植物的理化逆境生理.ppt
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1、植物的理化逆境生理现在学习的是第1页,共59页第一节第一节 干旱胁迫与植物的抗旱性干旱胁迫与植物的抗旱性一、干旱胁迫的类型一、干旱胁迫的类型二、干旱胁迫下植物的生理生化变化二、干旱胁迫下植物的生理生化变化三、植物抗旱的生理和发育机制三、植物抗旱的生理和发育机制四、提高植物抗旱性的途径四、提高植物抗旱性的途径现在学习的是第2页,共59页 在中国,干旱和半干旱地区约占国土面积的在中国,干旱和半干旱地区约占国土面积的50%50%左右,左右,大部分分布在北方,西北地区,因此,干旱是制约这一地大部分分布在北方,西北地区,因此,干旱是制约这一地区农业生产的主要限制因素。如果再加上其它非干旱地区区农业生产的
2、主要限制因素。如果再加上其它非干旱地区的地区季节性干旱的影响,干旱对农业生产的影响就更加的地区季节性干旱的影响,干旱对农业生产的影响就更加严重。严重。现在学习的是第3页,共59页概念概念旱害:旱害:指土壤水分缺乏或者大气相对湿度过低指土壤水分缺乏或者大气相对湿度过低对植物造成的危害。对植物造成的危害。抗旱性:抗旱性:植物对干旱的适应和忍耐能力。植物对干旱的适应和忍耐能力。现在学习的是第4页,共59页干旱干旱干旱干旱土壤干旱土壤干旱土壤干旱土壤干旱大气干旱大气干旱大气干旱大气干旱久旱无雨,土壤缺乏有效水久旱无雨,土壤缺乏有效水大气干旱,大气大气干旱,大气RH吸水,时间长了也会导致土吸水,时间长了
3、也会导致土壤干旱。壤干旱。一、干旱胁迫的类型一、干旱胁迫的类型生理干旱生理干旱生理干旱生理干旱土壤不缺水,根系不能正常吸水土壤不缺水,根系不能正常吸水(温度过低、浓度过高)(温度过低、浓度过高)现在学习的是第5页,共59页二、干旱胁迫下植物的生理生化变化二、干旱胁迫下植物的生理生化变化1.1.细胞膜结构受到破坏细胞膜结构受到破坏膜双分子层不连续,物质渗漏膜双分子层不连续,物质渗漏,电导,电导,膜,膜酶失活,代谢紊乱,严重时细胞死亡。酶失活,代谢紊乱,严重时细胞死亡。现在学习的是第6页,共59页2.2.呼吸作用急剧变化呼吸作用急剧变化与植物的种类、器官、年龄有关与植物的种类、器官、年龄有关黄豆、
4、玉米等黄豆、玉米等一直下降;一直下降;小麦叶片小麦叶片先升后降;先升后降;小麦根小麦根指数下降指数下降现在学习的是第7页,共59页3.3.光合作用减弱光合作用减弱水分轻度亏缺水分轻度亏缺气孔减小或关闭,影响气孔减小或关闭,影响COCO2 2浓度;浓度;水分中度或重度亏缺水分中度或重度亏缺叶绿体结构遭到破坏叶绿体结构遭到破坏4.4.内源激素代谢失调内源激素代谢失调 细胞分裂素细胞分裂素;乙烯、脱落酸;乙烯、脱落酸现在学习的是第8页,共59页5.5.核酸代谢受到破坏核酸代谢受到破坏 干旱可使植株体内的干旱可使植株体内的DNADNA、RNARNA含量下降含量下降6.6.积累渗透调节物质积累渗透调节物
5、质 通过渗透调节降低水势:通过渗透调节降低水势:无机离子;无机离子;有机物质有机物质现在学习的是第9页,共59页7.7.保护酶活性改变保护酶活性改变SODSOD、PODPOD、CATCAT8.8.干旱诱导蛋白干旱诱导蛋白植物在受到干旱胁迫时新合成的一类蛋白植物在受到干旱胁迫时新合成的一类蛋白9.9.营养失调营养失调 根量减少,影响离子的吸收;根量减少,影响离子的吸收;合成减少,分解增加,营养亏缺。合成减少,分解增加,营养亏缺。现在学习的是第10页,共59页抗旱性:植物适应和抵抗干旱的能力抗旱性:植物适应和抵抗干旱的能力包括包括系统抗旱性和细胞抗旱性系统抗旱性和细胞抗旱性系统抗旱性:系统抗旱性:
