养分效率运输效率利用效率细胞水平上的需要根-地上部运输（长距离运输）一地上部的利用效率（如：再转移效率）根内运输（短距离运输）吸收效率一定位/根内结合形态→根系形态学特性根系生理生化特性一吸收系统的亲合力（Km）根系菌根临界浓度（Cmin）对养分缺乏的反应遗传特性根际特性对养分缺乏的主动反应对养分缺之的被动反应（如：分泌鳌合性、还（如：阴-阳离子吸收的原性物质、质子等）不平衡）养分效率基因型差异的可能机理
养分效率基因型差异的可能机理 利用效率 养分效率 运输效率 吸收效率 根系形态学特性 根系生理生化特性 根-地上部运输 （长距离运输） 根内运输（短距离运输） 吸收系统的亲合力（Km） 临界浓度（Cmin） 根际特性 对养分缺乏的主动反应 （如：分泌螯合性、还 原性物质、质子等） 对养分缺乏的被动反应 （如：阴-阳离子吸收的 不平衡） 根系 菌根 对养分缺乏的反应 遗传特性 细胞水平上的需要 地上部的利用效率 （如：再转移效率） 定位/根内结合形态
第十一章植物对逆境士填的适应性
第十一章
植物正常生长发育有赖于良好的土壤环境。但自然界植物生长的士壤往往存在着各种各样的障碍因素，限制着植物生长。例如世界陆地表面大面积盐碱士中有高浓度的盐分离子：酸性士壤中有高浓度的AI3+、H+、Mn2+、Fe2+等；淹水土壤中有过量的还原性物质和Fe2+等；石灰性士壤中缺乏足够的有效磷、铁和锌等。这些具有植物生长障碍因素的士壤称为逆境士壤。逆境士壤分布的面积广泛而改良难度大，已成为限制农业生产发展的重要因素植物在长期的生长发育过程中对环境产生了一定的适应能力。了解植物对士壤环境的生理反应和抗逆机理，对农业生产的发展是十分重要的
植物正常生长发育有赖于良好的土壤环境。但 自然界植物生长的土壤往往存在着各种各样的障碍 因素，限制着植物生长。例如世界陆地表面大面积 盐碱土中有高浓度的盐分离子；酸性土壤中有高浓 度的Al3+ 、H+ 、Mn2+ 、Fe2+等；淹水土壤中有过 量的还原性物质和Fe2+等；石灰性土壤中缺乏足够 的有效磷、铁和锌等。这些具有植物生长障碍因素 的土壤称为逆境土壤。逆境土壤分布的面积广泛， 而且改良难度大，已成为限制农业生产发展的重要 因素。 植物在长期的生长发育过程中对环境产生了一 定的适应能力。了解植物对土壤环境的生理反应和 抗逆机理，对农业生产的发展是十分重要的。
第一节酸性土壤酸性土壤是低pH土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和部分灰壤等
第一节 酸 性 土 壤 酸性土壤是低pH土壤的总称，包括红壤、黄 壤、砖红壤、赤红壤和部分灰壤等
一、酸性土壤的主要障碍因子一）氢离子毒害当土壤pH<4时，H+对植物生长会产生直接的毒害作用，不仅根数减少，而且形态发生变化，如根变短、变粗，根表呈暗棕色至暗灰色等症状，严重时造成根尖死亡。1、破坏生物膜高浓度H+通过离子竞争作用将稳定原生质膜结构的阳离子交换下来，其中最为重要的是钙，从而使质膜的酯化键桥解体，导致膜透性增加。试验表明，在pH<4时，植物根系中的大部分矿质元素（如钾、钙、磷、可溶态氮等）和一些有机物质都会外渗，同时，还降低根系对介质中矿质养分的选择性吸收
