6植物生理生态学--生命周期-环境影响和适应性
生命周期对植物形态和适应性的影响
生命周期对植物形态和适应性的影响生命是宇宙中最神秘的现象之一，它的存在方式和表现形式各异，但都极具神秘感。
在我们的地球上，各种生命形态的存在使得这个星球充满了生机和活力，其中植物是生命体系中最为基本和原始的一种。
生命周期是植物形态和适应性的重要影响因素之一，本文将探讨生命周期对植物生长形态和适应性的影响。
植物的生命周期通常包括种子萌发、幼苗生长、成熟生殖和衰老死亡四个阶段。
其中种子和幼苗阶段是植物生长的开始阶段，决定了植物后续生长的基本形态和技能，也是植物适应环境的关键阶段。
种子萌发是植物生命周期的第一步，种子中存储着萌发所需的养分和生命能量。
种子萌发需要的条件多种多样，如适宜的温度、湿度、土壤和光照等环境条件。
在萌发成功后，种子会形成根、茎和叶等基本组织，这些组织形态的数量和质量取决于种子本身的遗传特性和营养状态，也受环境因素的影响。
幼苗生长是植物生命周期的第二阶段，是植物生长发展的重要时期。
在这个阶段，幼苗对生长环境的适应程度和调节能力决定了其后续生长的发展方向和生长速度。
在不同的环境条件下，植物生长的形态和适应性也有所差异。
例如，在生长环境较为恶劣的情况下，植物的生长速度会减缓，同时它们可能会延长根系、厚实茎秆和叶片，以便更好地吸收养分和水分，抵御风沙侵蚀和干旱条件下的水分损失。
成熟生殖是植物的第三个生命周期阶段，是植物繁衍后代的重要期间。
在这个阶段，植物的生长由生长和分化向繁殖转变，其生长形态也会发生相应改变。
成熟期的植物通常会开花结实，并产生种子来完成生命周期的循环。
对于不同的植物物种，其生殖器官的形态和数量也有所不同。
例如，葵花在成熟期会结出大量的种子，而荷花则是通过水幕传粉完成繁殖。
衰老和死亡是植物生命周期的最后阶段，也是最为神秘和不为人所知的一部分。
植物的寿命根据物种的不同可能不同，从毫月到千年不等。
有些植物在成熟后很快就会衰老死亡，而另一些植物则保持长寿状态在环境中不断生长。
在衰老和死亡的阶段，植物形态和功能渐渐失去，最终化为营养物质和微生物的食物。
6植物生理生态学--生命周期-环境影响和适应性
引言
• 植物遭受的环境胁迫和最适生理溶液，从幼苗至 成熟阶段会有很大的变化。 • 种子发芽后，大多数物种都会经历几个明显的生 命阶段：苗期、营养生长期和生殖生长期,植物一 生中发生着生理生态变化,包括发育（如器官形成 和发生）、物候学以及植物各器官物质分配。 • 植物阶段发育的模式和时间决定于环境条件及其 对特定环境的适应。植物的发育模式通常也会发 生变化，这些变化反应出植物对特定环境的特殊 适应性。
种子吸胀
小孔深度μm 小冠花种皮的不透水性
2.2 种子萌发抑制剂 • 干旱气候的特点是少雨且以突然下阵雨为主。 雨后，生育期短的物种有可能大量萌发。这些 种子是如何识别到环境条件有利于萌发和幼苗 发育的呢？ • 许多物种在干旱条件下发芽都有一个共同的特 点：在果皮或种皮中形成水溶性的抑制剂。上 次小雨并不能除去这些抑制物，因此萌发也不 可能发生。一场大雨或连续降雨后，抑制剂被 冲洗掉，种子就可以萌发； • 抑制萌发的物质可能是一种特定的有机化合 物，也可能是积累的盐。连续的降雨诱导萌发。
3 发育阶段
