作物的水分環(huán)境與作物對(duì)水分的利用

作物的水分環(huán)境與作物對(duì)水分的利用第一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第二章作物的水分環(huán)境與作物對(duì)水分的利用

內(nèi)容提要一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡；(0.5h)二、作物對(duì)水分的吸收與利用；(0.5h)三、作物的干旱傷害；(1h)四、作物的濕、澇傷害。(1h)第二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第二章作物的水分環(huán)境與作物對(duì)水分的利用重點(diǎn)1、作物水分利用效率及作物對(duì)旱、澇的反應(yīng)；2、農(nóng)作系統(tǒng)中作物和土壤的水分狀況與平衡。

難點(diǎn)

作物水分利用效率及提高途徑。第三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日第二章作物的水分環(huán)境與作物對(duì)水分的利用水分環(huán)境不僅決定作物的分布、形態(tài)結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性，而且可從分子水平至群體水平制約作物的生活。水分因子是諸生態(tài)因子中變化最大、最不穩(wěn)定的因素，因此也是影響產(chǎn)量形成的關(guān)鍵因素之一。液態(tài)水分子理化特性及其作用：極性分子，是良好的溶劑和生化反應(yīng)介質(zhì)；水的比熱大，有利于調(diào)節(jié)環(huán)境和生物體溫度；水的內(nèi)聚力和表面張力大，保證水分運(yùn)輸時(shí)水柱不被拉斷；水具不可壓縮性，能夠傳遞機(jī)械力，維持細(xì)胞膨壓，保持枝葉挺立。第四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡1、作物體內(nèi)的水分：作物組織含水量為70-90%（1）作物體內(nèi)水分存在狀態(tài)自由水：存在于細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙、液泡、導(dǎo)管和管胞內(nèi)、以及其他組織間隙和細(xì)胞中未被緊密吸附的水分。變化較大，移動(dòng)性較強(qiáng)，參與植物的生命活動(dòng)。束縛水：細(xì)胞中受原生質(zhì)顆粒、細(xì)胞壁親水性物質(zhì)和一些有機(jī)、無機(jī)離子吸附的水。移動(dòng)性差，含量少，不參與植物的生命活動(dòng)，受外界環(huán)境影響小，但與膠體穩(wěn)定性和作物抗逆性有密切關(guān)系?；蠎B(tài)水：以基團(tuán)形式參與有機(jī)物形成，成為該分子結(jié)構(gòu)的一部分，約占作物一生耗水量的0.2%左右，對(duì)作物的生理作用不大。第五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡1、作物體內(nèi)的水分（2）作物體內(nèi)水分狀況指標(biāo)組織含水量（%）=（鮮重-干重）/鮮重×100含水量受大氣濕度和植株生理年齡的影響，應(yīng)用時(shí)須加以考慮。組織相對(duì)含水量（RWC）=（鮮重-干重）/（吸脹重-干重）×100細(xì)胞水勢(shì)：Ψw=Ψs+Ψp+Ψm單位:1MPa=10bar=9.87atm=106J/L=106N/m2吸脹重是指組織飽和吸水重。應(yīng)用水勢(shì)、相對(duì)含水量較理想。

第六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡2、土壤水類型及有效性土壤水分類型與可利用性表

土壤水分狀況及其可利用性水勢(shì)（MPa）0-0.006~-0.0033-1.5-3.1-1000第七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡2、土壤水類型及有效性土壤水分形態(tài)與可利用性重力水：>10μm孔隙中的水分；毛管水：0.2～10μm孔隙中的水分，即被毛細(xì)管吸持，而不因重力而下降流失的水分；吸濕水：<0.2μm孔隙中的水分，即被土壤顆粒強(qiáng)烈吸持，不能被作物吸收的水，是土壤處于風(fēng)干狀態(tài)所含有的水分。為什么重力水是旱作物的無效水？第八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡2、土壤水種類及有效性土壤水分類型與可利用性不同土壤類型的水分狀況作物可利用的土壤水分是萎蔫點(diǎn)與田間持水量間的水分。作物對(duì)不同土壤中水分的利用性不同。表

