第二十五讲：植物的抗寒性及抗旱型
植物的抗旱性..35页PPT
植物的抗旱性..
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克60、人民的幸来自是至高无个的法。— —西塞 罗
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
寒害与植物的抗寒性
11.7
一
1. 2. 3. 4.
植物的抗病性（略）
病害机理
水分平衡失调 呼吸作用加强 光合作用下降 生长异常
二
1. 2. 3. 4.
植物的抗病性
加强氧化酶活性：分解毒素、促进伤口愈合、抑 制病原菌水解酶活性 过敏反应，组织程序化死亡 系统防御 合成植保素等物质
11.8 虫害与植物抗虫性（略）
一、抗虫性的观念 二、植物抗虫的机制
4、节水、集水发展旱作农业 收集保存雨水备用；采 用不同根区交替灌水；以肥调水，提高水分利用效率； 采用地膜覆盖保墒；掌握作物需水规律，合理用水。
11.5 植物的抗涝性
一 涝害机理 1. 缺氧导致无氧吸收，产生乙醇等物质 2. 缺氧引起乙烯的产生，叶片脱落，偏上生长(下 图A)。 二 抗涝性 1. 避涝性
1、拒虫性的形态解剖结构和特性
2、抗虫性的生理生化特性
三、提高植物抗虫性的途径
11.9
环境污染伤害与植物抗性
环境污染(environmental pollution) 可分为大气污 染、水体污染和土壤污染三类。其中以大气污染和水 体污染对植物的影响最大，不仅范围广，接触面积大， 而且容易转化为土壤污染。
11.2.1 冷害与植物抗冷性
一、 冷害引起的生理生化变化
1、细胞膜系统受损 2、 根系吸收能力下降 3、 光合作用减弱 4、 呼吸代谢失调 5、 物质代谢失调
二、冷害的机理——膜相变 液态 液晶态 相变温度 凝胶态
高温
低温
由于膜损坏而引起代谢紊乱，严重时导致死 亡（图11.3）。 还有巯基假说 三、植物对冷害的适应 1. 增加膜脂脂肪酸的不饱和度，降低相变温 度。 2. 合成脂类、可溶性糖类等保护性物质。 3. 含水量降低，而bound water/free water增加。
植物抗旱与耐寒的栽培技巧
植物抗旱与耐寒的栽培技巧植物抗旱与耐寒的栽培技巧随着全球气候变暖的趋势，干旱和寒冷的情况越来越普遍。
这对农业和花卉产业来说是一个巨大的挑战，但通过合适的栽培技巧，我们可以促使植物更好地抵御干旱和寒冷的环境。
在本文中，我将介绍一些提高植物抗旱和耐寒能力的栽培技巧。
一、选择适合干旱和寒冷环境的植物品种首先，我们应该选择适合干旱和寒冷环境的植物品种。
这些植物通常具有较长的根系，能够更好地吸收水分和养分。
一些典型的适应干旱环境的植物包括仙人掌、多肉植物和龙舌兰等。
而适应寒冷环境的植物则包括松树、冷杉和白桦等。
二、提供适宜的土壤和排水条件良好的土壤和排水条件对于植物的健康生长至关重要。
在干旱地区，我们应选择土壤通透性好的土壤，并添加有机物质提高土壤保水能力。
而在寒冷地区，我们应选择富含有机质的壤土，以提高土壤的保温能力。
此外，排水良好的土壤可以防止植物的根部被水浸泡，避免根部腐烂。
三、合理管理水源水源管理是提高植物抗旱能力的重要一环。