• 幼苗期，植物生长迅速，但对环境胁迫和竞争 的反应最为脆弱。 • 青年期，形成防御和贮藏源; • 生殖生长期(激素代谢调控)，形成生殖器官 • 在这些发育阶段中，植物对环境的反应不同， 物种的阶段转变时间和激发物也大不相同。一 年生植物生殖生长阶段转变很快，而多年生植 物营养生长期长，有时需很多年。 • 它们的生理差异是什么？如何适应环境？
2 种子休眠和萌发
• 种子萌发标志着植物从种子向幼苗这一生育阶段 的转变。种子有丰富的营养储备，使其可在不依 赖环境资源而生存。这在幼苗期发生了变化，此 时植物进行光合自养，依赖环境提供的光、CO2、 水及无机养分进行自养。 • 大多数种子萌发需要水、氧气和适宜的温度。萌 发是指胚的一部分，通常是指胚根突破种皮的过 程。 • 休眠是指即使温度、水分、氧气等发芽条件满足 种子仍萌发的一种状态。打破休眠和促进萌发的 条件，通常完全不同于对植物自养生长阶段有利 的那些条件。
植物的生物学特性及其与环境适应性研究
植物的生物学特性及其与环境适应性研究植物作为生物界的重要组成部分，具有自己独特的生物学特性和在各种环境条件下生存和适应的能力。
通过对植物生物学特性以及与环境适应性的研究，我们可以更好地理解植物的生命过程和生存策略，为人类的农业、生态保护和生物技术开发提供重要参考。
一、植物的生物学特性植物的生物学特性包括形态结构、生理功能、繁殖方式以及遗传特征等方面。
首先，植物的形态结构多样，包括根、茎、叶、花和果实等部分。
根系具有吸收水分和养分、支撑和固定植物体的功能；茎则承担了植物体的输送和支撑作用；叶是进行光合作用的部分，负责制造机体所需的有机物质。
其次，植物的生理功能十分丰富，如光合作用、呼吸作用、水分调节等，这些功能使植物能够在环境中获取所需的能量和物质，并完成自身的生命活动。
此外，植物的繁殖方式包括有性繁殖和无性繁殖，有性繁殖通过花粉和卵细胞的结合产生种子后代，而无性繁殖则通过植物的营养器官或者发育特化器官来产生新的个体。
最后，植物的遗传特征也是植物生物学研究的重要内容之一，通过了解植物基因的结构和功能，人们可以揭示植物的遗传规律以及不同基因对于植物性状的影响。
二、植物的环境适应性植物作为从事光合作用的生物，对环境的适应性具有重要意义。
植物在生态系统中广泛分布，生活在不同的环境条件下，对于不同的环境因素表现出不同的适应性。
首先，植物对于光照的适应性较强。
光是植物进行光合作用的重要能源，植物通过调节叶片的朝向、色素的合成以及光信号转导等方式来适应不同光环境条件。
其次，植物对于水分的适应性也十分显著。
植物通过根系吸收土壤中的水分，并通过导管组织进行输送，同时通过气孔控制水分的流失。
不同植物对于水分的需求和耐旱能力也有所不同。
此外，植物还能够适应不同的温度、土壤质地和盐碱胁迫等环境因素。
例如，一些植物对于高温环境具有很强的耐受性，而一些植物在高盐环境下依然能够正常生长。
三、生物学特性与环境适应性的研究意义研究植物的生物学特性和与环境适应性的关系具有重要的科学意义和应用价值。
植物的生理反应和环境适应性
阐明植物代谢途径及其调 控机制
研究植物在逆境胁迫下代谢途径的变化和代 谢产物的积累，解析代谢途径与植物抗逆性 的关系及其调控机制。
加强植物对环境适应性的研究
揭示植物对环境因子的感知机制
研究植物如何感知光、温、水、肥等环境因子的变化，并解析这些变化如何影响植物的 生长发育和生理代谢。
生理反应与环境适应性的协同作用
