干旱对植物的影响

1、干旱对植物的影响 目录 农业干旱的类型 A 旱害生理机理 B 旱害对植物的影响 C 旱害的综合防控 D 农业干旱的类型 1）大气干旱：特点是空气干燥、高温和太阳辐射强， 有时伴有干风。在这种环境下植物蒸腾大大加强，但根系 吸收的水分不足以补偿蒸腾的支出，使植物体内的水分急 剧减少而造成危害。 2）土壤干旱：特点是土壤含水量少，水势低，作物 根系不能吸收足够的水分，以补偿蒸腾的消耗，致使植物 体内水分状况不良影响生理活动的正常进行，以致发生危 害。 3）生理干旱：特点是土壤环境条件不良，使作物根 系生命活动减弱，影响根系吸水，造成植株体内缺水而受 害。 旱害生理机理 膜的透性改变 与细胞膜紧密结

2、合的水分子层是细胞膜稳定的重要因素， 因此，当干旱引起极度脱水时，细胞膜失去水层，使膜脂分 子的排列发生改变，从双分子层结构改变为六角型，或微团 结构，使膜上出现亲水通道和裂缝，使内含物向外渗漏，同 时由于细胞膜失水和膜脂分子排列的改变，使蛋白在膜上的 位置和构形发生改变，丧失生物活性。 旱害生理机理 代谢失调 随着干旱引起的水分亏缺加剧，体内的合成酶活性下降， 合成代谢减弱，分解代谢加强。植物细胞失水，会使细胞质 的蛋白质凝聚，原生质由溶胶转变成凝胶。蛋白质分子因失 水而相互靠近，相邻两条肽链的巯基(-SH)氧化形成二硫键， 蛋白质空间构象破坏，蛋白质发生变性，使它的还原能力降 低。实验证明

3、，抗旱性与巯基含量相关，萎蔫叶片还原能力 降低。甘蓝叶片脱水试验证明，脱水时分子间二硫键增多与 细胞受伤害程度成正比，分子间二硫键的增多是引起细胞伤 害的原因，包括膜蛋白也会发生变性。 返回 旱害对植物的影响 旱害对植物外部形态的影响 旱害对植物生理生化的影响 旱害对植物外部形态的影响 1 蔬菜种子播种后如遇旱害，发芽很少或根本不发芽， 即使出苗，生长也很缓慢且幼苗纤弱，严重时很快枯死。 2 移栽后的蔬菜幼苗遇旱害，会影响到成活率；即便是 成活的幼苗，其生长也很缓慢，根系不发达，长势差。 3 植物生长发育阶段发生干旱时，蔬菜植株生长发育不 良，会出现大量落叶、落花、落果等，产量大减，严重者 绝

4、产。 4 受旱害影响，蔬菜的商品性下降，组织老化，纤维增 多，果实变小和变形，品质明显下降。 5 同时，病害会增加，例如日灼病、病毒病、红蜘蛛、 蚜虫等会明显增多，加重受害。 旱害对植物生理生化的影响 1 对光合作用的影响 干旱胁迫下，植物的光合作用迅速下降，抗旱性较强的 品种能维持相对较高的光合速率，在玉米、小麦、大麦、 蚕豆、棉花和水稻上的结果都证实了这个结论。 水分亏缺之所以使植物叶片光合速率降低，其主要原因有： (1)气孔阻力增大 气孔阻力是指气孔开度减少或关闭时对光合作 用中CO2吸收形成的阻力。气孔阻力增大，空气中CO2从叶面通过气 孔扩散到叶内气室及细胞间隙受阻，同化CO2的速率

5、降低。干旱虽然 不影响气孔长度，但气孔宽度因缺水而显著下降。单位面积气孔密度 增加。一些人认为，干旱条件下，叶片光合速率受抑制的主要因素是 气孔关闭，从而使气孔扩散阻力急剧增大。GrzesIAk等(1989)进一步 指出，干旱使气孔关闭，引起光合速率下降以老叶更甚。干旱条件下 气孔关闭是降低水分散失、维持生长所需要的膨压，也是保护细胞器 的一种重要适应反应。 (2)CO2同化受阻 气孔阻力增加与细胞内阻力增加都可能使CO2 同化受阻。细胞内阻力包括叶肉阻力和羧化阻力。前者是指CO2在细 胞间隙及细胞壁中的溶解以及传导至RuBP羧化酶反应部位的阻力； 后者则是指对羧化反应的阻力，它反映了RuBP

