干旱对植物的影响

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，P／O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，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。
• (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PSⅡ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。
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旱害的综合防控
• ①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。 • ②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。
• ③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2000～2500千克厩肥改良土壤，增 强土壤的吸水、保水性能。
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。
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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。
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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
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。
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• 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。
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干旱对植物的影响
目录
A B C
农业干旱的类型 旱害生理机理
旱害对植物的影响
D
旱害的综合防控
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。
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2）土壤干旱：特点是土壤含水量少，水势低，作物
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。
旱害的综合防控
• ④及时浇水。夏秋季浇、灌水应选在傍晚进行。菜地浇足 或灌足水后在早晨或傍晚中耕锄草，可切断土壤毛细管， 大大降低蒸发量。旱时不搞漫灌、串灌，采用沟灌和穴灌， 有条件的进行滴灌或渗灌，尽量节约用水，提高用水效率。
• ⑤覆盖防旱。干旱发生前在行间覆盖稻（麦）草、谷壳、 地膜等，每次灌、浇水后覆盖1层1厘米左右厚的干细土或 草木灰等，干旱时覆盖遮阴等，都有一定防旱效果。
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。