03
植物通过生理反应和环境适应性的协同作用，实现对
环境变化的综合应对。
06
研究展望与未来挑战
深入研究植物生理反应的分子机制
揭示植物激素信号转导途 径
深入研究植物激素的合成、转运和信号转导 机制，阐明植物激素在调控植物生长发育和 逆境响应中的作用。
解析植物基因表达调控网络
植物生理反应的类型
光合作用和呼吸作用
光合作用是植物利用光能合成有机物的过程，而呼吸作用 则是植物分解有机物释放能量的过程。这两个过程相互依 存，共同维持植物的生命活动。
水分吸收和运输
植物通过根系吸收水分，并通过蒸腾作用将水分从叶片散 失到大气中。同时，植物体内还存在水分运输系统，确保 水分在植物体内的合理分配。
组蛋白修饰
改变染色质结构和基因表达，响应环境信号。
3
非编码RNA的调控
通过表观遗传学机制，影响基因表达和植物表型 。
05
植物生理反应与环境适应性的关系
生理反应是环境适应性的基础
植物感知环境变化
植物通过感知光、温度、水分等环境因素的变化，启动相应的生理 反应机制。
生理反应调节生长发育
植物通过调节光合作用、呼吸作用、物质运输等生理过程，以适应 不同环境条件。
植物生理生态与适应性知识点总结
植物生理生态与适应性知识点总结一、植物生理生态概述植物生理生态是研究植物对环境因素的适应和响应的学科，它涉及到植物的生理过程以及与环境相互作用的关系。
植物通过适应和调节的方式，能够生存和繁衍于各种复杂的环境条件下。
二、植物适应性的基本内容1. 植物的生长适应性：植物在不同环境条件下的生长特点和生长节律。
例如，某些植物在干旱时能够调整生长速度和方向，以减少水分蒸散，适应贫水环境。
2. 植物的繁殖适应性：植物根据环境条件的不同，采取相应的繁殖策略。
例如，某些植物通过水生、空气传播或者块茎扩展等方式进行繁殖。
3. 植物的对环境的响应机制：植物通过感应和调节的方式响应环境变化。
例如，植物根据光照强度和方向变化而调整光合作用的强度和方向，以最大限度地利用光能。
4. 植物的抗逆适应性：植物在环境恶劣或压力条件下，通过调节活性氧化物质、抗氧化酶活性等方式，来缓解或适应环境压力。
例如，植物运用抗氧化酶来降低活性氧化物质含量，增强对氧化胁迫的耐受性。
三、植物适应环境的生理机制1. 光合作用相关的适应性：光合作用是植物对环境适应的关键过程之一。
植物通过调整叶片的结构和形态，以及叶片的位置和朝向等，来适应光照强度和光质变化。
2. 水分适应性：植物通过根系、气孔和封闭气腔等结构，以及调控根系吸水能力和蒸腾速率等生理机制，来适应不同的水分条件。
3. 温度适应性：植物通过调整叶蜡层、气孔密度和大小等结构特征，以及调控冷冻保护物质的合成和积累等生理机制，来适应不同的温度环境。
4. 盐碱适应性：植物通过调节盐害物质的排泄、维持细胞内外的渗透平衡和调控根系离子吸收等机制，来适应高盐和碱性环境。
5. 适应能力与遗传基础：适应性是植物与环境相互作用的结果，而适应性的基础是植物的遗传背景。
植物通过遗传基因的变异和选择，逐渐形成对环境适应的特征和机制。
四、植物生理生态在农业和生态学中的应用植物生理生态知识对农业和生态学具有重要的应用价值。
植物生理学和生态学的研究
植物生理学和生态学的研究植物生理学和生态学是两个非常重要的学科，一方面可以帮助我们更好地了解植物的生长、发育和适应环境的能力，另一方面可以揭示生态系统的结构和功能以及生命的本质规律。
