶類活性受到抑制，使氧化合成及呼吸受阻，作物生長減慢甚至爛根死苗。2）澇害缺氧與根系代謝：缺氧使根能量代謝下降，抑制根系的生長。缺氧使無氧代謝毒物增加，對作物產(chǎn)生毒害；缺氧還使膜結(jié)構(gòu)與功能遭到破壞。 1）澇害缺氧對作物有氧呼吸的影響：

9、土壤積水或作物被淹沒時，因3）澇害對作物地上部代謝的影響： 水分代謝失調(diào)：淹澇影響根系正常吸水、吸鹽、礦質(zhì)離子及原子團的吸收，引起營養(yǎng)失調(diào)和地上部代謝失調(diào)。由于淹水后根系對水分的吸收率下降，氣孔關(guān)閉，蒸騰作用降低，從而使葉片萎蔫。 光合作用受阻：土壤漬水或水淹沒作物時，根吸收受阻，上部氣孔堵塞，CO2進入和擴散困難，氣體交換受阻，從而影響光合作用及合成轉(zhuǎn)化。 激素平衡遭到破壞：漬澇改變了植物內(nèi)源激素的合成和運輸，從而改變了激素平衡，影響作物的生長。淹水條件下乙烯和ABA含量增加，根中IAA的合成受到干擾。而地上部的乙烯和ABA含量增加后，阻止地上部IAA向根系運輸，使地上部IAA含量增加。 3

10、）澇害對作物地上部代謝的影響：4）漬澇對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響： 漬澇對作物生長的影響：漬澇使作物體內(nèi)激素平衡改變(GA、CTK含量下降，ABA和乙烯含量增高，根系IAA合成下降)。因根對礦質(zhì)元素吸收減小，代謝中有毒物質(zhì)產(chǎn)生，光合作用下降，同化產(chǎn)物積累減少，從而抑制了莖、葉的生長，使葉面積下降。 漬澇對作物產(chǎn)量的影響：漬澇抑制作物生長發(fā)育，最終影響產(chǎn)量。 4）漬澇對作物生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響：2. 影響作物澇害程度的因素 影響作物澇害程度的因素很多，不同種作物、同一作物不同生育期、水質(zhì)、土壤性質(zhì)及作物抗病能力等均與澇害程度有關(guān)。一般，種類不同的作物，受澇害影響的程度也就不同，小麥比大麥耐澇，玉

11、米比大豆耐澇，油菜比馬鈴薯耐澇。同一作物在不同生育期，受澇害影響程度也不同。此外，淹水時間越長、淹水水層越深、水質(zhì)越渾濁、水流流速越快、水溫越高，則作物受澇害程度越重，減產(chǎn)也就越嚴(yán)重。 2. 影響作物澇害程度的因素 影響作物澇害程度的因素很多，不3. 抗?jié)车纳硪罁?jù)與技術(shù)措施 澇害的實質(zhì)是根系缺氧，進而引起作物體內(nèi)代謝失調(diào)和生長受阻。作物對澇害的生理適應(yīng)主要有2方面：一是在淹水后能使空氣中的氧氣通過氣孔和皮孔進入作物的地上部，并運輸?shù)礁?，以滿足根系呼吸和生長對氧的要求，即維持根系的氧氣供應(yīng)，避免缺氧；二是在淹水條件下作物對低氧或缺氧的代謝適應(yīng)性。 3. 抗?jié)车纳硪罁?jù)與技術(shù)措施 澇害的實質(zhì)是

12、根系缺氧，進而提高作物抗?jié)承缘纳硗緩剑?促進作物根組織發(fā)生變化，維持根的氧氣供應(yīng)； 加強代謝適應(yīng)性，以適應(yīng)低氧或缺氧環(huán)境。防澇的技術(shù)措施： 重視水利工程、建立農(nóng)田排灌系統(tǒng)； 因地制宜、合理布局； 加強抗?jié)吃耘喙芾恚?選用耐澇品種； 選擇培育耐澇品種； 澇后加強管理。提高作物抗?jié)承缘纳硗緩剑?促進作物根組織發(fā)生變化，維持根第二節(jié) 作物的冷凍害與適應(yīng)性一、冷害和凍害的區(qū)別 冷害是指作物在各生育期，遇到0以上的低溫造成的生理障礙，直接影響產(chǎn)量的低溫危害。冷害出現(xiàn)的頻率及強度與海拔和緯度有關(guān)。一般，海拔越高、緯度越高，則冷害出現(xiàn)的頻率高而危害重。 凍害則是指越冬作物在生長期間遭受0以下低溫危害。第

13、二節(jié) 作物的冷凍害與適應(yīng)性一、冷害和凍害的區(qū)別 冷害是指二、作物的低溫冷害和抗冷機理 1. 作物遭受低溫冷害的類型和特征 1）延遲型冷害：作物在營養(yǎng)生長期遭受低溫危害，影響了正常的生理活動，使其生長延緩、成熟受阻、產(chǎn)量下降，這種冷害稱為延遲型冷害。其特征是生長發(fā)育延遲、抽穗揚花遲、產(chǎn)量低、品質(zhì)差。2）障礙型冷害：作物在生殖生長時期，從幼穗分化到抽穗開花這段時間遭受低溫危害，使生殖器官正常的生理機能遭受破壞，造成穎花不育，空殼多而減產(chǎn)，這種冷害稱為障礙型冷害。3）混合型冷害：延遲型冷害和障礙型冷害在同一年度同時發(fā)生或在同一生長季節(jié)中相繼出現(xiàn)，作物在生育初期受低溫冷害而延遲生育，在幼穗發(fā)育到抽穗揚

14、花期又遭低溫危害，使部分穎花不育，成熟延遲，產(chǎn)生大量空秕籽粒而大幅度減產(chǎn)，這種冷害稱為混合型冷害。二、作物的低溫冷害和抗冷機理 1. 作物遭受低溫冷害的類型2. 不同作物對低溫冷害的反應(yīng) 1）水稻： 幼穗分化到抽穗揚花期間，水稻遭受的低溫危害最大。該時期的低溫危害多屬障礙型冷害。受害指標(biāo)因地區(qū)、季節(jié)的不同而不同。因北方稻區(qū)7、8兩月平均氣溫低于21.5等溫線，所以北方水稻在孕穗期遭障礙型冷害。南方雙季早稻的低溫冷害爛秧指標(biāo)為：春季日平均氣溫玉米高粱小麥。2）鎘：鎘對土壤會造成污染。3）鉛：鉛污染會抑制作物光合作用和蒸騰作用。4）砷： 砷是一種劇毒物質(zhì)，它包括有機砷化合物和無機砷化合物。水稻受砷危害后，根系生長受阻，分蘗少，植株矮小。 1）汞：汞在土壤和籽粒中易于積累。主