6、植物在干旱条件下,通过植物在干旱条件下,通过形态结构形态结构的改变和的改变和生生理反应理反应来维持植物的正常生长发育的能力来维持植物的正常生长发育的能力细胞抗旱性:细胞抗旱性:干旱条件下植物通过干旱条件下植物通过细胞生理生化变化细胞生理生化变化来抵御来抵御环境干旱胁迫的能力环境干旱胁迫的能力三、植物抗旱的生理和发育机制三、植物抗旱的生理和发育机制现在学习的是第11页,共59页1.1.形态结构特征:形态结构特征:凡是促进吸水,减少蒸腾,体内凡是促进吸水,减少蒸腾,体内水分运转流畅的结构都有利于抗旱。水分运转流畅的结构都有利于抗旱。a.a.根系、更高的根冠比根系、更高的根冠比-开源开源 b.b.叶
7、片更厚、叶面积变小、角质层更厚叶片更厚、叶面积变小、角质层更厚-“-“节流节流”。c.c.输导系统更为发达,气孔多且小输导系统更为发达,气孔多且小-流畅流畅(一)抗旱植物的一般特征(一)抗旱植物的一般特征现在学习的是第12页,共59页2.2.生理生化特征生理生化特征细胞有很高的细胞有很高的亲水能力亲水能力,防止细胞严重脱水。,防止细胞严重脱水。水解酶类保持稳定水解酶类保持稳定,减少生物大分子分解,保持原生质,减少生物大分子分解,保持原生质体,尤其是质膜不受破坏。使细胞代谢不至发生紊乱异体,尤其是质膜不受破坏。使细胞代谢不至发生紊乱异常。常。脯氨酸、甜菜碱和脱落酸等脯氨酸、甜菜碱和脱落酸等物质积
8、累降低渗透势物质积累降低渗透势,保护,保护膜系统。膜系统。(一)抗旱植物的一般特征(一)抗旱植物的一般特征现在学习的是第13页,共59页(二)植物抗旱的生理和发育机制(二)植物抗旱的生理和发育机制 避旱性避旱性御旱性御旱性 耐旱性耐旱性抗旱性抗旱性现在学习的是第14页,共59页 沙漠中生长的一沙漠中生长的一种叫短命菊的植物,种叫短命菊的植物,这种植物的种子在这种植物的种子在稍稍有雨水湿润有雨水湿润的情况下,的情况下,就迅速萌芽生长,开就迅速萌芽生长,开花结实。整个生命周花结实。整个生命周期,只有期,只有短短的三四短短的三四个星期个星期。1 1、避旱性:、避旱性:指植物在土壤和自身发生严重的水分
9、亏缺指植物在土壤和自身发生严重的水分亏缺之前,完成其生活史。之前,完成其生活史。现在学习的是第15页,共59页 2.2.御旱性:御旱性:指植物在干旱胁指植物在干旱胁迫下保持植株内部组织高迫下保持植株内部组织高水势或高含水量,维持其水势或高含水量,维持其一定程度地生长发育能力。一定程度地生长发育能力。如仙人掌,其一方面在组织内贮藏大量的水分;另一方如仙人掌,其一方面在组织内贮藏大量的水分;另一方面,在白天关闭气孔,降低蒸腾,这样就避免干旱对它面,在白天关闭气孔,降低蒸腾,这样就避免干旱对它的影响。的影响。现在学习的是第16页,共59页3.3.耐旱性:耐旱性:指植物在受到干旱胁迫时能够在较低的细胞
10、水指植物在受到干旱胁迫时能够在较低的细胞水势或含水量下生存的能力。势或含水量下生存的能力。如植物遇到干旱如植物遇到干旱时,细胞内的渗时,细胞内的渗透物质会增加,透物质会增加,以提高细胞抗性。以提高细胞抗性。现在学习的是第17页,共59页四、提高植物抗旱性的途径四、提高植物抗旱性的途径1.1.抗旱育种抗旱育种 提取抗旱基因并加以利用,培育抗旱品种提取抗旱基因并加以利用,培育抗旱品种2.2.采取抗旱栽培措施采取抗旱栽培措施 加盖遮阳膜加盖遮阳膜加盖遮阳膜加盖遮阳膜现在学习的是第18页,共59页3.3.抗旱锻炼抗旱锻炼 种子萌动露出胚根时,在阴凉处风干,再吸水,再种子萌动露出胚根时,在阴凉处风干,再
11、吸水,再风干,反复数次,增强原生质的亲水性。风干,反复数次,增强原生质的亲水性。“蹲苗蹲苗”:在苗期适当控制水分,抑制生长,以锻炼其适在苗期适当控制水分,抑制生长,以锻炼其适应干旱的能力。(玉米、棉花等)应干旱的能力。(玉米、棉花等)“搁苗搁苗”:蔬菜移栽前让其适当萎蔫一段时间后再栽。蔬菜移栽前让其适当萎蔫一段时间后再栽。“饿苗饿苗”:红薯剪下的藤苗很少立即扦插,一般在阴凉处放置红薯剪下的藤苗很少立即扦插,一般在阴凉处放置1 13d3d甚至更长的时间。甚至更长的时间。现在学习的是第19页,共59页4.4.合理施肥合理施肥多施多施P P、K K肥,促进生根。肥,促进生根。P P素促进蛋白质的合成