本文将就这两个学科的研究进行探讨，以期更好地认识这两个领域。
一、植物生理学植物生理学是一门研究植物生长、发育、营养、代谢等生理活动的学科。
它涉及的范围之广、研究的方向之多、应用的领域之广泛，使得植物生理学发展成为了现代生命科学中最重要的学科之一。
在植物生理学的研究领域中，我们可以发现许多热门的课题，如植物光合作用、物质运输、植物激素、植物逆境胁迫等。
这些课题研究的本质是在揭示植物的各种生理过程是如何进行的，以及这些过程实现的机理、调节和协调方式等。
例如，植物光合作用是指植物光能转换为有机物质的过程，是地球上生命得以存在的重要基础。
植物的光合作用的机理研究，可以帮助我们更好地了解植物对光的利用效率、影响光合作用的环境因素以及光合作用的调节方式等问题。
另外，许多重要的植物生理学基础理论和创新技术如植物分子生物学、基因工程、代谢组学等，都是植物生理学研究成果在生命科学和农业领域的应用和推广。
植物生理学的重要性还表现在植物逆境胁迫方面。
逆境环境包括高温、低温、干旱、盐渍等，能够抵抗逆境条件的植物往往具有逆境适应性，对于开发得逆境胁迫的耐受品种、抑制逆境条件下的病虫害发生和发展等方面有重要意义。
二、生态学生态学是一门研究生物与环境相互作用及其规律的学科。
它的研究对象覆盖了从物种个体到生态系统、及其在各种空间和时间尺度上的分布、生命周期、生活史、行为、生态位和相互作用等问题。
生态学是自然科学中最复杂、最综合的学科之一，包括物理、化学、生物学等多门自然科学，其中涉及面非常广泛，因而具有研究难度大、面临的问题复杂、研究内容比较抽象和理论性很强的特点。
从生态学的角度看，我们可以将受红树林保护区所包含的生态系统进行分析。
生态系统由许多生物组成，在生态系统内存在着各种不同的生息地、气候和地貌特征，从而形成了得生态多样性。
植物生态学中的生境适应与生活史特征
植物生态学中的生境适应与生活史特征植物生态学是研究植物与其环境相互作用的科学领域，涉及到了广泛的生态相关因素。
在植物生态学的研究中，生境适应和生活史特征是两个重要的概念和研究方向。
本文将就植物的生境适应和生活史特征分别进行探讨。
一、生境适应生境适应是指植物在特定环境中适应和适用的能力，包括植物对环境适应的各种生理、形态和生态学特征。
植物的生境适应是一个漫长的进化过程，它使得植物能够适应和生存于各种不同的环境条件下。
1. 生理适应植物通过一系列生理特征来适应不同的环境条件。
例如，在极寒的地区，一些植物会通过生理途径来提高自身的抗寒性，如增加细胞质中的抗冻蛋白和改变细胞膜的结构。
而在沙漠地区，植物则会通过降低蒸腾作用、增加根系吸水能力等方式来适应干旱。
2. 形态适应植物的形态特征也受到环境因素的影响而发生适应性变化。
例如，为了在高海拔山区获得更多的阳光，一些植物的茎和叶片会变得矮小和厚实，以减少风蚀和水分蒸发的损失。
3. 生态适应生态适应是植物对周围环境中其他生物的适应，包括与其他物种的竞争、捕食者和寄生者的相互作用等。
植物通过进化来适应不同的生态环境，并与其他生物形成各种相互关系，以保证自身的生存和繁衍。
二、生活史特征植物的生活史特征是指植物在其生命周期中表现出的生长、开花、繁殖和死亡等方面的特征。
不同的植物种类具有不同的生活史特征，这些特征可以受到环境因素的影响。