(一)氢离子毒害 当土壤pH<4时，H+对植物生长会产生直接的毒 害作用，不仅根数减少，而且形态发生变化，如根变 短、变粗，根表呈暗棕色至暗灰色等症状，严重时造 成根尖死亡。 1、破坏生物膜 高浓度H +通过离子竞争作用将稳定原生质膜结构 的阳离子交换下来，其中最为重要的是钙，从而使质 膜的酯化键桥解体，导致膜透性增加。试验表明，在 pH < 4时，植物根系中的大部分矿质元素（如钾、钙、 磷、可溶态氮等）和一些有机物质都会外渗，同时， 还降低根系对介质中矿质养分的选择性吸收。 一、酸性土壤的主要障碍因子
高浓度H+抑制根瘤菌的侵染，并降低其固氮效率，从而造成植物缺氮。土壤过酸会严重降低土壤有机质的矿化速率。当土壤pH<4.5时，硝化细菌的活动受到严重抑制，硝化作用基本不能进行，而氨化细菌受抑程度比较轻，从而致使土壤中积累大量氨态氮2.降低土壤微生物活性
2.降低土壤微生物活性 高浓度H+抑制根瘤菌的侵染，并降低其 固氮效率，从而造成植物缺氮。土壤过酸会 严重降低土壤有机质的矿化速率。 当土壤pH ＜4.5时，硝化细菌的活动受 到严重抑制，硝化作用基本不能进行，而氨 化细菌受抑程度比较轻，从而致使土壤中积 累大量氨态氮
（二）铝的毒害土壤溶液中铝可以多种形态存在，各种形态铝的含量及其比例取决于溶液pH值当土壤溶液中可溶性铝离子浓度超过一定限度时，植物根就会表现出典型的中毒症状：根系生长明显受阻，根短小，出现畸形卷曲，脆弱易断。在植株地上部往往表现出缺钙和缺铁的症状
(二)铝的毒害 土壤溶液中铝可以多种形态存在，各种形 态铝的含量及其比例取决于溶液pH值 当土壤溶液中可溶性铝离子浓度超过一定限 度时，植物根就会表现出典型的中毒症状：根系 生长明显受阻，根短小，出现畸形卷曲，脆弱易 断。在植株地上部往往表现出缺钙和缺铁的症状
+3100AI(OH)2AI(OH)4平均电荷+280%）+一60A/3+0AI(OH)34020-1AIOH2+023.04.05.06.07.08.09.0pHpH对土壤中不同形态铝的含量和平均电荷的影响
pH pH对土壤中不同形态铝的含量和平均电荷的影响 +3 3.0 0 相对活性 (%) 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 20 40 60 80 100 Al(OH)2 + Al3+ 0 +1 +2 -1 -2 平均电荷
造成植物铝毒害的机理有以下几种可能：抑制根分生组织细胞分裂，干扰DNA的复制1铝过多则可能干扰和破坏DNA的构象，使得DNA的复制功能遭到破坏，因而使细胞分裂停止2、破坏细胞膜结构和降低ATP酶活性过多的A13+可以与膜上的磷脂或蛋白质结合破坏膜的延展性，并影响膜的功能
造成植物铝毒害的机理有以下几种可能： 1、抑制根分生组织细胞分裂，干扰DNA的复制 铝过多则可能干崐扰和破坏DNA的构象，使得 DNA的复制功能遭到破坏，因而使细胞分裂停止。 2、破坏细胞膜结构和降低ATP酶活性 过多的Al3+可以与膜上的磷脂或蛋白质结合， 破坏膜的延展性，并影响膜的功能
100Tvu1190（耐铝）00400--0Tvu354（铝敏感）812162024484铝处理时间 (h)铝（5mg/L）对两种豇豆品种根尖细胞分裂速对照度的影响相对值只（无铝）=100
铝（5mg/L）对两种豇豆品种根尖细胞分裂速 度的影响相对值 对照（无铝）=100 Tvu 1190 (耐铝) 100 80 60 40 20 0 0 4 8 12 16 20 24 48 铝处理时间 (h) 细胞核分裂数/100个细胞 Tvu 354 (铝敏感)