不同土類的田間持水量、萎蔫點(diǎn)及可利用水分的百分?jǐn)?shù)（%）第九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡3、農(nóng)作系統(tǒng)中水分循環(huán)平衡水的來源：降水（P，包括降雨、降雪、降霜等）、灌溉水（I）、地下水（只存在某些地下水位較高的地區(qū)）。

水的去向：徑流（Ro）、滲漏（D）、土壤蒸發(fā)（Es）、土層保留（ΔWs，如土壤膠體、毛管吸持）、植物蒸騰（Ep）、植物保留（ΔWp）。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)水量平衡方程：（P+I）-（Ro+D+Es+ΔWs+Ep+ΔWp）=0第十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D-2~-6巴-10~-15巴<-500巴-0.033巴~0.06巴（田間持水量）根吸收Sr保留ΔWpD保留ΔWsRO第十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡3、農(nóng)作系統(tǒng)中水分循環(huán)平衡水循環(huán)平衡的動(dòng)力太陽(yáng)輻射：影響土壤蒸發(fā)和作物蒸騰；重力：造成土壤水分滲漏和徑流；水勢(shì)梯度：導(dǎo)致水分從水勢(shì)高的地方流向水勢(shì)低的地方。第十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日一、農(nóng)作系統(tǒng)中水分及其循環(huán)平衡3、農(nóng)作系統(tǒng)中水分循環(huán)平衡在農(nóng)作系統(tǒng)中，由于存在作物對(duì)水分的吸收、傳導(dǎo)和蒸騰，水分的流動(dòng)便形成了土壤—作物—大氣連續(xù)體系（soil-plant-atmospherecontinuum，SPAC）。在這個(gè)體系中，水勢(shì)是以遞減的形式分布的，水的運(yùn)動(dòng)基本上是一個(gè)降低自由能的過程，并不需要額外能量的輸入。相鄰層次間的水通量可用：F=-KΔΨ描述，其中，K為水傳導(dǎo)度（水流阻力的倒數(shù)），ΔΨ為水勢(shì)梯度。第十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日3、農(nóng)作系統(tǒng)中水分循環(huán)平衡注：γa：大氣阻力；γc：邊界層阻力；γs：氣孔阻力；γm：莖阻力；γxy：導(dǎo)管阻力；γ土壤：土壤阻力；γr：根阻力圖第十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用1、水對(duì)作物的生理生態(tài)效應(yīng)生理作用生態(tài)作用2、作物對(duì)水分的吸收與傳導(dǎo)細(xì)胞吸水：細(xì)胞主要通過質(zhì)膜上的水孔以水集流的方式從環(huán)境中吸水；水分傳遞方向和限度依據(jù)水勢(shì)的相對(duì)大小。根-土之間的水分傳遞：根系吸水時(shí)，水分首先從根土接觸的界面較自由地進(jìn)入細(xì)胞壁，使細(xì)胞壁達(dá)到水飽和狀態(tài)，然后通過滲透作用，經(jīng)根表或根毛細(xì)胞質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞，再經(jīng)液泡膜進(jìn)入液泡中。第十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用2、作物對(duì)水分的吸收與傳導(dǎo)根表細(xì)胞到木質(zhì)部的水分傳遞：一般通過質(zhì)外體空間徑向傳遞，但由于根內(nèi)皮層細(xì)胞壁存在凱氏帶加厚，水分進(jìn)入根中柱木質(zhì)部，應(yīng)穿過根內(nèi)皮層細(xì)胞質(zhì)。根內(nèi)從表皮到木質(zhì)部導(dǎo)管各部位的水勢(shì)變化有一定的規(guī)律性。內(nèi)皮層以外的各細(xì)胞水勢(shì)從外到內(nèi)逐步降低，但內(nèi)皮層細(xì)胞水勢(shì)有突然的、較大幅度降低的現(xiàn)象，這稱為“內(nèi)皮層躍變現(xiàn)象”，具體機(jī)制不明。第十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用2、作物對(duì)水分的吸收與傳導(dǎo)導(dǎo)管系統(tǒng)中水的傳遞：水以集流的方式在導(dǎo)管死細(xì)胞中流動(dòng)，傳導(dǎo)阻力小。葉脈、葉肉細(xì)胞與大氣間的水分傳遞：發(fā)達(dá)的葉脈導(dǎo)管與葉肉細(xì)胞間建立了廣泛的聯(lián)系，并有較大的接觸面。水分首先由葉脈的木質(zhì)部傳遞給鄰近的葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁，再滲透到細(xì)胞內(nèi)部。水分散失時(shí)，水分從濕潤(rùn)的細(xì)胞壁表面以氣態(tài)蒸發(fā)到葉肉細(xì)胞間隙中，使其達(dá)到接近水蒸氣飽和狀態(tài)，然后通過氣孔擴(kuò)散到大氣。