1. 成熟年限植物的成熟年限是指植物需要多少时间才能达到性成熟和繁殖能力。
一些植物的成熟年限较短，如一年生植物，它们从种子到成熟的过程通常只需要一年时间；而一些长寿植物可能需要数十年甚至数百年的时间才能达到性成熟。
2. 扩散方式植物的繁殖方式也影响其生活史特征。
一些植物通过昆虫传粉或风传粉的方式进行繁殖，这种方式能够使植物在更广范围内实现种子扩散；而一些植物则以无性繁殖的方式，如根茎扩展或发芽，以在原地扩大自己的种群。
3. 生长策略植物的生长策略指的是植物在资源利用、生长速度、竞争关系等方面的特征。
植物生态适应性研究植物的适应形态生理和生态行为等
植物生态适应性研究植物的适应形态生理和生态行为等植物生态适应性是指植物在特定环境条件下，通过一系列形态、生理和行为的适应变化，使其能在该环境中生存和繁衍后代的能力。
植物生态适应性与其生态学特征紧密相关，对于理解植物物种适应不同环境条件、预测植物物种对环境变化的响应以及自然生态系统的稳定性具有重要意义。
首先，植物的形态适应性是指植物在不同环境条件下，通过调整其株高、叶片形状、根系结构等形态特征，以适应不同环境下的光照、温度、湿度等因素。
例如，对于处于强风环境中的植物，其株高一般较低、茎轴加粗，以增加其抗风性；而在干旱环境中，植物的叶片通常较小，以减少水分蒸腾。
其次，植物的生理适应性与植物对环境因子的生理反应密切相关。
植物的生理适应性主要表现为调节植物的生长和代谢过程，以适应环境变化。
例如，对于在低氮土壤中生长的植物，其根系通常具有较高的比表面积，以增加其吸收氮的能力；而在高温环境下，植物会调节光合作用速率、蒸腾速率等生理过程，以防止过度蒸腾和氧化损伤。
最后，植物的生态行为适应性是指植物能够根据环境条件变化，进行其中一种特定的行为，以提高其生存和繁殖的机会。
这些行为包括但不限于由光遮蔽而引发的向阳性生长、干旱条件下植物的减小蒸腾和闭合气孔等。
例如，一些植物在光遮蔽条件下会表现出向阳性生长，即树干和叶片向阳光方向生长，以最大限度地接受光能。
植物生态适应性研究对于生态学领域具有重要意义。
首先，它可以揭示植物物种对环境变化的响应机制，从而预测植物物种在气候变化等环境变化下的适应能力。
其次，研究植物生态适应性有助于理解植物物种分布格局、物种多样性形成和维持的机制。
最后，对于自然生态系统的保护和恢复，了解植物生态适应性对于建立有效的保护措施和策略至关重要。
总之，植物生态适应性研究是对植物的适应形态生理和生态行为等进行深入探究的领域。
通过研究植物在不同环境条件下的适应变化，可以增加对植物物种适应不同环境条件的理解，为预测植物物种对环境变化的响应以及保护自然生态系统提供科学依据。
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引言
• 植物遭受的环境胁迫和最适生理溶液，从幼苗至 成熟阶段会有很大的变化。 • 种子发芽后，大多数物种都会经历几个明显的生 命阶段：苗期、营养生长期和生殖生长期,植物一 生中发生着生理生态变化,包括发育（如器官形成 和发生）、物候学以及植物各器官物质分配。 • 植物阶段发育的模式和时间决定于环境条件及其 对特定环境的适应。植物的发育模式通常也会发 生变化，这些变化反应出植物对特定环境的特殊 适应性。
2 种子休眠和萌发