在干旱地区，我们应保持适量的灌溉，避免过量浇水导致水分积聚和根部腐烂。
常见的浇水方式包括滴灌和淋灌，这些灌溉方式可以减少水分的蒸发和浪费。
在寒冷地区，我们应及时清除积雪，以充分利用雪水。
此外，可以通过设置雨水收集系统来收集雨水和融雪水，以便春天时用于灌溉。
四、合适的施肥和修剪合适的施肥和修剪也是提高植物抗旱和耐寒能力的关键。
在干旱地区，我们应选择控释肥料，以确保植物在干旱条件下仍然能够吸收养分。
此外，有机肥料也非常重要，可以提高土壤的养分含量和保水能力。
在寒冷地区，我们应在植物进入休眠期前施肥，以促使植物存储足够的养分，抵抗寒冷。
五、保护植物免受干旱和寒冷的伤害最后，我们应采取一些措施，保护植物免受干旱和寒冷的伤害。
在干旱地区，我们可以通过搭建遮阳网和喷洒冷水来降低植物的叶面温度，减少水分的蒸发。
同时，覆盖植物根部的草屑和覆土可以帮助保持土壤的湿度和温度。
在寒冷地区，我们可以使用温室或大棚来保持植物的温暖，并使用花盆和垫子来隔离植物和寒冷的土壤。
第二十五讲：植物的抗寒性及抗旱型
一. 旱害及其类型
旱害是指土壤水分缺乏或大气相对湿度(RH)过 低对植物造成的危害。 萎蔫 两种类型 （暂时 永久）
土壤干旱: 土壤中可利用的水分不足 -8 ~ -15×105 pa 大气干旱: RH过低(10％~20％以下)
通过化学的方法，如使用 硫醇可以保护-SH不被氧 化，起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
膜对结冰最敏感。 低温对膜的伤害
3.机械伤害 4.活性氧伤害 膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。
主要破坏了膜脂与膜蛋白。
（三）植物对冷冻的适应
1．抗冻锻炼
在冬季来临之前，随着气温的降低与日照长度的变短，植 物体内发生一系列适应冷冻的生理生化变化，以提高抗冻能 力，这一过程称为抗冻锻炼。
（2）化学诱导
（3）矿质营养
P、K肥 B
0.25 ％ CaCl2 浸种20 h 0.05 ％ ZnSO4 喷洒叶面 ABA B9 CCC
Cu
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低 加 解 加 CO2扩散 阻力增大
贮藏物质 的消耗
光合下降
代谢失控 离子和 失水和保 酶外流 水能力丧 失 细胞自溶
饥饿
小 受害程度
衰老
死亡
大
四. 植物的抗旱性及其提高途径
1. 抗旱植物的特征
（1）形态特征：
①根系发达，R／T比大， R／T比越大， 越抗旱 ②维管束发达，叶脉致密，单位面积气 孔数目多
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二. 干旱时植物的生理生化变化
1. 水分重新分配 2. 光合作用下降 3. 矿质营养缺乏 4. 物质代谢失调 酶类活性降低 5. 呼吸作用异常 长成器官衰老 气孔效应，非气孔效应 吸收、运输受阻 水解酶类活性升高，合成 缓慢降低或先升后降 ∵呼吸底物增加 渗透调节 消除氨毒害
植物抗逆的基本生理.