第十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用2、作物對(duì)水分的吸收與傳導(dǎo)作物體內(nèi)水分的傳導(dǎo)動(dòng)力一般作物根細(xì)胞水勢(shì)為-0.2～-0.6MPa，葉細(xì)胞水勢(shì)為-1.0～-1.5MPa。Ψ根>Ψ莖>Ψ葉。保證水分在導(dǎo)管中流動(dòng)由三個(gè)方面的力量決定：根壓：由傷流和吐水現(xiàn)象可以說明。傷流量越大，根系活力越強(qiáng)；蒸騰拉力水分子內(nèi)聚力第十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用2、作物對(duì)水分的吸收與傳導(dǎo)作物體內(nèi)外水分運(yùn)動(dòng)阻力（s/cm表示）：根-土阻力：土壤類型及根的數(shù)量、根表面積不同，阻力大小不同。一般沙性土阻力小。導(dǎo)管體系阻力：導(dǎo)管細(xì)胞是死細(xì)胞，因此阻力較小。葉-氣阻力：包括氣孔阻力和邊界層阻力，與氣孔分布、形狀、結(jié)構(gòu)和大氣條件有關(guān)。第十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用注：阻力單位為s/cm，即水分運(yùn)動(dòng)1cm所需時(shí)間。在總阻力中，根土阻力占比例較大，其大小取決于根的數(shù)量、根表面積大小。表第二十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用3、作物水分的蒸騰與散失①作物個(gè)體水分散失的部位和方式作物體內(nèi)的水分絕大部分從葉片上散失，而葉片水分散失部位則由氣孔和角質(zhì)層組成，并以氣孔為主，但在某些情況下，如植株幼嫩時(shí)，角質(zhì)層蒸騰可達(dá)葉片總蒸騰的50%。低溫、干旱可加大角質(zhì)層蒸騰。暴露于空氣中的枝條也會(huì)散失部分水分，這與表皮木栓化程度、皮孔的多少及有無裂縫有關(guān)。根系吸收的水分上運(yùn)過程中，有少量水分可從干土層中的根表面散失到土壤中，其數(shù)量隨根系老化程度加重而減少。植物還可通過“吐水”從葉緣散失液態(tài)水。第二十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用3、作物水分的蒸騰與散失②作物群體的水分蒸騰群體條件下，所有個(gè)體均可散失水分，擴(kuò)散的水汽在群體中交匯，使群體株叢中的空氣比外界更為潮濕，只有群叢內(nèi)上層空氣中的水汽可以比較容易擴(kuò)散到大氣中，下部的水汽擴(kuò)散阻力大，從而形成群叢內(nèi)自上而下水蒸氣壓逐漸增高，下部常會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài)。光在群體中分布也越往下越少，下部葉的氣孔開度減小，蒸騰速率降低。作物群體的蒸騰作用主要發(fā)生在上層，不管群體多么復(fù)雜，可把群體暴露在空氣中的外表面看作其蒸騰表面，整個(gè)群體的蒸騰失水遠(yuǎn)少于單個(gè)孤立個(gè)體的蒸騰量之和。群體表面粗糙度較大時(shí)，群體蒸騰量增加。第二十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用3、作物水分的蒸騰與散失③影響作物蒸騰作用的因素作物蒸騰作用在外部因素上受大氣因子（光、溫、濕等）影響，在內(nèi)部因子上主要受氣孔的調(diào)節(jié)。太陽(yáng)輻射:以信號(hào)的形式影響氣孔的開關(guān)；以能量形式影響作物體溫及環(huán)境的溫、濕度。