• 种子萌发标志着植物从种子向幼苗这一生育阶段 的转变。种子有丰富的营养储备，使其可在不依 赖环境资源而生存。这在幼苗期发生了变化，此 时植物进行光合自养，依赖环境提供的光、CO2、 水及无机养分进行自养。 • 大多数种子萌发需要水、氧气和适宜的温度。萌 发是指胚的一部分，通常是指胚根突破种皮的过 程。 • 休眠是指即使温度、水分、氧气等发芽条件满足 种子仍萌发的一种状态。打破休眠和促进萌发的 条件，通常完全不同于对植物自养生长阶段有利 的那些条件。
3 发育阶段
• 幼苗期，植物生长迅速，但对环境胁迫和竞争 的反应最为脆弱。 • 青年期，形成防御和贮藏源; • 生殖生长期(激素代谢调控)，形成生殖器官 • 在这些发育阶段中，植物对环境的反应不同， 物种的阶段转变时间和激发物也大不相同。一 年生植物生殖生长阶段转变很快，而多年生植 物营养生长期长，有时需很多年。 • 它们的生理差异是什么？如何适应环境？
3.1 幼苗期
• 幼苗对生物和非生物胁迫很敏感。由于根系小，幼苗在较轻的 胁迫下就会受害，这样，对根系快速伸长的选择作用很强。大 多数植物死亡发生在幼苗阶段，这是由环境胁迫、竞争、病菌 及杂草互作效应引起的。大多数物种以贮藏或防御上最少的分 配达到适应环境的需要。 • 种子大小对幼苗的绝对生长率和最初大小起主要作用（图）。 种子小 , 用于幼苗初始生长和生活的贮藏物少（图）。、灌木 及林区草，幼苗阶段经强烈竞争，通常形成较大的种子。，对 于特定的生殖分配，种子大小和种子数量之间明显存在着一定 的平衡，小种子有利于密集植被中生存的物种。 • 大粒种子的贮藏物对维持其呼吸是必需的。种子大小与遮荫下 植物存活之间存在着显著负相关（图9-15）。
• 种子萌发的时间对自然植物群体的存活是至关 重要的，这种时间的选择，休眠机制发挥着主 要的作用。休眠种子中，因一系列与发芽有关 的过程被阻碍。这些阻碍及休眠本身，可被一 些特定的因素或因素组合所解除。 • 某些情况下，控制光、硝酸盐或温度日变化等 环境因子，可以使种子保持休眠状态（强迫休 眠）。强迫休眠通常并不看成是一种真正的休 眠机制，而是一种阻止萌发的机制。一旦环境 条件有利于打破强迫休眠，萌发就可发生。当 种子不能萌发，处于一种真正的休眠状态时， 如给予一种可打破强制休眠的刺激，种子就可 萌发。
发芽率（%）
硝酸钾浓度（M） 硝酸钾浓度与柳叶菜（Epilobium montanum）种子发芽率的相关图
2.4 其它化学信号
• 自然界的各类化合物对种子萌发均有诱导或抑制影响。土壤 种子萌发的抑制通常不单是光或温度不适造成的。气体条 件，如低氧和高二氧化碳等也起着重要作用。 • 一些化合物，如烟雾对萌发有诱导效果。在加利福尼亚荒地 和英格兰沼泽及西澳地区，许多物种的种子露置在野生植物 燃烧后放出的烟雾中，会迅速萌发。显然，烟雾中的化学物 质能够启动萌发。这类烟雾化合物目前已商品化，用于提高 西澳地区难萌发种子的发芽率和促进种子萌发以修复矿山。 • 烟雾中的一些化合物（如氨基酸和辛酸）在未发生燃烧的土 壤中也存在，这表明种子利用化学信号作为一种机制，可用 来检测植株发生的主要变化，正如种子对硝酸盐的反应能力 一样。
在白垩土草地中埋藏不同时间后出土的种子在实验室条件下的发芽。 蚤缀（Arenaria serpylifolia），一年生冬季植物； 亚麻（Linum catharticum）,春季发芽的两年生植物。实线，暗处发芽；虚线，光下发芽。
