第二章__植物生长环境因子.pptx

第二章 植物生长环境因子,制作人：,,,从微观方面探讨自然非生物因子对植物生长的影响，不涉及对植物分布及进化方面的讨论环境因子主要包括温、光、水、气、肥5个方面，各因素相互作用，复合对植物的生长产生影响实际生产中几乎不可能只独立考虑单一因素，要综合分析2.1 温度,植物生长所涉及到的温度有：气温、土温、水温、植物温度 自然界中影响温度的最主要因素是太阳光温度是表征物体冷热程度的度量热是做功或热传递（包括对流.辐射.热传导），热以波的形式从高温物体向低温物体传播2.1.1 大气的保温效应 地球大气对太阳短波辐射几乎是透明体，大部分太阳辐射能够透过大气射到地面上，使地面增温；大气对地面长波辐射却是隔热层，把地面辐射放出的热量绝大部分截留在大气中，并通过大气逆辐射又将热量还给地面人们把大气的这作用，称为大气保温效应 大气中CO2增多，大气吸收地面长波辐射的能力增强，提高大气的温度；使大气的逆辐射能力增强，补偿地面损失的热量也增多2.1.2 玻璃温室的温室效应 玻璃作用类似于二氧化碳的保温作用太阳短波辐射能够透过玻璃和塑料大棚使室内升温，室内地面升温后放出的地面辐射则被玻璃或塑料大棚所阻挡，减少了热量的损失。

同时，玻璃还阻止室内（暖）外（冷）空气以对流或湍流方式进行热交换，使得温室内温度高于室外气温对植物的影响 植物地上部分的生长和发育（各种生理活动和生殖），空气湿度，地上动物、昆虫及病菌等微生物 气温是影响植物的最重要温度因素，直接调节其他温度环境，变化最剧烈而又有一定规律一般是温室中温度的调控主要是只对气温的改变2.1.2 土温 土壤的温度影响种子萌发、根系生长、矿物盐类的溶解度（EC、pH)、土壤微生物的活动、有机质的分解、新陈代谢 间接影响：土壤肥力、微生物（益/害）、虫、水分、气体； 直接影响：植物根活力、酶活性,,,2.1.3 水温 陆生及土培植物灌溉和喷淋用水温度与植物所处室温一般不宜差异过大，差异（>8℃）过高、过低，以及水本身温度过高、过低对植物都有不利的影响 主要是水温过低时的影响，包括植物被冷凝水滴溅到受伤2.1.4 植物温度 无论是哪种温度因素对植物产生何种影响都是外因，最终都是植物自身温度变化的直接原因起作用 细胞低温伤害和高温伤害的生理变化细胞染色，紫色为液泡,1、温度三基点 温度三基点是作物生命活动过程的最适温度，最低温度和最高温度的总称。

在最适温度下，作物生长发育迅速而良好；在最高和最低温度下，作物停止生长发育，但仍能维持生命如果继续升高或降低，就会对作物产生不同程度的危害，直至死亡 温度三基点是最基本的温度指标，它在确定温度的有效性、作物种植季节与分布区域，计算作物生长发育速度、光合潜力与产量潜力等方面，都得到广泛应用2、低温伤害 低于植物最低生长温度是的伤害为“寒害”，当形成冰冻，即自由水结成冰晶时为“冻害” 无论是低温还是高温都会影响原生质层和细胞膜类的理化性质，导致功能性降低，甚至变性失去活性 轻度的、持续时间较短的伤害是可以恢复的，但一定要“缓”，即对收伤害的植物要先保持其较低的生理代谢，在慢慢恢复到正常水平 冻害时水分子结成冰晶，直接对细胞造成机械伤害，不可恢复龙血铁低温伤害,一般来说，正常叶片的叶绿体中有两大类光合色素，其中叶绿素和类胡萝卜的分子比例为三比一由于绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，占优势，所以正常叶子总是呈现绿色 低温条件下，或叶衰老时，由于叶绿素较易被破坏或先降解，数量减少，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色 红叶不是叶片中叶绿体的色素造成的，而是由细胞液泡中的花色素引起的。