指植物在逆境下，逐渐形成了对逆境的适应与 抵抗能力。这一过程称为抗逆锻炼。
逆境生理：研究植物在不良环境下的生理活动 规律及其忍耐或抗性称为逆境生理。
植物抗逆生理的基础 一、逆境的种类及对植物代谢的影响
（一）逆境的种类
从逆境产生的原因可分为:
自然因素
人为因素
从逆境本身的性质可分为: 生物因素，如病、虫害等 物理因素，如旱、涝、冷、热等； 化学因素，如盐、碱、空气污染等；
植物的抗旱性
旱害及其类型 旱害 土壤水分缺乏或者大气相对湿度过低，植 物的耗水大于吸水，造成植物组织脱水， 对植物造成的伤害。 大气干旱：空气相对湿度过低。 干旱的 类型 土壤干旱：土壤中缺少可利用水。 生理干旱：由于土温过低、或土壤溶液浓 度过高、或积累有毒物质等原因，妨碍根 系吸水，造成植物体内水分亏缺的现象。
2．膜伤害学说
膜对结冰最敏感。 低温对膜的伤害 膜脂相变，酶失活；
透性加大，电解质外渗。
主要破坏了膜脂与膜蛋白。 3.机械伤害
4.活性氧伤害
（三）提高植物抗冻性的措施
1. 抗冻锻炼 抗冻锻炼是植物提高抗冻性的主要途径。其中发生 了许多适应低温的生理生化变化。 （1）含水量下降：自由水减少，束缚水相对增多； （2）呼吸减弱：消耗糖分减少，有利于糖的积累；
2．胞内结冰：当温度迅速下降或温度过低时，除了在 细胞间隙结冰以外，细胞内的水分也结冰，一般是先在原 生质内结冰，后来在液泡内结冰。
（1）细胞间结冰及其伤害
原生质发生过渡脱水，造成蛋白质变性和原生质 不可逆的凝胶化； 主要 原因 冰晶体过大时对原生质造成机械压力，细胞变形； 当温度回升时，冰晶体迅速融化，细胞壁易恢复 原状，而原生质却来不及吸水膨胀，原生质有可 能被撕破。
植物的抗寒生理及降低干旱对植物的伤害
植物的抗寒生理及降低干旱对植物的伤害李新春高书阳孙兆猛包雨卓摘要：旱灾是世界上分布最广的自然灾害，给人民造成极大的经济损失。
干旱有多种分类，对植物的伤害也是因植物而不同的，植物虽然具有一定的抗旱性，能对外界环境对自身的生理影响做出调节，但其调节能力也是有限的，所以人们还必须通过一定得措施来降低干旱给植物造成的伤害和对自己造成的经济损失。
关键字：旱害抗逆性调节引言：植物的地理分布，生长发育以及产量形成等均受到环境的制约。
干旱是对植物生长影响最大的环境因素之一。
世界上干旱半干旱区遍及50多个国家和地区，其总面积约占陆地总面积的三分之一，且有逐年增加的趋势。
在我国华北、西北、内蒙古和青藏高原绝大部分地区属于干旱半干旱地区，约占全国土地总面积的45﹪。
由于全球荒漠化问题的严重性，加之干旱问题对人类的困扰，人们迫切希望通过选育抗旱性强的农作物或林木品种以合理利用水资源和低质立地，达到生产人们所需要的农林收获物和改善环境的目的。
因而尽管抗旱性育种的难度很大，人们从来也没有停止过对这个问题的探索。
相信在不久的将来人们在此方面的研究会有所突破的。
1.旱害的概念旱害指因气候严酷或不正常的干旱而形成的气象灾害。
一般指因土壤水分不足，农作物水分平衡遭到破坏而减产或歉收从而带来粮食问题，甚至引发饥荒。
同时，旱灾亦可令人类及动物因缺乏足够的饮用水而致死。
此外，旱灾后则容易发生蝗灾，进而引发更严重的饥荒，导致社会动荡。
2.气候与旱灾的关系旱灾的形成主要取决于气候。
通常将年降水量少于250mm的地区称为干旱地区，年降水量为250~500mm的地区称为半干旱地区。
世界上干旱地区约占全球陆地面积的25%，大部分集中在非洲、撒哈拉沙漠边缘，中东和西亚，北美西部，澳洲的大部和中国的西北部。