自然条件下发芽对温度反应范围的变化。 破折线表示田间的平均日最高温度； 连续线表示光下发芽的温度范围；点线表示暗处发芽的最低温度
种子吸胀
小孔深度μm 小冠花种皮的不透水性
2.2 种子萌发抑制剂 • 干旱气候的特点是少雨且以突然下阵雨为主。 雨后，生育期短的物种有可能大量萌发。这些 种子是如何识别到环境条件有利于萌发和幼苗 发育的呢？ • 许多物种在干旱条件下发芽都有一个共同的特 点：在果皮或种皮中形成水溶性的抑制剂。上 次小雨并不能除去这些抑制物，因此萌发也不 可能发生。一场大雨或连续降雨后，抑制剂被 冲洗掉，种子就可以萌发； • 抑制萌发的物质可能是一种特定的有机化合 物，也可能是积累的盐。连续的降雨诱导萌发。
发芽对周日温度变化范围的反应。 左，在平均温度为20℃和30℃下需光的稻田杂草飘拂草； 右，光和暗下的发草
• 2.种子萌发的温度范围是种子休眠程度的一个指标。 • 若温度范围窄，则种子休眠程度强；宽则休眠程度低 或无休眠。 • 3.萌发种子露置时的温度是决定缓解或诱导真正休眠的 主要因素。 • 在温度呈季节性变化的气候条件下，主要有两类反应:： • A, 夏季一年生植物，秋天形成种子春天萌发。吸胀种 子长期（ 1-4 个月）露置在低温（近 4℃）下可打破休 眠；这一过程称层积作用或冷驯化。在许多物种中， 次生休眠很大程度上受夏季高温的诱导，从而导致休 眠程度发生很大的季节性变化（图）。 • B, 冬季一年生植物。相对较高的温度可解除休眠。在 这种情况下，低温会诱导休眠。这种季节性的休眠， 限制种子在秋天萌发。
初生休眠
成熟种子
无休眠
萌发
强迫休眠
次生休眠
图 9-1 种子成熟后休眠中的变化示意图
•2.1 硬种皮
• 许多物种的硬种皮（如许多豆科种子种皮）因 不透水而抑制萌发。只有当种皮明显软化时种 子才会吸水(图)。 • 种子埋于土中，由于微生物的活动，种皮发生 软化,或由于物理过程而引起软化。以上两种条 件下，种皮破裂是渐进性的，因此种子萌发随 着时间的推移而增加。 • 种皮中有一个表现“脆弱”的地方，即种阜，外 界破坏首先从种阜开始，并由此吸收水分。种 子硬皮造成的休眠，通常使作物种子的萌发变 得很困难。利用机械（砂磨或破碎种皮）或化 学（浓硫酸）的方法可以打破硬皮种子的休眠。
பைடு நூலகம்
太阳光及经冠层过滤后的光的能量分布
发芽率（%）
红光：远红光比率
欧白芥不同密度造成的入射光不同红光与远红光比对车前发芽率的影响
光敏色素系统 • 对不同光谱成分的反应都涉及到光敏色素系统。 休眠机制涉及到光敏色素的种子，打破休眠需 要求最少量的吸收远红光型（Pfr）光敏色素。 红光与远红光比率高的光可促进Pfr型光敏色素 的形成，而当种子露置于红光与远红光比率低 的光下，Pfr型光敏色素很少形成。 • 萌发所需的Pfr型的量决定于环境条件和种子休 眠状况，物种间也存在着很大差异。 • 种子露置于光谱成分适宜的光下之后，如萌发 被其它一些环境因子所抑制，则需要重新见光 打破休眠。这是由于Pfr在暗中分解的缘故，这 一机理也可用来解释为什么种子成熟时不需 光，而脱落入土的种子则需光诱导萌发。
处理后时间（天）
雨滴处理对落芒草发芽的影响。 A，B，C，D分别表示93，72，48，24小时处理
2.3 硝酸盐的影响
