第十章植物对逆境土壤的适应性

1、第十一章第十一章植物对逆境植物对逆境土壤的适应性土壤的适应性主要内容：主要内容：1. 概述概述2. 酸性土壤中的毒害因子和植物的适应机理酸性土壤中的毒害因子和植物的适应机理 3. 石灰性土壤的障碍因子和植物的适应性机理石灰性土壤的障碍因子和植物的适应性机理 4. 盐土中的毒害因子及植物的适应机理盐土中的毒害因子及植物的适应机理 5. 淹水植物的营养特性及其适应机理淹水植物的营养特性及其适应机理 6. 重金属污染土壤与植物的生长重金属污染土壤与植物的生长第一节第一节 概概 述述一、逆境土壤的定义一、逆境土壤的定义在自然环境中，很多地方的土壤条件较在自然环境中，很多地方的土壤条件较差，存在着一些限

2、制因素使植物生长不良，差，存在着一些限制因素使植物生长不良，这类土壤称之为这类土壤称之为“逆境土壤逆境土壤”。二、二、 常见逆境土壤的类型常见逆境土壤的类型酸性土壤、盐酸性土壤、盐(碱碱)土壤、旱土壤、旱(涝涝)土壤和重土壤和重金属污染土壤等。金属污染土壤等。三、研究逆境土壤中植物营养的意义三、研究逆境土壤中植物营养的意义了解植物对这些不良环境的生理反应了解植物对这些不良环境的生理反应和忍耐机理，可以为进一步改造植物对问和忍耐机理，可以为进一步改造植物对问题土壤的适应能力提供理论基础。题土壤的适应能力提供理论基础。第二节第二节 酸性土壤中的毒害因子酸性土壤中的毒害因子 和植物的适应机理和植物的

3、适应机理一、酸性土壤的定义及概况一、酸性土壤的定义及概况 植物正常生长土壤的植物正常生长土壤的pH值为值为6左右左右 酸性土壤是低酸性土壤是低pH土壤的总称，包括红壤、黄壤、土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和部分灰壤等。砖红壤、赤红壤和部分灰壤等。 全世界约全世界约27土壤为酸性土壤土壤为酸性土壤 (pH茎茎幼幼叶穗叶穗5 5、渗透调节、渗透调节在细胞内合成并积累有机和无机溶质，以平衡外部介质或在细胞内合成并积累有机和无机溶质，以平衡外部介质或液泡内渗透压液泡内渗透压6 6、避盐、避盐凭借特定的生物学特性，避开盐分积累阶段，以在高盐环凭借特定的生物学特性，避开盐分积累阶段，以在高盐环

4、境中顺利完成生长发育。境中顺利完成生长发育。7 7、耐盐、耐盐具有耐盐能力，原生质内盐分浓度高时，也不构成危害。具有耐盐能力，原生质内盐分浓度高时，也不构成危害。一、淹水土壤的定义一、淹水土壤的定义指表层或不同层次的底土层中土壤间指表层或不同层次的底土层中土壤间隙的空气被水完全置换，地下水位较高的隙的空气被水完全置换，地下水位较高的土壤的总称。土壤的总称。第五节第五节 淹水植物的营养特性淹水植物的营养特性及其适应机理及其适应机理（二）淹水对植物生长的不良影响（二）淹水对植物生长的不良影响1. 淹水土壤的主要特点淹水土壤的主要特点氧气减少，氧化还原电位急剧下降氧气减少，氧化还原电位急剧下降 2.

5、 对植物的不良影响对植物的不良影响 呼吸作用下降，光合强度也下降，养分吸收呼吸作用下降，光合强度也下降，养分吸收减少减少 有毒物质的生成，如锰、铁离子、硫化氢、有毒物质的生成，如锰、铁离子、硫化氢、甲烷、乙醇、乙烯及低分子酸甲烷、乙醇、乙烯及低分子酸 影响微生物的活动和有机质的分解影响微生物的活动和有机质的分解 影响矿质养料的活化，氮由于反硝化作影响矿质养料的活化，氮由于反硝化作 用用（三）植物对淹水的可能机理（三）植物对淹水的可能机理 1. 形态特征形态特征：皮层薄壁组织特别松散，皮层薄壁组织特别松散，形成较多的空隙或孔腔，植物的孔隙度形成较多的空隙或孔腔，植物的孔隙度增加，氧气的扩散阻力降