溫、濕度:影響土壤、作物和大氣的水勢(shì)。

風(fēng)速：在農(nóng)田周圍設(shè)置防護(hù)林，可減小風(fēng)力影響，降低蒸騰失水。土壤水分狀況：決定于土壤有效水含量。

作物類型：不同作物類型，蒸騰速率不同。

第二十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用3、作物水分的蒸騰與散失④作物蒸騰作用的規(guī)律性變化蒸騰作用的季節(jié)性變化：水稻全生育期蒸騰強(qiáng)度呈拋物線，以拔節(jié)期及抽穗期（即葉面積最大時(shí)）最高。蒸騰作用的日變化：與氣孔導(dǎo)度的日變化相似。一般情況下，表現(xiàn)為單峰曲線，中午前后（13時(shí)左右）蒸騰強(qiáng)度最大，晚間十分微弱；某些作物、某些條件下，蒸騰作用的日變化呈雙峰曲線，即表現(xiàn)出“午睡”現(xiàn)象，可通過增加供水、降溫等措施進(jìn)行削減。第二十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用4、作物體內(nèi)的水分平衡機(jī)理與分配原則圖第二十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用4、作物體內(nèi)的水分平衡機(jī)理與分配原則作物體內(nèi)水分平衡機(jī)理作物的水分平衡受土壤水分狀況和蒸騰失水的調(diào)節(jié)。在土壤供水狀況良好時(shí)，植株體內(nèi)水勢(shì)變化受晝夜節(jié)律的影響，但處于平衡狀態(tài)。當(dāng)水分的吸收、運(yùn)輸、損耗三者協(xié)調(diào)時(shí)，作物體處于良好水分平衡狀態(tài)。當(dāng)土壤供水不足時(shí)，作物體內(nèi)的水分平衡被打破。第二十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用4、作物體內(nèi)的水分平衡機(jī)理與分配原則作物體內(nèi)水分分配原則①在水勢(shì)差的支配下，由高水勢(shì)部位向低水勢(shì)部位分配；②當(dāng)蒸騰大于吸水時(shí)，水分優(yōu)先向分生組織、幼嫩器官（幼葉、幼果）及蒸騰旺盛的功能葉分配；③當(dāng)嚴(yán)重缺水時(shí)，體內(nèi)水分可發(fā)生再分配，即分生組織、生長(zhǎng)點(diǎn)、成熟中的果實(shí)可向老葉及花和未成熟果實(shí)奪取水分，導(dǎo)致葉片、花和幼果的脫落。第二十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用5、作物的需水規(guī)律及水分利用效率作物需水量：可用在最佳水分供應(yīng)條件時(shí)達(dá)到作物旺盛生長(zhǎng)的田間蒸散量（ET）估算作物田間需水量：ET=Es+Ep，Es為土表直接蒸發(fā)失水量，Ep為作物蒸騰失水量，用kg或mm表示。作物一生的需水量也可根據(jù)蒸騰系數(shù)，即作物每形成1g干物質(zhì)所需要消耗的水分克數(shù)來估測(cè)。水分臨界期：作物對(duì)缺水最敏感的時(shí)期。一般在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)末期到生殖生長(zhǎng)時(shí)期。此期的作物對(duì)缺水的反應(yīng)最強(qiáng)烈，因此要保證此期的作物需水。

最大需水期：作物對(duì)水分需求量最大的時(shí)期。一般是作物生長(zhǎng)最快的時(shí)期。第二十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用5、作物的需水規(guī)律及水分利用效率作物對(duì)水分的有效利用在農(nóng)作系統(tǒng)的水去向中，只有通過作物蒸騰所消耗的水才是有效利用的水分，因?yàn)橛筛滴罩寥~面蒸騰的水流與礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)相耦聯(lián)，氣孔水蒸騰又與CO2的吸收反向耦聯(lián)，所以作物的蒸騰與產(chǎn)量形成密切相關(guān)。作物蒸騰失水約占作物吸水總量的95%。水分利用效率（WUE）=干物質(zhì)生產(chǎn)重量/消耗水kg。水分利用效率與作物的特性及其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力有關(guān)。第二十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用5、作物的需水規(guī)律及水分利用效率作物水分利用效率的表達(dá)方法及其意義：（1）WUE=干物重積累(g)/Ep(kg)又稱為作物的蒸騰效率（TE），也是通常所指的水分利用效率，廣泛用于評(píng)價(jià)不同作物或不同品種的水分利用效率。（2）WUE=作物產(chǎn)量（Y）/田間水分蒸散作用消耗的水量（ET）其中，Y為kg，ET為Es+Ep之和。Es為土表直接蒸發(fā)失水量，Ep為作物蒸騰失水量，用kg或mm表示。這反映田間水分蒸騰散失效率，在評(píng)價(jià)田間總耗水效率上具實(shí)用意義。第三十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用5、作物的需水規(guī)律及水分利用效率作物水分利用效率的表達(dá)方法及其意義：（3）WUE=Y（產(chǎn)量）/I（灌溉用水量m3）它反映灌溉用水的效率，在確定最佳灌溉定額時(shí)具重要意義。（4）WUE=Y（產(chǎn)量）/WP（自然降水量mm）它反映對(duì)自然降水的利用效率，是旱地雨養(yǎng)農(nóng)作的重要指標(biāo)。