• 许多种子的萌发需要硝酸盐的刺激（图）。 • 硝酸盐作为一种环境引发剂，其作用与蛋白质合成并 无关系，因为种子中没有检测到硝酸还原酶的活性。 确切地说，硝酸盐的作用是作为一种打破休眠的因 子，尤其是草本和一些荒地植物。 • 为什么草本和荒地植物要用硝酸盐作为一种环境信号 呢？硝酸盐的需求可作为一种差别检测机制，它与强 制休眠中光、温度日变化的功能相同。在一个植物生 物量很大土壤硝酸盐被大量消耗的土壤中，种子就处 于低的硝酸盐环境，这样进入强迫休眠。当植物营养 体受损时，矿化作用和硝化作用仍在继续，但植株吸 收量下降。土壤硝酸盐含量增加到一定水平时，又可 打破休眠。
莴苣种子发芽的三种光反应
A，37℃和远红光预处理种子对红光反应分别表现为极弱荧光反应 （VLFR）和弱荧光反应（LFR）；B，对日长的反应表现为强辐射反应。
2.6 温度影响
• 1.温度昼夜变化控制着许多种子的休眠 • 强迫休眠可为温度变幅增加所缓解,这类反应与绝 对温度无关，说明反应是温度变动引起的（图）。 这一机制限制深层土壤中种子的萌发，因深层土 壤中温度变异小。贫瘠土壤中，种子感受的温度 变幅要比冠层下的种子大。因此，感受温度变幅 的能力，可以用来检测土层深度和植被之间的差 距。
2.5 光的影响
• 光是决定种子休眠的一个重要因素。种子对不同波长的光 有反应。这些反应可以分为两种主要类型：短期和长期照 光的反应。 • 自然条件下光有许多种，种子利用其中几种来调节休眠。 光反应有三种主要作用。 • 1．深层土壤中种子萌发需光刺激。这些种子只有暴露在光 下才会发芽。小种子中，这种萌发抑制机制很普遍。 • 2．消除土壤的干扰后，进一步打破种子休眠需要光。只有 当翻耕土壤，种子露出土表接受阳光才会萌发。 • 3.植被扰乱后，由冠层改变的昼间光谱组成对种子的萌发 也很重要。冠层下部与上部相比红光较少（图），红光与 远红光的比率低，这就迫使许多物种的种子进入休眠 （图）。
赤霉素浓度对拟南芥GA缺乏突变体在暗处24℃下发芽的影响
2.8 种子发芽和休眠生态学的几个问题探讨
• 控制休眠的环境因子可能会产生的生态影响,这些环境 信号使种子萌发具有一定的时间性，从而使幼苗的存 活及此后的生殖生长有最佳的条件。 • 从萌发信号的作用上看，一般演替早的物种在光、昼 夜变温、硝酸盐及其它化合物的干扰下发育最佳。缺 少这些信号，这类物种的种子就长期保存在土壤中， 且可以保存十至上百年，直至下一个干扰产生。相 反，演替迟的物种具有常规形成的短命种子，且其休 眠机制差。因此，这些物种在种子库中比较少。 • 种子库中的种子生活力随着时间的推移而下降。
光的抑制作用 • 前述的光反应是指典型的低能反应（LFR）,即反应只需较 低的光量一些种子在特定的条件下打破休眠需光量很少 （图）。这种反应称为极低能反应（VLFR）。 • 最近已分离出不同类型的光敏色素。利用缺失突变体，研 究过这些光敏色素在植物发育中的作用。 VLFR 需光敏色 素A，LFR需光敏色素B。 • 大部分种子萌发受光的抑制。这种抑制效应随辐射增强而 增加，最大有效波长为 710-720nm 。这类反应称之为高辐 射反应（ HIR ）。对光具有负效应的种子，即种子萌发见 光受阻，其HIR强。 • 冠层下，种子由于受有效波长的日光照射，光敏色素的光 稳态平衡和 HIR 对种子都很重要。因此，冠层的抑制效应 要比单独光谱成分作用的效应要强。