6、低，根部在淹增加，氧气的扩散阻力降低，根部在淹水后变短加粗水后变短加粗2. 生理特征生理特征：一方面控制乙醇、乙烯及一方面控制乙醇、乙烯及低分子有机酸等物质的形成，另一方面低分子有机酸等物质的形成，另一方面能够保持一定的能量供应，植物根部具能够保持一定的能量供应，植物根部具有乙醇酸氧化途径有乙醇酸氧化途径 第六节第六节 重金属污染土壤与植物的生长重金属污染土壤与植物的生长 一、重金属污染源一、重金属污染源工业工业“三废三废”的排放、城市垃圾、的排放、城市垃圾、污泥和含重金属的农药、化肥等污泥和含重金属的农药、化肥等重金属污染的土壤，涉及的元素主重金属污染的土壤，涉及的元素主要有汞、镉、铬、铅、

7、铜、砷、氟等要有汞、镉、铬、铅、铜、砷、氟等 三、重金属的影响及特点三、重金属的影响及特点1. 重金属的影响重金属的影响影响植物产量与品质、大气和水环境质影响植物产量与品质、大气和水环境质量，并通过食物链危害人类的生命和健康量，并通过食物链危害人类的生命和健康2. 重金属的特点重金属的特点隐蔽性、长期性和不可逆性隐蔽性、长期性和不可逆性四、重金属毒害的外观症状及危害四、重金属毒害的外观症状及危害症状：症状：根系发育异常，地上部青枯，叶片失绿等，根系发育异常，地上部青枯，叶片失绿等，严重时全株死亡严重时全株死亡 重金属可完全抑制土壤中的共生固氮过程重金属可完全抑制土壤中的共生固氮过程 对土壤中酶

8、活性产生影响对土壤中酶活性产生影响 在土壤在土壤植物系统中的迁移直接影响到植物的生理植物系统中的迁移直接影响到植物的生理生化和生长发育，从而影响作物的产量和质量生化和生长发育，从而影响作物的产量和质量 三、影响植物对重金属离子吸收和累积的因素三、影响植物对重金属离子吸收和累积的因素重金属离子的性质、土壤条件和植物的遗传特性重金属离子的性质、土壤条件和植物的遗传特性五、重金属对植物毒害的一般机理五、重金属对植物毒害的一般机理 影响酶活性和功能，从而引起植物生理代影响酶活性和功能，从而引起植物生理代谢功能的紊乱，生长发育受阻甚至死亡，谢功能的紊乱，生长发育受阻甚至死亡， 影响养分膜运输，原因可能重

9、金属抑制膜影响养分膜运输，原因可能重金属抑制膜上上ATP酶的活性，或是取代了钙等离子，酶的活性，或是取代了钙等离子，使膜稳定性下降使膜稳定性下降 影响其他营养元素的吸收影响其他营养元素的吸收 拮抗作用拮抗作用六、植物对重金属的适应机制六、植物对重金属的适应机制 1、细胞的忍耐作用、细胞的忍耐作用 植物相对耐性的大小可能是细胞对其分隔能力不同所植物相对耐性的大小可能是细胞对其分隔能力不同所致，耐性强的细胞具较强的分隔能力，将重金属离子排放到致，耐性强的细胞具较强的分隔能力，将重金属离子排放到液泡里与有机酸形成络合物，避免重金属的毒害作用。液泡里与有机酸形成络合物，避免重金属的毒害作用。2、植株的

10、整体控制，根系的排斥作用、植株的整体控制，根系的排斥作用 根系通过分泌有机酸与重金属离子在根外形成络合物，根系通过分泌有机酸与重金属离子在根外形成络合物，或分泌氧将根周围的重金属离子氧化而降低有效度；或分泌氧将根周围的重金属离子氧化而降低有效度；根系已经吸收的重金属在根细胞形成稳定的络合物排根系已经吸收的重金属在根细胞形成稳定的络合物排放到液泡中去，降低了其移动性；放到液泡中去，降低了其移动性；木质部输导组织吸附一部分重金属离子，因而减少了木质部输导组织吸附一部分重金属离子，因而减少了运输到地上部的数量。运输到地上部的数量。七、重金属的生物修复途径七、重金属的生物修复途径u种植木本植物、经济作

11、物，利用其对重金属种植木本植物、经济作物，利用其对重金属的吸收、积累和耐性除去重金属的吸收、积累和耐性除去重金属u利用生物化学、生物有效性和生物活性原则，利用生物化学、生物有效性和生物活性原则，把重金属转化为较低毒性产物把重金属转化为较低毒性产物 (络合态、脱络合态、脱烷基、改变价态烷基、改变价态 ) u利用重金属与微生物的亲合性进行吸附及生利用重金属与微生物的亲合性进行吸附及生物学活性最佳的机会，降低重金属的毒性和物学活性最佳的机会，降低重金属的毒性和迁移能力迁移能力 植物组织积累植物组织积累植物排斥植物排斥植物固定植物固定植物降解植物降解植物挥发植物挥发植物修复重金属污染土壤的机理示意图植物修复重金属污染土壤的机理示意图1. 酸性土壤中的毒害因子和植物的适