干旱脅迫對(duì)植物的影響

缺水是植物經(jīng)常面臨的逆境條件之一，干早脅迫是指植物所消耗的水分高于植物吸收的水分時(shí)，造成了植物體內(nèi)水分虧缺，脅迫時(shí)間增加導(dǎo)致水分過(guò)度虧缺的現(xiàn)象。在干旱脅迫的條件下，植物體內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列相應(yīng)的生理生化變化，從下面幾方面體現(xiàn)。
1 抑制了植物的生長(zhǎng)
在干旱脅迫條件下，植物細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)受到抑制，從而影響了植物體內(nèi)各種生理代謝活動(dòng)，這是一個(gè)綜合反應(yīng)的結(jié)果。水分對(duì)植物的影響是最重要的，在水分逆境條件下，植物的葉片是最敏感的，植物的葉片在輕度的水分脅迫時(shí)，葉片的生長(zhǎng)顯著抑制。水分脅迫會(huì)嚴(yán)重影響植株的葉片生長(zhǎng)，只要體現(xiàn)在葉片生長(zhǎng)緩慢，還會(huì)影響植物的主莖生長(zhǎng)，只要體現(xiàn)在植株的長(zhǎng)勢(shì)弱小低矮，使植物的葉面積指數(shù)降低。有研究表明，在干旱脅迫的影響下，位于我國(guó)長(zhǎng)白山地區(qū)的闊葉紅松林主要樹種對(duì)干早逆境的反應(yīng)，主要體現(xiàn)在植物對(duì)生物量的分配及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的反應(yīng)上，結(jié)果表明該地區(qū)的闊葉紅松林中的紅松、槭樹、水曲柳和蒙古櫟等樹種的單葉面積、根長(zhǎng)、側(cè)根數(shù)等一系列生理指標(biāo)都顯著降低。干旱脅迫下，縮小了大豆幼苗的葉片的葉面積，縮短了葉柄的長(zhǎng)度，株型緊湊。干旱抑制了植株葉片的生長(zhǎng)，但卻使植物的根冠比增加，至于要是由于，植物葉片生長(zhǎng)的的受抑程度大于根系的生長(zhǎng)，干旱脅迫的影響下，根系在水分條件較差的土壤生長(zhǎng)弱小，嚴(yán)重影響根系吸收土壤中的水分，降低了植物的蒸騰速率，光合作用受到影響，干物質(zhì)積累收到嚴(yán)重影響，根系為滿足植物地上部生長(zhǎng)，自身有限同化產(chǎn)物又偏重根系生長(zhǎng)，因此又消弱了植物的地上部生長(zhǎng)，導(dǎo)致了植物的高度降低、葉面積指數(shù)下降、地上部的生長(zhǎng)量減少。
2 降低了植物的光合效率
在干旱脅迫條件下，植物的光合速率顯著降低。有研究表明，沙地樟子松在水分脅迫下植株體內(nèi)的脫落酸發(fā)生變化，降低了樟子松的氣孔導(dǎo)度、植株的光合速率下降；在水分脅迫下板栗的光合速率下降；干旱脅迫下，植物的光合作用受到抑制， 主要是由于植株體內(nèi)葉綠素含量下降，削弱了葉綠體對(duì)光能的吸收，不能將足夠的能量提供給光合作用需要；植物的光合速率受到抑制，在水分脅迫下的包括兩種：一是氣孔限制，二是非氣孔限制。氣孔限制是指在水分脅迫條件下，減小了氣孔的開度，增大了氣孔的阻力，植物對(duì)二氧化碳的吸收受到限制，減弱了植物的光合作用。非氣孔限制指的是，在水分脅迫條件下，損壞了葉綠體的結(jié)構(gòu)，減弱了希爾反應(yīng)，光系統(tǒng)H 活力下降，致使葉綠體的光合活性下降，最總導(dǎo)致植物的光合效率降低。
3 改變了植物體內(nèi)源激素的代謝
植物內(nèi)源激素的平衡受水分干早脅迫影響，其中促進(jìn)植物生長(zhǎng)的生長(zhǎng)素、赤霉素含量降低，抑制延緩植物生長(zhǎng)的脫落酸含量升高，脫落酸增多促使氣孔關(guān)閉，蒸騰下降，根的吸水能力增強(qiáng)，提供給植物的莖冠的水分增多，植物體內(nèi)的水分平衡得以保障，避免了植物失水萎蔫死亡；同時(shí)使植物的不定根數(shù)量增加并促進(jìn)合成蛋白質(zhì)，促進(jìn)植物吸收水分并提高細(xì)胞的水分含量。有研究表明，在干旱脅迫下，荔枝葉片的脫落酸含量增高，生長(zhǎng)素和赤霉素含量降低。抗性強(qiáng)的植物脫落酸含量的增幅、生長(zhǎng)素和赤霉素含量的降幅都比抗性弱的植物要顯著。
4 提高了植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物的含量
水分脅迫條件下，植物體內(nèi)游離脯氨酸含量提高，比正常水分條件下增大幾十倍甚至一百倍。有研究表明，在干旱脅迫下，萎蔫的黑麥葉片中積累大量的游離脯氨酸（Pro）；游離脯氨酸含量的增加程度隨著土壤干旱的程度呈正相關(guān)；水分逆境狀態(tài)下諸葛菜葉片中的脯氨酸含量顯著提高并且可溶性糖含量明顯增多；干旱脅迫下的辣椒體內(nèi)脯氨酸含量明顯增加并且可溶性糖含量增大。干旱脅迫下植物體內(nèi)的積累脯氨酸可以減少植物體內(nèi)水分散失，保持植物細(xì)胞的原生質(zhì)與外界生態(tài)環(huán)境的滲透平衡以提高植物的滲透調(diào)節(jié)能力；干旱脅迫下植物體內(nèi)的游離脯氨酸有利于逆境解除后恢復(fù)生長(zhǎng)并避免植物中毒；有利于穩(wěn)定蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，改善細(xì)胞膜和其他高分子物質(zhì)的水環(huán)境。所以，脯氨酸可以鑒定植物受旱程度，是植物抗旱的生理指標(biāo)。
5 改變了植物體內(nèi)保護(hù)酶的活性
植物在水分脅迫條件下，植物體內(nèi)產(chǎn)生過(guò)量活性氧自由基，損傷植物細(xì)胞膜，引起植物組織傷害和衰老。保護(hù)酶系統(tǒng)可以有效地防御和清除自由基，避免細(xì)胞氧化。在干旱逆境下對(duì)小麥、花生、甘草、沙棘等植物進(jìn)行研究，證明植物體內(nèi)的保護(hù)酶活性與植物的耐旱性有一定的關(guān)聯(lián)。有研究表明，在干旱脅迫條件下高粱、玉米、小麥、豌豆、向日葵等許多植物超氧化物歧化酶的活性提高。還有研究表明，干旱脅迫下過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶活性升高。
綜上所述，植物在干旱脅迫條件下，植物體的生理指標(biāo)變化只要體現(xiàn)在，植物的生長(zhǎng)受到抑制，包括地上部的生長(zhǎng)量、葉面積指數(shù)、植物的高度等；植物的光合作用受到影響，光合速率降低了；植物體內(nèi)的生長(zhǎng)素赤霉素含量降低了，脫落酸含量升高了；植物體內(nèi)積累了大量的脯氨酸；植物體內(nèi)的超氧化物歧化酶、過(guò)氧化物酶和過(guò)氧化氫酶活性均提高了。
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