因温度降低，植物体内积累较多糖分以适应寒冷，体内的可溶性糖多了，就形成较多的花色素储存于液泡中而花色素类似于酸碱指示剂，从碱性到酸性会呈现从蓝色到红色颜色渐变，具体而言是，pH=7~8 时呈淡紫色；pH<3时，呈红色；pH>11则呈蓝色由于低温时液泡中花色素增多，且细胞液pH值又偏酸性，因此叶子就变红了植物叶片的颜色表现及变化并非完全因上述因素确定，高温有时也会引起叶片颜色显著变化颜色的变化也并非都是植物处在逆境下的表现，要因物而异3、高温伤害 高温伤害常见的有日光灼伤，高温高湿伤害，高温干热伤害等，因植物不同而异，一般较低温伤害难恢复同时高温也是引起植株徒长的一个重要原因2.2 光照,光照对植物直接起作用主要涉及到三个指标，即光质、光强和光照时间2.2.1 光质,,2.2.2 光强 我们所说的光强指的是“光照度 ”，光度学中没有“光强”这样一个概念，更区别于“光强度”（光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，国际单位是candela（坎德拉）简写cd） 光照度，被照明面单位面积上得到的光通量（对于在单位时间里通过某一面积的光能，称为通过这一面积的光能通量），单位是勒克斯，Lux。

光照度对植物的影响1、依植物对光照度的适应性可将植物分为阴生植物、阳生植物和中光照植物等2、影响植物单位面积上接收的热量，植物灼伤就是光照度过大造成的3、影响植物单位时间单位面积同化物的产出量 光补偿点和光饱和点,,光补偿点：在光强为0时，植物只进行呼吸作用，光合作用强度为0，随着光强增大，光合作用增大而呼吸作用强度基本不变，这时呼吸作用产生的CO2除了提供给光合作用外还有剩余，并释放出来；当光合作用和呼吸作用两者强度达到相等时，呼吸作用产生的CO2全部提供给光合作用，CO2既不吸收也不释放，这时的光强是光补偿点当光强继续增强，光合作用强度大于呼吸强度，此时呼吸作用产生的CO2不足以满足光合作用，植物从外界吸收CO2光饱和点：当达到某一光强时，光合速率就不再随光强的增高而增加，这种现象称为光饱和现象开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点植物出现光饱和点实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率(受CO2浓度影响)和CO2固定速率等所以，C4植物的碳同化能力强，其光饱和点和饱和光强下的光合速率也较高阴生植物可以利用弱光，在光照弱的条件下都能生长，所以光补偿点低，因为植物在光照大于光补偿点时，可以生长。

阴生植物叶片的输导组织比阳生植物的稀疏，当光照强度增大时，水分对叶片的供给不足，阴生植物便不再增加光合速率，其光饱和点较低阳生植物需要强光，所以光补偿点相应提高在光补偿点以上，植物的光合作用超过呼吸作用，可以积累有机物质光补偿点以下，植物的呼吸作用超过光合作用，此时非但不能积累有机物质，反而要消耗贮存的有机物质如长时间在光补偿点以下，植株逐渐枯黄以致死亡当温度升高时，呼吸作用增强，光补偿点就上升因此，在温室中栽培植物，在光照不足时要避免温度过高，以降低光补偿点，利于有机物质的积累植物群体的光补偿点也较单叶为高，因为群体内叶子多，相互遮荫，当光照度弱时，上层叶片还能进行光合作用，但下层叶片呼吸作用强，光合作用弱，所以整个群体的光补偿点上升光合作用吸收二氧化碳量与呼吸作用释放的二氧化碳量，处于动态平衡时的光照强度其数值随温度增高而上升植物处于此种光照强度下，光合作用形成的有机物与呼吸作用消耗的有机物相抵消，但夜晚呼吸作用继续进行，以一昼夜计算，有机物将有亏损这样，经过一定时间，植物将会由于饥饿而死亡因此，温室栽培遇到阴暗天气，应注意适当调节室温2.2.3 光照时间 光照时间包括净光照时长和昼夜交替变化。