6、羧化酶固定CO2的能 力。KeCk等(1974)发现，干旱危害的原因之一是降低PS的效率， 从而使CO2同化受阻。 (3)叶绿素合成受阻叶绿体内参与光合作用的叶绿素合成受到许多外 界因素的影响，其中水分为重要制约因素之一。叶组织在水分缺乏时， 叶绿素形成受抑制，而且原有的叶绿素遭破坏，这与蛋白质合成有关。 因为缺水会影响核糖体的形成，使蛋白质合成受阻，而叶绿素在活体 内是与蛋白质相结合的。其直接证据是干旱条件下，特别是长期严重 干旱下，茎叶发黄，叶绿素含量降低。 旱害对植物生理生化的影响 2对呼吸作用的影响 干旱对呼吸作用的影响比较复杂，大多数植物受到严重 干旱胁迫时，呼吸强度下降，不抗旱品种

7、比抗旱品种下降 更多，可用呼吸强度来区分品种间抗旱性差异。但也发现 有些植物在干旱时呼吸强度增高，如洋长春藤增加34% 67，小麦增加6%等。出现这种相反现象有人认为是线 粒体膜受到破坏，阻碍了呼吸链电子传递过程，破坏了呼 吸链与氧化磷酸化的偶联，或者说是由于抑制了有氧呼吸， 因巴斯德效应而增加了无氧呼吸的结果。这时呼吸所产生 的能量，并不是都用在植物生长、生物合成和维持原生质 正常状态上，呼吸链和氧化磷酸化的破坏，使ATP的形成 受抑制，PO比值下降，呼吸产生的能量被浪费，细胞 代谢和生长发育受到阻碍。 旱害对植物生理生化的影响 3对渗透调节能力的影响 渗透调节能力是指植物在干旱胁迫下，细胞

8、除失水浓缩 外，还能通过代谢活动增加细胞内的溶质浓度，降低渗透 势，从而使细胞保持一定的膨压以维持正常的生命活动。 小米、高粱、小麦、棉花等作物已被发现抗旱品种比不抗 旱品种的渗透调节能力更强，植株在维持膨压的情况下渗 透势更低。 旱害对植物生理生化的影响 4对质膜透性的影响 植物在干旱胁迫下的膜伤害与质膜透性的增加是干旱伤 害的本质之一。植物在干旱条件下所积累的生物自由基及 其所诱导的过氧化氢等有毒物质，直接或间接启动膜脂的 过氧化作用，导致膜的损伤，电解质大量外渗，质膜透性 增加。 旱害对植物生理生化的影响 5蛋白质分解脯氨酸积累这方面与寒害有类似的情况， 随着干旱植物发生脱水，细胞内蛋白

9、质合成减弱而分解作 用加强，使植物体内蛋白氮减少而游离的氨基酸增多。一 方面是由于蛋白质合成代谢降低，合成代谢降低除与酶的 状态及活性大小有关系外，与有效的自由能供应也有直接 关系。 旱害对植物生理生化的影响 6激素变化植物遇到干旱后，萎蔫对植物体内源激素的影 响，总的规律是促进生长的激素减少而抑制生长的激素增多， 其中最明显的是脱落酸(ABA)含量增加。随着ABA增多，脯 氨酸含量也相应增高。 旱害对植物生理生化的影响 7酶活力的影响 干旱胁迫可以影响植物体内多种酶的活力。抗旱性强的 植物在干旱条件下有较低的核糖核酸酶和磷酯酶的活性，抗 旱性弱的植物正好相反。过氧化物酶活性与大豆抗旱呈负相 关，超氧化物歧化酶(SOD)对植物的抗旱性影响很大，小麦 幼苗SOD活性与幼苗抗旱性呈正相关，所以SOD活性可以作 为抗旱指标。 返回 旱害的综合防控 选好栽培地块。蔬菜栽培地应选择在不易发生旱害、有 灌溉条件、可取地下水补充、土层深厚肥沃、四周有较好 植被等的地方。 选好品种播种。根据情况选栽胡萝卜、甘蓝等较耐旱的 蔬菜。蔬菜种子要在浇足或灌足水后尽快播种。 科学施肥。适当多施腐熟猪、牛粪等厩肥，每茬蔬菜栽 培前耕整地时每亩施20002500千克厩肥改良土壤，增 强土壤的吸水、保水性能。 旱害的综合防控 及时浇水。夏秋季浇、灌水应选在傍晚进行。菜地浇足 或灌足水后