植物逆境生理學(xué)論文

1、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)植物逆境生理學(xué)課程論文學(xué)院：經(jīng)濟與管理學(xué)院專業(yè)：財務(wù)管理 班級：11級6班 姓名：劉菲菲學(xué)號：201116072012年11月14日植物抗旱生理的研究及降低干旱對植物傷害的建議姓名：劉菲菲班級：財務(wù)管理11級6班 學(xué)號：20111607摘 要：旱災(zāi)是世界上分布最廣的自然災(zāi)害。每年因為干旱，人們遭受了許多不可彌補的損失。干 旱有多種分類，對植物的傷害也是因植物而不同的，植物雖然具有一定的抗旱性，能對外界環(huán)境對 自身的生理影響做出調(diào)節(jié)，但其調(diào)節(jié)能力也是有限的，所以人們必須了解的抗旱的有關(guān)知識，通過 一定的措施來降低干旱給植物造成的傷害和對自己造成的經(jīng)濟損失。關(guān)鍵字：旱災(zāi)后果抗旱性 建議

2、引 言：植物的地理分布，生長發(fā)育以及產(chǎn)量形成等均受到環(huán)境的制約。干旱是對植物生長影響最 大的環(huán)境因素之一。世界上干旱半干旱區(qū)遍及50多個國家和地區(qū)，其總面積約占陸地總面積的三分 之一，且有逐年增加的趨勢。在我國華北、西北、內(nèi)蒙古和青藏高原絕大部分地區(qū)屬于干旱半干旱 地區(qū)，約占全國土地總面積的45%。由于全球荒漠化問題的嚴(yán)重性，加之干旱問題對人類的困擾， 人們迫切希望通過提高植物的抗旱性以及選育抗旱性強的農(nóng)作物或林木品種以合理利用水資源，達(dá) 到生產(chǎn)人們所需要的農(nóng)林收獲物和改善環(huán)境的目的。因而盡管提高植物的抗旱性的難度很大，人們 從來也沒有停止過對這個問題的探索。相信在不久的將來人們在此方面的研究

3、會有所突破的。1旱害1.1干旱的概念旱害指因氣候嚴(yán)酷或不正常的干旱而形成的氣象災(zāi)害。一般指因土壤水分不足，農(nóng)作物水分平 衡遭到破壞而減產(chǎn)或歉收從而帶來糧食問題，甚至引發(fā)饑荒。同時，旱災(zāi)亦可令人類及動物因缺乏 足夠的飲用水而致死。此外，旱災(zāi)后則容易發(fā)生蝗災(zāi)，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的饑荒，導(dǎo)致社會動蕩。1.2干旱的分類根據(jù)引起水分虧缺的原因，干旱可分為（1）大氣干旱，是指空氣過度干燥，相對濕度過低，伴 隨高溫和干風(fēng)，這時植物蒸騰過強，根系吸水補償不了失水。（2） 土壤干旱，是指土壤中沒有或只 有少量的有效水，嚴(yán)重降低植物吸水，使其水分虧缺引起永久萎蔫。（3）生理干旱，土壤中的水分 并不缺乏，只是因為土溫過

4、低、或土壤溶液濃度過高、或積累有毒物質(zhì)等原因，妨礙根系吸水，造 成植物體內(nèi)水分平衡失調(diào)。1.3干旱傷害植物的機理1干旱對植物的影響通常易于觀察，如植株部分敏感器官萎蔫。萎蔫的實質(zhì)是因為缺水導(dǎo)致植株 內(nèi)部組織、細(xì)胞等結(jié)構(gòu)發(fā)生了物理或化學(xué)變化，如膜的結(jié)構(gòu)和透性改變。由于結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致代謝過 程受阻，如光合作用抑制、呼吸作用減慢，蛋白質(zhì)分解，脯氨酸積累，核酸代謝受阻，激素代謝途 徑改變等。植物體內(nèi)水分分配出現(xiàn)異常，抑制植物生長，更為嚴(yán)重的是引起植株機械性損傷，導(dǎo)致 植株死亡。2干旱對植物的影響2.1影響光合作用和呼吸作用。 當(dāng)水勢降至-5bar時，光合作用和呼吸作用均下降，對幼小草本 植物的影響將更大