第三十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日表第三十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日二、作物對(duì)水分的吸收與利用6、提高農(nóng)田水分利用效率的途徑新品種培育改善農(nóng)田水利設(shè)施改善栽培措施

第三十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害旱害:由于缺水干旱對(duì)作物所造成的傷害。

1、作物干旱脅迫程度分級(jí)干旱分級(jí)指標(biāo)分級(jí)與供水良好時(shí)相比細(xì)胞水勢(shì)下降相對(duì)含水量下降輕度脅迫幾個(gè)bar8-12%中度脅迫數(shù)bar～15bar10-20%嚴(yán)重脅迫>15bar>20%注：中度脅迫條件下，作物的反應(yīng)既是傷害的表現(xiàn)，也是適應(yīng)性的表現(xiàn)。第三十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害2、作物對(duì)缺水的反應(yīng)及敏感性缺水條件下作物生理生化反應(yīng)內(nèi)源激素變化：內(nèi)源激素平衡被破壞；滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量變化：較顯著的是細(xì)胞質(zhì)一些小分子有機(jī)物質(zhì)，如游離脯氨酸、甜菜堿大量積累。

物質(zhì)合成能力變化：分解大于合成；呼吸代謝途徑變化：PPP途徑加強(qiáng)，形成的C5糖可用于C同化；特異蛋白質(zhì)合成：如LEA蛋白、滲調(diào)蛋白、熱激蛋白、代謝酶類等。

第三十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害2、作物對(duì)缺水的反應(yīng)及敏感性作物類型對(duì)缺水的敏感性差異一般，C3作物敏感性>C4作物；常見作物：馬鈴薯、油菜>水稻>棉花>小麥、大豆>甘薯>玉米>高梁、粟。同一作物的不同品種對(duì)干旱缺水的敏感性也可能不同

第三十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日表第三十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害2、作物對(duì)缺水的反應(yīng)及敏感性作物生育期對(duì)缺水的敏感性差異：孕穗至抽穗期（或開花坐果期）>苗期。作物器官對(duì)缺水的敏感性差異：地上部>地下部；葉>芽和生長(zhǎng)點(diǎn)；老葉>幼葉；花和幼果>成長(zhǎng)中果實(shí)。作物生理過程對(duì)缺水的敏感性差異：生長(zhǎng)>氣孔運(yùn)動(dòng)>蒸騰>光合>物質(zhì)運(yùn)輸。第三十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D第三十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害2、作物對(duì)缺水的反應(yīng)及敏感性在干旱脅迫過程中，作物的生理反應(yīng)存在適應(yīng)和惡化兩個(gè)階段：適應(yīng)階段：此階段的水勢(shì)大小反映作物抗旱性強(qiáng)弱。地上部生長(zhǎng)受抑，根生長(zhǎng)受促進(jìn)，根吸水能力上升；代謝發(fā)生結(jié)構(gòu)性改組，強(qiáng)化能量代謝，加強(qiáng)氧化磷酸化反應(yīng)，加強(qiáng)ABA、滲透物質(zhì)和逆境蛋白合成；提高細(xì)胞持水能力。由于適應(yīng)階段的存在，也為作物的抗旱調(diào)節(jié)提供了條件。第四十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害2、作物對(duì)缺水的反應(yīng)及敏感性惡化階段：當(dāng)干旱程度超過了適應(yīng)階段，作物的旱害便進(jìn)入惡化階段，表現(xiàn)不可逆?zhèn)?。生理過程中能量代謝遭破壞：氧化磷酸化解偶聯(lián)；原生質(zhì)環(huán)流中止：生化代謝、物質(zhì)運(yùn)輸受阻；生物合成下降：物質(zhì)代謝趨向分解和氧化；細(xì)胞持水能力下降；呼吸作用的能量有效性下降。