这些地区常年降雨量稀少而且蒸发量大，农业主要依靠山区融雪或者上游地区来水，如果融雪量或来水量减少，就会造成干旱。
世界上半干旱地区约占全球陆地面积的30%，包括非洲北部一些地区，欧洲南部，西南亚；北美中部以及中国北方等。
植物的抗冻性PPT课件
（二）结冰伤害 细胞在零下低温的结冰有两种： 细胞间结冰: 细胞间隙中细胞壁附近的水分结成冰 细胞内结冰: 先在细胞质结冰，然后在液泡内结冰
细胞内结冰伤害的原因主要是机械的损害。冰晶体会破
大多数木本植物形成或加强保护组织（如芽鳞片、木 栓层等）和落叶。
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植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体内发生 了一系列的适应低温的生理生化变化，抗寒力逐渐加强。 这种提高抗寒能力的过程，称为抗寒锻炼。
（一）植株含水量下降 随着温度下降，植株吸水较少，含水量逐渐下降。随着抗寒锻 炼过程的推进，细胞内亲水性胶体加强，使束缚水含量相对提 高，而自由水含量则相对减少。由于束缚水不易结冰和蒸腾， 所以，总含水量减少和束缚水量相对增多，有利于植物抗寒性 的加强。
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（二）抗冻蛋白（antifreeze protein，AFP） 抗冻蛋白是从耐冻的鱼，昆虫等过冬生物组织中提炼 出来的一类具有特殊功能的蛋白，它能抑制冰晶生长 速度，降低冰点，保护细胞核免受冷冻损伤。
植物本身可能也具有与动物中类似的抗冻蛋白，所以 抗冻蛋白是目前研究植物冻融伤害的主要对象。 目前已经发现约有30多种植物中含有AFP
（二）呼吸减弱 植株的呼吸随着温度的下降逐渐减弱，其中抗寒弱的植株或品种 减弱得很快，而抗寒性强的则减弱得较慢，比较平稳。细胞呼吸 微弱，消耗糖分少，有利于糖分积累；细胞呼吸微弱，代谢活动 低，有利于对不良环境条件的抵抗。
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（三）脱落酸含量增多 多年生树木（如桦树等）的叶子，随着秋季日照变短、气温降低， 逐渐形成较多的脱落酸，并运到生长点，抑制茎的伸长，并开始 形成休眠芽，叶子脱落，植株进入休眠阶段，提高抗寒力。
植物的抗寒性
2.冷害对植物生理功能的影响
1) 对膜的结构与功能的影响
膜脂发生相变 (膜脂相变假说） 由液晶态变为凝胶态
▪ 改变膜上的功能性蛋白质，如ATP酶活 性
低温
质膜ATP酶活性
细胞器上 ATP酶的水解活性
主动吸收和运输功能
ATP缺乏
物质交换被破坏 生物合成速度↙
三、植物抗寒的生理基础 植物能够承受或部分承受低温而不引起伤害 或减轻伤害称为抗寒性。
抗寒锻炼（低温驯化） 解除锻炼（脱锻炼）
·膜及膜组分的变化
提高细胞膜体系稳定性 膜脂和膜蛋白的变化
• 植株含水量下降
束缚水/自由水比值增大； 原生质的粘度、弹性增大
·新陈代谢活动减弱
·激素变化
ABA↑，IAA、GA↓
植物组织结冰可分为两种方式： 胞外结冰与胞内结冰。
胞外结冰（胞间结冰）： 温度缓慢下降时 细胞间隙和细胞壁附近的水分结冰。
胞内结冰：温度迅速下降时，除胞间结冰 外，细胞内的水分也冻结。一般先在原生 质内结冰，然后在液泡内结冰。
胞间结冰的危害：
1. 结冰脱水导致胞内溶液浓度升高， 造成盐胁迫。