光照时长影响光合作用同化产物产出量，即植物能吃多少“饭”；昼夜长短交替的变化，主要影响植物“休息”和诱导生殖生长（即开花）2.3 水,2.3.1 植物水分含量及生理意义 水在生长着的植物体中含量最大原生质含水量为80～90％，其中叶绿体和线粒体含50％左右；液泡中则含90％以上组织或器官的含水量随木质化程度增加而减少，如瓜果的肉质部分含水量可超过90％，幼嫩的叶子为80～90％，根为70～95％，树干则平均为50％，休眠芽约40％含水最少的是成熟的种子，一般仅10～14％，或更少代谢旺盛的器官或组织含水量都很高原生质只有在含水量足够高时，才能进行各种生理活动各种生化反应都须以水为介质或溶剂来进行水是光合作用的基本原料之一，它参加各种水解反应和呼吸作用中的多种反应植物的生长，通常靠吸水使细胞伸长或膨大膨压降低，生长就减缓或停止水的特有的理化性质给植物带来一些好处水的汽化热（20℃时为2 454J／g）与比热〔4.187J（g℃）〕特别高，有利于发散植株所吸收的辐射热；避免体温大幅度上升水的表面张力、内聚力及与一些物质间的吸附力在植物体内运输中有重要意义水能透过可见光和紫外光，使日光能透射到叶绿体上供光合作用之用，或被光敏素等吸收，引起光形态发生效应。

水分子的极性造成了多种化合物的水合状态，并使原生质亲水胶体得以稳定2.3.2 植物细胞的水分关系 植物细胞中的水分，可分为自由水和束缚水 自由水是可以移动的生理上活跃的组织中，大部分水（包括液泡水）是自由水束缚水是通过氢键吸附于细胞中特别是膜上的蛋白质、多糖之上的水分子，成半晶体排列，密度比液态水大细胞壁微纤丝的纤维素和多糖胶体表面上，也有束缚水膜存在2.3.3 整体植物的水分代谢 陆生植物根与冠分别处于地下与地上，在通常情况下冠部向大气失去水分，根部则吸收水分，因此水的主要流向是自土壤进入根系，再经过茎到达叶、花、果实等器官，并经过它们的表面、主要是其上的气孔，散失（蒸腾）到大气中去 根据扩散的通路又可分为气孔蒸腾、角质层蒸腾、皮孔蒸腾其中气孔蒸腾在气孔开放时可占总蒸腾量的80～90％，但气孔的开张度随植株内外环境而变化夜间或夏天中午炎热干旱时气孔关闭，阻力增加，蒸腾速率很低2.3.4 根系对水分的吸收 根系以其庞大的表面积，主要是根尖上着生的根毛，与土壤水分相接触当叶片蒸腾失水时，水势比土壤水那一端的水势显著降低，在植株体内形成水势陡度，水分自土壤经根毛表面向根内流动。

这种水分吸收顺着水势陡度发生，根系不起推动作用，因此称为被动吸水（动力来源于蒸腾拉力）当地上部不蒸腾，也没有蒸腾所造成的低水势来牵引蒸腾流时，根系也能吸收土壤中的水分，并推动水经木质部流向地上部这种吸水过程称为主动吸水（动力来源于渗透压），所产生的压力称为根压在夜间和清晨空气湿润时，某些植物（特别是它们的幼苗和叶尖）分泌出水滴，称为吐水；在切断植物的茎时，连根部分的切端上木质部处形成水珠，称为伤流（溢泌）这两种现象都是根压造成的有些伤流是干压引起的伤流液有的近似于纯水，几乎不含有杂质，有的含有相当大量的无机物和有机物，情况各不相同伤流中的有机物，已检查出的有：糖类、有机酸、氨基酸、细胞分裂素和赤霉素等2.4 气,2.4.1 空气组成 空气的组成以氮气N2和氧气O2为主，氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳CO20.03%,其它气体和杂质占0.03%2.4.2 植物气害 植物容易受大气污染的危害，首先是因为它们有庞大的叶面积同空气接触并进行活跃的气体交换其次，植物不象高等动物那样具有循环系统，可以缓冲外界的影响，为细胞提供比较稳定的内环境第三，植物一般是固定不变的，不像动物可以避开污染。

大气污染对植物的危害可以分为急性危害、慢性危害和不可见危害三种情况1、急性危害是指在高浓度污染物影响下，短时间内产生的危害，使植物叶子表面产生伤斑，或者直接使叶片枯萎脱落2、慢性危害是指在低浓度污染物长期影响下产生的危害，使植物叶片褪 绿，影响植物生长发育，有时还会出现与急性危害类似的症状3、不可见危害是指在低浓度污染物影响下，植物外表不出现受害症状，但植物生理已受影响，使植物品质变坏，产量下降 大气污染除对植物的外观和生长发育产生上述直接影 响外，还产生间接影响，主要表现为由于植物生长发育减弱，降低了对病虫害的抵抗能力。