第四十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害3、緩解作物旱害的途徑（1）選育抗旱能力強(qiáng)優(yōu)良品種通過遺傳改良方法培育抗旱作物品種是解決作物抗旱性的根本途徑，但目前通過常規(guī)方法培育高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)品種成效并不顯著，仍需加強(qiáng)探索研究。（2）改善土壤保水供水性能采取適宜農(nóng)藝栽培措施，改善土壤結(jié)構(gòu)，如增加土壤有機(jī)質(zhì)；科學(xué)耕作，提倡免耕、少耕、沿等高線耕作等措施，可有效改善土壤保水供水性能。第四十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害3、緩解作物旱害的途徑（3）覆蓋栽培降低土面水分蒸發(fā)覆蓋栽培，包括作物秸稈覆蓋、地膜覆蓋等，可有效提高土壤保水能力。（4）苗期抗旱鍛煉和有限灌溉通過抗旱鍛煉[如水稻曬田、作物間歇灌溉（SRI）等]，可促進(jìn)作物發(fā)生一系列適應(yīng)干旱的生理生化變化，特別是可通過刺激作物體內(nèi)ABA水平升高來促進(jìn)氣孔關(guān)閉、誘導(dǎo)特異蛋白的產(chǎn)生，提高抗旱性。

第四十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害3、緩解作物旱害的途徑（5）控制N肥，增施P、K肥N素水平過高，作物的抗旱性降低；N素水平過低，不利于作物地上部和根系生長(zhǎng)，不利于吸水；K素營(yíng)養(yǎng)：可提高作物的滲透調(diào)節(jié)能力；P素營(yíng)養(yǎng)：可提高作物能量和物質(zhì)代謝能力；Ca：起穩(wěn)定原生質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的作用。第四十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害3、緩解作物旱害的途徑（6）保水劑的應(yīng)用和作物抗旱性化學(xué)調(diào)控保水劑：由淀粉和聚丙烯為材料經(jīng)聚合而成的高分子化學(xué)材料，具極強(qiáng)的吸水能力，能吸收達(dá)到自身重量幾十甚至幾百倍的水分，它所吸持的水分可緩慢釋放，并能被作物根系所利用。保水劑現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于植樹造林、果樹栽培，但成本嫌略高。第四十五頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日三、作物的干旱傷害3、緩解作物旱害的途徑（6）保水劑的應(yīng)用和作物抗旱性化學(xué)調(diào)控化學(xué)調(diào)控包括以下幾類：①抗蒸騰劑：黃腐酸（FA）、藻酸、多聚丙烯酸、腐殖酸等，可有效降低氣孔開度，減少蒸騰失水，在禾谷類作物的灌漿結(jié)實(shí)期應(yīng)用效果良好；②植物生長(zhǎng)延緩劑：又稱為抗赤霉素，能有效抑制地上部生長(zhǎng)，增加葉片厚度（作物光合速率與葉片厚度成正比），縮小細(xì)胞體積，減少蒸騰面積。如PP333多應(yīng)用于水稻、油菜，DPC多應(yīng)用于棉花、果樹等。