12、,增大原生质的水合度,素促进蛋白质的合成,增大原生质的水合度,K K做做为渗透物质和促进碳水化合物运输,降低渗透势。为渗透物质和促进碳水化合物运输,降低渗透势。四、提高植物抗旱性的途径四、提高植物抗旱性的途径现在学习的是第20页,共59页5.5.化学调控技术化学调控技术a a:浸种:浸种 0.25%CaCl0.25%CaCl2 2浸种,浸种,0.05%ZnSO0.05%ZnSO4 4b b:喷施激素和生长延缓剂,:喷施激素和生长延缓剂,ABAABA促进气孔关闭。促进气孔关闭。CCCCCC抑制生长,提高根冠比,增加叶片保水能力。抑制生长,提高根冠比,增加叶片保水能力。C C:喷施抗蒸腾剂。:喷施
13、抗蒸腾剂。四、提高植物抗旱性的途径四、提高植物抗旱性的途径现在学习的是第21页,共59页第二节第二节 涝胁迫与植物的抗涝性涝胁迫与植物的抗涝性一、水涝胁迫下植物的生理生化变化一、水涝胁迫下植物的生理生化变化二、植物抗涝的生理和发育机制二、植物抗涝的生理和发育机制三、提高植物抗涝性的途径三、提高植物抗涝性的途径现在学习的是第22页,共59页涝胁迫:涝胁迫:陆生植物生长环境水分过多陆生植物生长环境水分过多涝害:涝害:由涝胁迫对植物产生的伤害由涝胁迫对植物产生的伤害涝害本质:涝害本质:缺氧缺氧广义的涝害包括广义的涝害包括涝害和湿害涝害和湿害概念概念现在学习的是第23页,共59页涝害:涝害:指地面积水
14、,淹没了作物的全部或一部分指地面积水,淹没了作物的全部或一部分。现在学习的是第24页,共59页湿害:湿害:旱田作物在土壤水分过多(饱和)时所受的影响。旱田作物在土壤水分过多(饱和)时所受的影响。现在学习的是第25页,共59页一、水涝胁迫下植物的生理生化变化一、水涝胁迫下植物的生理生化变化(1 1)水涝对植物形态与生长的效应)水涝对植物形态与生长的效应 生长生长,叶发黄(营养缺乏),根变黑(土壤氢还电位低),叶发黄(营养缺乏),根变黑(土壤氢还电位低),叶柄偏上生长(,叶柄偏上生长(ETHETH););细胞器线粒体脊少缺细胞器线粒体脊少缺O O2 2不发育;不发育;现在学习的是第26页,共59页
15、(2 2)水涝对植物代谢的效应水涝对植物代谢的效应 光合下降,气孔堵塞或关闭,光合下降,气孔堵塞或关闭,COCO2 2进入受阻,无进入受阻,无O O2 2呼吸呼吸,产生乙醇,乙醛,产生乙醇,乙醛,NHNH3 3,乳酸等。,乳酸等。(3 3)水涝引起)水涝引起COCO2 2积累对植物的效应积累对植物的效应 抑制有氧呼吸,促进无氧呼吸抑制有氧呼吸,促进无氧呼吸(4 4)水涝引起乙烯增加对植物的效应)水涝引起乙烯增加对植物的效应 叶片卷曲、偏上生长、脱落、根系生长减慢等叶片卷曲、偏上生长、脱落、根系生长减慢等 现在学习的是第27页,共59页5.5.水涝引起的水分亏缺效应水涝引起的水分亏缺效应 供养不
16、足、能量减少、有毒物质积累、激素刺供养不足、能量减少、有毒物质积累、激素刺激等造成根系吸水不足,引起水分亏缺。激等造成根系吸水不足,引起水分亏缺。6.6.水涝引起的营养失调效应水涝引起的营养失调效应 吸收能力下降,土壤吸收能力下降,土壤N N、P P、K K、CaCa等流失,引起缺等流失,引起缺乏症,另外,淹水后乏症,另外,淹水后O O2 2氧化还原电位下降,氧化还原电位下降,H H2 2S S、FeFe、MnMn以及丁酸以及丁酸,引起微量元素中毒。,引起微量元素中毒。7.7.水涝引起的活性氧积累效应水涝引起的活性氧积累效应现在学习的是第28页,共59页二、植物抗涝的生理和发育机制二、植物抗涝
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