5、。復(fù)水后光合恢復(fù)也將延遲。水分脅迫對葉綠體的結(jié)構(gòu)有破壞作用，而且還會減 少葉綠素的含量，使凈光合作用受到水勢的影響。2.2響碳水化合物代謝及同化物運輸。干旱會使植物總的碳水化合物含量下降，還會使葉片淀粉 含量下降，葉片的可溶性糖含量增加，使植物的同化物運輸受阻，從而在葉片中積累。2.3影響植物的蛋白質(zhì)和核酸的代謝。抑制蛋白質(zhì)的合成促進(jìn)蛋白質(zhì)的分解。而DNA的含量在一般干旱和嚴(yán)重干旱時均會下降。干旱還會一直核酸的合成，促進(jìn)核酸的分解。2.4影響植物的激素水平。 （1）中等或嚴(yán)重水分脅迫會增加生長素氧化酶的活性，促進(jìn)其分解， 抑制分解。（2）干旱還會使細(xì)胞分裂素的活性下降，可能會發(fā)生鈍化，使細(xì)胞分

6、裂素自根中的運出 量減少。（3）對乙烯，赤霉素，脫落酸等重要植物激素都有很大的不利影響。2.5影響礦物質(zhì)的吸收與運輸。不同植物受影響的程度有差異。例如：小麥缺水嚴(yán)重影響鉀離子的吸收，玉米和洋蔥缺水則影響磷的吸收。干旱還會影響礦物質(zhì)的運輸，是植物體內(nèi)的磷，鉀滲 透至體外，對植物產(chǎn)生不利影響。2.6改變膜的透性。當(dāng)植物細(xì)胞脫水時，原生質(zhì)膜的透性增加，大量的無機離子和氨基酸，可溶性糖等小分子被動向組織外滲漏2。2.7生長受抑制。發(fā)生水分脅迫時分生組織細(xì)胞分裂減慢或停止，細(xì)胞伸長受到抑制，生長速率下降3。2.8細(xì)胞原生質(zhì)損傷。干旱可對植物生造成機械性損傷。細(xì)胞干旱脫水時，液泡收縮，對原生質(zhì)產(chǎn)生一種向內(nèi)

7、的拉力，使原生質(zhì)與其相連的細(xì)胞壁同時向內(nèi)收縮，在細(xì)胞壁上形成很多銳利的折 疊，成為撕破原生質(zhì)的結(jié)構(gòu)。如果此時細(xì)胞驟然吸水復(fù)原，可引起細(xì)胞質(zhì)、壁不協(xié)調(diào)膨脹把粘在細(xì) 胞壁上的原生質(zhì)撕破，導(dǎo)致細(xì)胞死亡4。3植物的抗旱性分類植物的抗旱機理大致可分為避旱性、高水勢下的耐旱性（延遲脫水）、低水勢下的耐旱性（忍耐脫 水）三類。5（1）避旱性植物，如沙漠中的短生植物和生活在有明顯干濕季節(jié)地區(qū)的一年生植物，是通過在嚴(yán)重 干旱脅迫到來之前完成其生命周期，是一種真正的躲避干旱。（2）高水勢下延遲脫水耐旱植物則是通過限制水分的損失或保持水分吸收來延遲脫水的發(fā)生，保持 高的組織水勢。這類植物通過深廣而密布的根系分布來保

