逆境土壤环境中的植物营养.pptx

第十四章植物对逆境土壤的适应性主要内容：1. 概述2. 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 4. 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 6. 重金属污染土壤与植物的生长第一节 概 述一、逆境土壤的定义 在自然环境中，很多地方的土壤条件较差，存在着一些限制因素使植物生长不良，这类土壤称之为“逆境土壤”。二、 常见逆境土壤的类型 酸性土壤、盐(碱)土壤、旱(涝)土壤和重金属污染土壤等。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。豆科灌木仙人掌菠菜沙漠之星黑云杉第二节 酸性土壤中的毒害因子 和植物的适应机理一、酸性土壤的定义及概况植物正常生长土壤的pH值为6左右酸性土壤是低pH土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和部分灰壤等。全世界约27％土壤为酸性土壤 (pH5.5)，约有46亿公顷酸性土壤在我国酸性土壤的分布遍及 1 4个省区，总面积达 2 0 3万平方公里，约占全国耕地面积的21% 酸性土壤Causes of Soil AcidityNatural acidityAcidification caused by breakdown of organic matter (common in tropical areas)Overuse of NH4- based fertilizerIndustrial emissions (SO2 ? H2SO4)二、酸性土壤的主要障碍因子因氢离子浓度过高造成的氢离子毒害；因铝锰离子浓度过高引起铝锰毒害；因pH过低降低大多数阳离子的有效性，造成钾、镁和钙等的缺乏；因pH过低降低磷、钼的可溶性，造成其缺乏；因pH过低限制根系生长和养分的吸收，造成养分淋失和干旱 1. 氢离子的毒害直接的毒害作用 对植物根的毒害尤重。当土壤pH值小于4时，植物根系变短、变少，严重时根尖死亡。 原因是过多的氢离子影响质膜的稳定性，细胞膜透性增加，溢泌作用加强；且由于氢离子的竞争作用，根吸收的钙、镁离子减少，不利于膜的稳定，影响根系的生长。间接的影响 例如，低pH会影响一些微生物的活性，特别是有益细菌如氨化细菌、硝化细菌和自生固氮菌的活性，从而影响养分元素的转化 低pH影响土壤中养分元素的有效性及一些毒害离子的活度等 pH值土壤反应和植物有效养分含量的关系2. 铝锰离子的毒害(1) 铝毒症状 植物的铝毒症状首先体现在根系：根主轴伸长受抑，根粗短而脆，褐色，畸形弯曲，抑制植物根系生长 g/干重（株）铝饱和度含氮量土壤pH%mg/（）（株）/个株土壤铝饱和度对大豆和结瘤的影响结 瘤 干重地上部根mg/（瘤）5.9043.61.087799935.20283.21.086595864.55812.41加铝氯化铝苹果酸铝草酸铝柠檬酸铝不同铝化合物对水稻根系的影响不同铝浓度对绣球花颜色的影响(2) 铝毒害的可能机理 干扰DNA的复制功能 破坏细胞膜和壁的结构和功能 对养分的拮抗作用 破坏植物体内激素平衡(3) 锰离子的毒害毒害的机理主要为: 提高生长素氧化酶的活性，使生长素遭到破坏； 破坏氨基酸的代谢； 增加过氧化物酶和多酚氧化酶的活性； 降低ATP浓度及呼吸强度； 减少植物的钙镁铁的吸收防止和矫正锰毒害方法：施用石灰或改善土壤排水状况选育高抗锰毒品种也是有效的途径三、植物适应酸性土壤的机理 在酸性土壤中，植物生长既要克服高氢离子、铝离子和锰离子的不利影响，又要忍受钙、镁、磷、铁等养分的缺乏。 （一）植物对酸害的逃避机制1. 排斥作用 植物控制有毒离子进入体内的控制过程 2. 根际效应 一些植物在酸性环境中有提高根际pH和Eh的趋势，有利于降低离子的毒害作用 3. 养分吸收和利用效率 以解决养分的缺乏问题，作物适应酸性土壤磷胁迫的形态和生理生化机理的研究很多 4. 根际的微生物 通过改变营养元素的有效性来影响植物对酸性土壤的适应性。其中菌根提高磷的有效性 （二） 植物对酸害的忍耐机理1. 细胞内部对毒害离子进行分隔，使之处于一些生理生化非敏感部位；2. 可能细胞内的酶有较好的保护系统，使生理生化敏感部位或其他活性物质免受其害。图 植物对酸性土壤的适应机制第三节 石灰性土壤的障碍因子 和植物的适应性机理 一、石灰性土壤的定义及情况 指含有大量游离碳酸钙，pH大于7的土壤，占全球土壤总面积的30％以上，主要分布在干旱和半干旱地区 二、主要的阻碍因子缺铁 或“石灰性诱导缺绿症 由于pH较高，锌、锰的有效性较低三、植物适应石灰性土壤的机理1. 喜钙作物和嫌钙作物 喜钙作物对高浓度的钙离子同时具有逃避和忍耐机制