困难,增大光合作用的气孔限制,如严重缺水,则增大光合作用的非气孔限制,导致光合速 率明显下降。缺水还可增加呼吸作用,但P⑩比下降,氧化磷酸化解偶联。 破坏正常代谢过程 细胞缺水对代谢过程最明显的影响是抑制合成代谢而加强分解代谢。水解酶活性加强,合成 酶活性降低;蛋白质合成减弱而分解加强:叶绿素分解大于合成;DNA和RNA合成代谢减 弱,细胞内DNA和RNA含量减少;促进生长发育的植物激素减少,而抑制生长发育的激 素则增加。由此,破坏了正常代谢过程,甚至发生代谢紊乱。 、干旱伤害的机理 1.机械损伤学说 当细胞脱水时,细胞壁与原生质粘连在一起收缩,细胞壁韧性有限而形成许多锐利的折叠, 当细胞壁因弹性所限不再收缩时,原生质则继续收缩,原生质体就可能被折叠的壁刺破,细 胞壁愈坚硬的细胞,此现象尤为明显。另一方面,当细胞复水时,因细胞壁吸水速度快于原 生质,这种不协调现象,也可撕破粘连在细胞壁上的原生质,导致细胞死亡。 2.蛋白质变性学说 与冷害一样,干旱也可使蛋白质分子因失水而相互靠近,使相邻肽链外部的-SH形成S-S- 键;若复水时,肽链松散而S-S-不易断开,使蛋白质空间结构发生变化,导致蛋白质变性 失活 三、植物对干旱的适应方式 根据植物对逆境适应的方式,将植物对干旱的适应分为避旱性、御旱性和耐旱性。 避旱性是指植物的整个生长发育过程不与干旱逆境相遇,逃避干旱的危害。最典型的例子是 生长在沙漠中的“短命植物”,但在生理硏究上无多大价值,这类植物不属于真正的抗旱。 御旱性是指植物具有防御干旱的能力,在干旱逆境下各种生理生化过程仍保持正常状态。御 旱的机理有:发达的根系,扩大吸水面积,保持水分供应;发达的贮水组织,使植物本身不 发生水分亏缺;发达的输导系统,有利于水分的及时运输:;发达的保护组织,以减少水分消 耗:叶片小而退化,减少蒸腾失水等 耐旱性是指在干旱逆境下植物可通过代谢反应阻止、降低或者修复由水分亏缺造成的损伤, 使其保持较正常的生理状态。耐旱的机理有:细胞膜稳定,细胞内含物不易滲漏;原生质保 水力强,原生质胶体稳定;水解酶活性变化小,保持稳定不易水解;细胞滲透调节能力强 能维持较强的吸水与保水能力:气孔调节灵敏,能减少蒸腾失水;能快速合成ABA和抗旱 蛋白,促进抗旱能力提高等。 四、提高植物抗旱性的途径与措施 1.抗旱锻炼 抗旱锻炼是指人为地给予植物以亚致死剂量的干旱条件,使植物经受一定时间的干旱磨炼 提高其抗干旱能力的过程。目前采用的方法主要有萌动种子锻炼和苗期锻炼。 萌动种子锻炼,是把吸水24小时的种子在适宜温度下萌动,然后风干,再进行吸胀风干, 如此反复进行三次即可播种;而苗期锻炼主要是“蹲苗”,苗期减少水分供应或干旱一段时 间,促进根系发达,抑制地上部生长,使保护组织发达,叶片保水能力增强,提高抗旱能力。 我国某些地区在小麦、大麦、玉米、棉花、烟草等作物上己广泛采用。但抗旱锻炼的机理尚 未完全清楚。 2.合理使用矿质肥料 磷肥和钾肥均能提高植物抗旱性,其原因是磷能促进蛋白质合成和提高原生质胶体的水合 度:钾能改善糖代谢和增加原生质含水量;硼在抗旱中的作用与钾类似。氮肥过多,枝叶徒 长,蒸腾失水过多,不利于抗旱 3.