2. 原生质过度脱水，使蛋白质变性或 原生质发生不可逆的凝胶化。
中生植物：阴生高等植物，适于在10～ 30℃环境中生长，超过35℃会受伤害。
喜温植物：多数陆生高等植物，可在30以 上℃中生长，其中有些在45℃以上受伤害。 而有些低等植物在65～100℃才受伤害。
高温对植物的危害：
高温引起植物大量失水，因此植物的抗热 性机理与抗旱性机理有很多相似之处。高 温对植物的危害：首先是蛋白质变性，蛋 白质在高温下原有的分子空间构型受到破 坏，氢键和疏水键断裂，失去了原有的生 理功能。
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细胞间结冰
细胞内结冰
（1）细胞间结冰及其伤害
温度缓慢下降时，细胞 间隙中的水分结成冰， 即所谓胞间结冰。
细胞 间结 冰伤 害的 主要 原因
原生质发生过渡脱水，造成蛋白 质变性和原生质不可逆的凝胶化；
冰晶体过大时对原生质造成机 械压力，细胞变形；
当温度回升时，冰晶体迅速融化，细 胞壁易恢复原状，而原生质却来不及 吸水膨胀，原生质有可能被撕破。
6. 内源激素变化 CTK合成受抑，ABA与ETH加强 7. Pro含量提高
向日葵
三. 干旱伤害植物的机理
1. 机械损伤
干旱时细胞脱水，细胞收缩， 壁形成许多锐利的折叠，刺破原生质。 骤然复水→质壁不协调膨胀→原生质被撕破→ 死亡。 2.改变膜结构及透性 （增加）
3. 蛋白质变性
间结构改变
-SH→ -S-S-键，蛋白质空
1．膜透性增加引起代谢紊乱 在低温下，质膜收缩出现裂缝，造成膜破坏， 透性增加，细胞内溶质渗漏。如时间过长还可引 起酶促反应平衡失调，代谢紊乱。 2．膜相变引起膜结合酶失活
构成膜的类脂由液相转变为固相，流动镶嵌模 型破坏，类脂固化而引起膜结合酶解离或者使酶 亚基分解，因而失活。
冷害引起的细胞代谢变化
植物发生结冰的温度并不一定在0℃。有时温度降低到0℃ 以下仍然不结冰，这种现象称为过冷现象。但温度降低到一 定程度一定结冰，这一点称为过冷点。
冰点的高低与细胞液的浓度有关，因此可以用测定冰点 的方法来测定细胞液的渗透势。
（二）结冰伤害的类型及其原因
1.结冰伤害 冻害一般是由于结冰引起的。由于温度降低的程度与速 度不同，结冰的类型不同，造成伤害的方式也不同。 结冰的类型
（2）细胞内结冰伤害
当温度骤然下降时，除了细胞间隙结冰以外，细 胞内的水分也结冰，一般是原生质内先结冰，紧接着 液胞内结冰，这就是胞内结冰。
胞内结冰伤害的主要原因是机械损伤，并且往往是致命的。
（二）结冰伤害的机理
1.硫氢基假说 要点：结冰对细胞的伤害主要是破坏了蛋白质的空间结构。 冰冻时，原生质逐渐脱水，蛋白质分子相互靠近，相邻肽 链外部的-SH彼此接触，两个-SH经氧化而形成 -S-S- 键； 或者一个分子外部的-SH基与另一个分子内部的 -SH形成S-S-键，于是蛋白质凝聚。 当解冻吸水时，肽链松散，由于-S-S-键属共价键，比较 稳定，蛋白质空间结构被破坏，导致蛋白质变性失活。
（三）提高植物抗冷性的途径
1．抗冷锻炼
将植物在低温条件下经过一定时间的适应，提高 其抗冷能力的过程。
经过锻炼的植物，其膜脂的不饱和脂肪酸含量增 加；相变温度降低；膜透性稳定。
2．化学诱导
利用化学药物可诱导植物抗冷性的提高。
3．合理的肥料配比 使植物生长健壮。
4.利用杀菌剂
防止腐生微生物感染。
25-2： 植物的抗旱性
一. 二. 三. 四. 旱害及其类型 干旱时植物的生理生化变化 干旱伤害植物的机理 植物的抗旱性及其提高途径