8、水分的吸收；通過增加氣孔阻力與角質(zhì)層 阻力、降低葉片對太陽輻射的吸收，減少蒸騰葉面積來達(dá)到減水分損失的目的。6（3）低水勢下忍耐脫水的耐旱植物不但具有保持水分吸收和減少水分損失的能力，也具有在持續(xù)干 旱的條件下忍耐脫水的能力，主要表現(xiàn)在：一是保持低水勢下一定的膨壓和代謝功能；二是細(xì)胞原 生質(zhì)體能忍耐脫水而無傷害或傷害很輕。7事實上，植物的抗旱性是由多種抗旱途徑或方式共同作用的結(jié)果。4提高抗旱性的措施自然界的干旱是否造成災(zāi)害，受多種因素影響，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害程度則取決于人為措施。世（1）興修水利，發(fā)展科學(xué)的灌溉事業(yè)。8（2）改進(jìn)耕作制度，改變作物構(gòu)成，充分利用有限的降雨。（3）植樹造林，改善區(qū)域

9、氣候，減少蒸發(fā)，降低干旱風(fēng)的危害。9（4）研究應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)和節(jié)水措施，例如人工降雨，噴滴灌、地膜覆蓋、保墻，以及暫時利用質(zhì)量 較差的水源，包括劣質(zhì)地下水以至海水等。（5）發(fā)展基因工程，改善植物抗東基因。合理利用基因改造或是基因拼接技術(shù)，改造基因，提高植 物的抗凍性。（6）合理利用植物激素在抗旱中的作用。利用植物生長促進(jìn)物質(zhì)，提高植物對干旱的適應(yīng)性。例如： IAA和GA促進(jìn)生長阻止脫落；CTK促進(jìn)分裂促進(jìn)氣口開放，這些都是對適應(yīng)干旱不利的， 但是ABA促進(jìn)氣孔關(guān)閉，促進(jìn)休眠ETH促進(jìn)器官脫落，而干旱促進(jìn)ABA和ETH的合成，這些都 是對適應(yīng)干旱有力的。（7）二氧化碳的固定方式也與植物的抗旱性有關(guān)

10、。（8）對植物進(jìn)行抗旱鍛煉。人為進(jìn)行水分脅迫的鍛煉，可以適當(dāng)提高植物的抗旱性。10（9）用合適的化學(xué)試劑處理植物。5展望綜上所述綜上所述，植物的抗旱性研究近年來已經(jīng)取得了一系列進(jìn)，如水分代謝、物質(zhì)代謝、 滲透調(diào)節(jié)作用、活性氧清除能力等都積累了豐富的資料；水分脅迫下ABA的合成部位與傳遞、呼吸 作用增降的機理，以及它們在植物的抗旱性中的作用等方面已引起人們深入研究的興趣；分子生物 技術(shù)的廣泛應(yīng)用，植物抗旱生理性狀的遺傳研究也有了突破性的發(fā)展。隨著植物生理學(xué)和分子遺傳 學(xué)的交叉發(fā)展，植物的抗旱性的研究更加走向深入。從分子水平上闡明作物抗旱性的物質(zhì)基礎(chǔ)及其 生理機制，對通過基因工程手段進(jìn)行抗旱基因重

11、組，培育作物抗旱新類型是十分必要的，也是當(dāng)前 研究的一個熱點。近年來，我國在這方面還有待進(jìn)一步完善和提高，應(yīng)加強人力物力，將分子遺傳 技術(shù)應(yīng)用于植物的抗旱性遺傳育種的研究上。這是育種工作中最有效、最受重視的策略和手段。我 們應(yīng)該好好利用科學(xué)技術(shù)造福于我們的生活。參考文獻(xiàn)：楊敏生，裴保華,張樹常.樹木抗旱性研究進(jìn)展J.河北林果研究,1997,12(1):8793.李德全.植物滲透調(diào)節(jié)研究進(jìn)展.山東農(nóng)業(yè)大學(xué),1991(1):8690.Levitt,J.Response of Plant to Environmental Stresses.Academic Press,New York,1972.Turner N.C. Adaptation to water deficits:A changing