第四十六頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害

作物的濕害和澇害在某些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生，如湖北省1949年以來發(fā)生受害面積1000萬畝以上的大洪澇災(zāi)害就有18次。濕害(waterlogging)：土壤含水量超過最大田間持水量時(shí)，對(duì)旱作物所造成的傷害。澇害(floodinjury)：地面積水，淹沒了作物一部分或全部，對(duì)作物所造成的傷害。第四十七頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害1、作物對(duì)濕、澇的形態(tài)、生理反應(yīng)作物濕、澇傷害的成因作物受澇時(shí)，水本身對(duì)作物的危害不大，主要是由于缺O(jiān)2造成的直接和間接傷害。作物濕澇傷害的形態(tài)、生理反應(yīng)種子的浸水傷害：淹水所導(dǎo)致的作物發(fā)芽率大幅度下降或喪失發(fā)芽能力。與無氧呼吸、離子滲漏等有關(guān)。絕大多數(shù)作物種子在淹水條件下不能萌發(fā)，即使耐淹水能力強(qiáng)的水稻種子在水中也僅限于胚芽鞘的伸長(zhǎng)，而無根和幼葉的發(fā)生和生長(zhǎng)。第四十八頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日表玉米種子萌發(fā)期對(duì)淹水較敏感，小麥種子有較高耐性。第四十九頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害1、作物對(duì)濕、澇的形態(tài)、生理反應(yīng)作物濕澇傷害形態(tài)、生理反應(yīng)植株形態(tài)反應(yīng)缺氧導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢、停止，根系發(fā)黑，葉柄偏上性生長(zhǎng)，葉片、花幼果死亡脫落或腐爛，露出水面的葉片逐漸萎蔫、失綠黃化進(jìn)而枯萎死亡或脫落。在淹水條件下，某些作物還可能發(fā)生某些適應(yīng)性反應(yīng)，如淹水中的節(jié)間、葉柄或葉鞘伸長(zhǎng)，莖節(jié)處發(fā)生不定根及部分薄壁細(xì)胞解體形成通氣腔和皮孔等。

第五十頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D第五十一頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害1、作物對(duì)濕、澇的形態(tài)、生理反應(yīng)生理反應(yīng)無氧呼吸、ATP合成減少：無氧呼吸大量消耗呼吸基質(zhì)導(dǎo)致饑餓和能量供應(yīng)減少和能量匱乏，并積累有毒物質(zhì)，引起細(xì)胞中毒死亡。水澇缺氧還使線粒體數(shù)量減少，腫脹，嵴數(shù)減少；如果缺氧時(shí)間過長(zhǎng)則導(dǎo)致線粒體失活。內(nèi)源激素平衡關(guān)系改變：生長(zhǎng)促進(jìn)型激素合成減少，生長(zhǎng)抑制型激素合成增加，促進(jìn)衰老、脫落。氣孔關(guān)閉、光合作用受阻：正常生物合成受阻、水解加強(qiáng)：第五十二頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害1、作物對(duì)濕、澇的形態(tài)、生理反應(yīng)生理反應(yīng)產(chǎn)生某些逆境蛋白：如玉米幼苗在淹水時(shí)可快速合成厭氧多肽，這些特異蛋白中有一些是糖酵解或糖代謝有關(guān)的酶，有利于調(diào)節(jié)碳代謝、維持生存所需的能量供應(yīng)和減少有毒物質(zhì)的形成與積累。根系吸收能力和正常合成能力下降：由于對(duì)水分的吸收能力降低，作物常表現(xiàn)出受旱形態(tài)特征；由于ATP合成少，根系主動(dòng)吸收能力下降，導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)失調(diào)。第五十三頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害1、作物對(duì)濕、澇的形態(tài)、生理反應(yīng)漬澇造成的次生傷害離子脅迫傷害：土壤受淹剖面中鹽分濃度上升，如Na+、Cl-濃度增加，阻止作物體內(nèi)Na+、Cl-離子排出，造成細(xì)胞鹽害、中毒。土壤產(chǎn)生有毒物質(zhì)：土壤處于還原狀態(tài)下，pH下降,產(chǎn)生一系列有毒物質(zhì)，如Mn2+、NO2-、Fe2+、H2S、CH4、脂肪酸、不飽和酚、醛類、酮類等，對(duì)植株造成毒害。加劇營(yíng)養(yǎng)失調(diào)：如硝態(tài)氮發(fā)生反硝化作用，以氣態(tài)N釋放；S、Zn、Cu等有效性下降；P、Si、Mg、Mn、Fe等有效性提高，易流失。第五十四頁(yè)，共六十頁(yè)，2022年，8月28日四、作物的濕害與澇害2、作物對(duì)濕、澇的耐性①與作物通氣組織的發(fā)達(dá)程度和無氧呼吸系統(tǒng)的完善程度有關(guān)有些作物，如水稻的根、莖、