化学控制和使用生长调节剂困难，增大光合作用的气孔限制，如严重缺水，则增大光合作用的非气孔限制，导致光合速 率明显下降。缺水还可增加呼吸作用，但 P/0 比下降，氧化磷酸化解偶联。 3．破坏正常代谢过程 细胞缺水对代谢过程最明显的影响是抑制合成代谢而加强分解代谢。水解酶活性加强，合成 酶活性降低；蛋白质合成减弱而分解加强；叶绿素分解大于合成；DNA 和 RNA 合成代谢减 弱，细胞内 DNA 和 RNA 含量减少；促进生长发育的植物激素减少，而抑制生长发育的激 素则增加。由此，破坏了正常代谢过程，甚至发生代谢紊乱。 二、干旱伤害的机理 1．机械损伤学说 当细胞脱水时，细胞壁与原生质粘连在一起收缩，细胞壁韧性有限而形成许多锐利的折叠， 当细胞壁因弹性所限不再收缩时，原生质则继续收缩，原生质体就可能被折叠的壁刺破，细 胞壁愈坚硬的细胞，此现象尤为明显。另一方面，当细胞复水时，因细胞壁吸水速度快于原 生质，这种不协调现象，也可撕破粘连在细胞壁上的原生质，导致细胞死亡。 2．蛋白质变性学说 与冷害一样，干旱也可使蛋白质分子因失水而相互靠近，使相邻肽链外部的-SH 形成-S-S- 键；若复水时，肽链松散而-S-S-不易断开，使蛋白质空间结构发生变化，导致蛋白质变性 失活。 三、植物对干旱的适应方式 根据植物对逆境适应的方式，将植物对干旱的适应分为避旱性、御旱性和耐旱性。 避旱性是指植物的整个生长发育过程不与干旱逆境相遇，逃避干旱的危害。最典型的例子是 生长在沙漠中的“短命植物”，但在生理研究上无多大价值，这类植物不属于真正的抗旱。 御旱性是指植物具有防御干旱的能力，在干旱逆境下各种生理生化过程仍保持正常状态。御 旱的机理有：发达的根系，扩大吸水面积，保持水分供应；发达的贮水组织，使植物本身不 发生水分亏缺；发达的输导系统，有利于水分的及时运输；发达的保护组织，以减少水分消 耗；叶片小而退化，减少蒸腾失水等。 耐旱性是指在干旱逆境下植物可通过代谢反应阻止、降低或者修复由水分亏缺造成的损伤， 使其保持较正常的生理状态。耐旱的机理有：细胞膜稳定，细胞内含物不易渗漏；原生质保 水力强，原生质胶体稳定；水解酶活性变化小，保持稳定不易水解；细胞渗透调节能力强， 能维持较强的吸水与保水能力；气孔调节灵敏，能减少蒸腾失水；能快速合成 ABA 和抗旱 蛋白，促进抗旱能力提高等。 四、提高植物抗旱性的途径与措施 1．抗旱锻炼 抗旱锻炼是指人为地给予植物以亚致死剂量的干旱条件，使植物经受一定时间的干旱磨炼， 提高其抗干旱能力的过程。目前采用的方法主要有萌动种子锻炼和苗期锻炼。 萌动种子锻炼，是把吸水 24 小时的种子在适宜温度下萌动，然后风干，再进行吸胀风干， 如此反复进行三次即可播种；而苗期锻炼主要是“蹲苗”，苗期减少水分供应或干旱一段时 间，促进根系发达，抑制地上部生长，使保护组织发达，叶片保水能力增强，提高抗旱能力。 我国某些地区在小麦、大麦、玉米、棉花、烟草等作物上已广泛采用。但抗旱锻炼的机理尚 未完全清楚。 2．合理使用矿质肥料 磷肥和钾肥均能提高植物抗旱性，其原因是磷能促进蛋白质合成和提高原生质胶体的水合 度；钾能改善糖代谢和增加原生质含水量；硼在抗旱中的作用与钾类似。氮肥过多，枝叶徒 长，蒸腾失水过多，不利于抗旱。 3．化学控制和使用生长调节剂