一. 旱害及其类型
旱害是指土壤水分缺乏或大气相对湿度(RH)过 低对植物造成的危害。 萎蔫 两种类型 （暂时 永久）
土壤干旱: 土壤中可利用的水分不足 -8 ~ -15×105 pa 大气干旱: RH过低(10％~20％以下)
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二. 干旱时植物的生理生化变化
1. 水分重新分配 2. 光合作用下降 3. 矿质营养缺乏 4. 物质代谢失调 酶类活性降低 5. 呼吸作用异常 长成器官衰老 气孔效应，非气孔效应 吸收、运输受阻 水解酶类活性升高，合成 缓慢降低或先升后降 ∵呼吸底物增加 渗透调节 消除氨毒害
一般生理变化 返回
第二十五讲：植物的抗 寒性与抗旱性
•Байду номын сангаас
• 25-1；植物的抗寒性
• 一. 冻害与植物的抗冻性
二.冷害与植物的抗冷性
25-1：植物的抗寒性
低温对植 物的危害 冻害: 冰点以下的低温使植物体内结冰； 冷害：冰点以上低温对植物造成的伤害。
抗寒性：植物对低温的适应与抵抗能力。
一、冻害与植物的抗冻性
（一）冻害
3．外界条件对植物适应冷冻的影响
（1）温度 （2）日照长度
（3）水分
（4）矿质营养
二、冷害与冷害的机理
冷害虽然没有结冰现象，但会引起喜温植物的生理障碍。 直接伤害 短时间内发生的伤害，主要特征是质膜 透性增大，导致细胞内含物向外渗漏。
三 种 类 型
间接伤害
缓慢降温引起的，低温胁迫可持续几天 乃至几周，主要特征是代谢失调。
通过化学的方法，如使用 硫醇可以保护-SH不被氧 化，起到抗冻剂的作用。
2．膜伤害学说
膜对结冰最敏感。 低温对膜的伤害
3.机械伤害 4.活性氧伤害 膜脂相变，酶失活； 透性加大，电解质外渗。
主要破坏了膜脂与膜蛋白。
（三）植物对冷冻的适应
1．抗冻锻炼
在冬季来临之前，随着气温的降低与日照长度的变短，植 物体内发生一系列适应冷冻的生理生化变化，以提高抗冻能 力，这一过程称为抗冻锻炼。
次生伤害
某一器官因低温胁迫而导致其生理功能减 弱或丧失而引起的伤害。如根系吸水变慢。
（一）冷害引起的生理生化变化
1．水分平衡失调 2．原生质流动受阻 3．光合速率减弱 4．呼吸代谢失调 蒸腾大于吸水 能量供应减少，原生质粘性增加
叶绿素分解大于合成；暗反应受影响
5.有机物质分解占优势
（二）冷害的机理
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细胞脱水时细胞变形状态 上:细胞脱水后萎陷状态 ；下:正常细胞
膜内脂类分子排列 a. 在细胞正常水分状况下脂类双分子层排列 b. 脱水膜内脂类分子成放射的星状排列
干旱
细胞脱水
细胞膨压降低 代谢紊乱 膜透性改变 机械损伤
生长 减少细 气孔 光合酶 呼吸酶 蛋白质 ABA, 细胞区域 质膜，液泡 化被破坏 膜破裂 ETH 增 活性降 活性增 核酸讲 受抑 胞间隙 关闭
2．植物在适应冷冻过程中的生理生化变化
抗冻锻炼是植物提高抗冻性的主要途径。其中发生了许 多适应低温的生理生化变化。 （1）含水量下降：自由水减少，束缚水相对增多； （2）呼吸减弱：消耗糖分减少，有利于糖的积累； （3）保护性物质增多：如糖、脯氨酸、甜菜碱积累。 一方面降低冰点，另一方面保护大分子的结构与功能； （4）内源激素的变化：ABA含量上升，GA、IAA含量减少； 在形态上也发生相应的变化，如形成种子、休眠芽、地 下根茎等，进入休眠状态。