[科普中国]-水分胁迫

水分胁迫是指土壤缺水而明显抑制植物生长的现象。淹水、冰冻、高温或盐渍等也能引起水分胁迫。干旱缺水引起的水分胁迫是最常见的，也是对植物产量影响最大的。

概念作物吸水量小于蒸腾量，使体内水分不足，妨碍正常生理活动的现象，称为水分亏缺。水分胁迫对植物代谢的影响反应最快的是细胞伸长生长受抑制，因而叶片较小，光合面积减小；随着胁迫程度的增强，水势明显降低·净光合率亦随之下降。另外，植物缺水时细胞合成过程减弱而水解过程加强，淀粉水解为糖，蛋白质水解成氨基酸.水解产物又在呼吸中消耗。水分胁迫引起植物脱水，导致细胞膜结构破坏。在正常情况下，由于细胞膜结构的存在，植物细胞内有一定的区域化功能·不同的代谢过程在不同的部位进行而彼此又相互联系；如果膜结构破坏就会引起代谢紊乱。不同植物或品种对水分胁迫的反应不同。旱生植物长期生活在干旱的环境中，在生理或形态上具有一定的适应特性。1

简介植物除因土层中缺水引起水分胁迫外，干旱、淹水、冰冻、高温或盐碱条件等不良环境作用于植物体时，都可能引起水分胁迫。不同植物及品种对水分胁迫的敏感性不同，影响不一。

常见情况在淹水条件下，有氧呼吸受抑制，影响水分吸收，也会导致细胞缺水失去膨压，冰冻引起细胞间隙结冰，特别是在严重冰冻后遇晴 天，细胞间隙的冰晶体融化后又因蒸腾大量失水，易引起水分失去平衡而委蔫。高温及盐碱条件下亦易引起植物水分代谢失去平衡，发生水分胁迫。干旱缺水引起 的水分胁迫是最常见的，也是对植物产量影响最大的。水分胁迫对植物代谢的影响在植物水分亏缺时，反应最快的是细胞伸长生长受抑制，因为细胞膨压 降低就使细胞伸长生长受阻，因而叶片较小，光合面积减小;随着胁迫程度的增高，水势明显降低，且细胞内 脱落酸(ABA)含量增高，使净光合率亦随之下降，另一方面，水分亏缺时细胞合成过程减弱而水解过程加强，淀粉水解为糖，蛋白质水解形成氨基酸，水解产物又在呼吸中消耗；水分亏缺初期由于细胞内淀粉、蛋白质等水解产物增亥，吸呼底物增加，促进了呼吸，时间稍长，呼吸底物减少，呼吸速度即降低，且因氧化碑酸化解联，形成无效呼吸，导致正常代谢进程紊乱，代谢失调。水分胁迫对植物的严重影响：由于水分胁迫引起植物脱水，导致细胞膜结构破坏。在正常情况下，由于细胞膜结构的存在，植物细胞内有一定的区域化 (compartmentation)，不同的代谢过程在不同的部位进行而彼此又相互联系；如果膜结构破坏就引起代谢紊乱。不同植物或品种对水分胁迫的反应不同植物或品种在干旱条件下的反应不同。旱生植物长期生活在干旱的环境中，在生理或形态上具有一定的适应特性。例如具有强大的根系，蒸腾量高时。可吸收深层土中的水分，这是一种积极的抗旱方式。有的角质层发达，避免水分过多散失或气孔夜开昼闭等避免水分散失。如仙人掌，白天气孔关闭减少水分消耗量，夜间气孔张 开，吸收的CO2，固定于苹果酸中，白天又释放出CO2， 用于光合作用中。 栽培植物的抗旱性虽不及旱生植物，但不同植物或品种之间对水分胁迫的敏感性亦不同，一般C4植物 比C3植物的水分利用率高，抗旱性亦较强，C;植物中 高粱的抗旱性又比玉米强。在水分亏缺时，高粱叶片中的ABA含量明显低于玉米，干旱后复水，高粱亦较玉米易于恢复正常。 在生产上应注意合理施肥，提高植物抗旱性的问题，例如钾有渗透调节功能，在施肥时应适当配合钾肥，发挥其渗透调节功能，提高作物抗旱性。

对昆虫生物学特性的影响水分是影响昆虫种群扩散和行为形成的主要因素。已有研究表明，昆虫会对水分胁迫表现出不同的响应，主要包括地理分布变化、发生期改变、生长发育加快及繁殖代数增加等方面。某些昆虫因无法应对水分胁迫以及气候变化的带来的负面影响，对个体生长及种群动态产生变化，例如，果蝇由于不能在失水情况下存活而仅分布于热带雨林区域；一些昆虫的产卵容量 对栖息地选择性的反应表明，栖息地的严重干旱也许会导致该种群的灭绝。同样的，间歇性的水分胁迫可以减少尖音库蚊新陈代谢的速率以及产卵量，而由此影响其种群动态。2

对植物生理生化的影响研究表明，4个茶树品种叶片的脯氨酸含量在干旱胁迫过程中持续上升，脯氨酸在植物细胞中主要起渗透调节作用，叶片脯氨酸含量增加，可提高细胞溶质含量，增强渗透调节能力；茶树内源脱落酸 (ABA) 大量累积，在胁迫过程中，叶片内源ABA含量不断增加，胁迫3 d增加较缓慢，6 d、9 d含量上升幅度加剧。研究得出，在土壤含水量小于9%和叶片含水量小于42%的状况下，叶片ABA累积量增加，胁迫6~9 d达到高峰值。

不同生育期水稻水分胁迫研究结果表明，叶片水势均显著下降，根系和叶片的有机渗透调节物质和无机渗透调节物质包括K+、Mg2+等含量均大幅度上升 。用聚乙二醇模拟水稻的干旱胁迫研究发现，胁迫后水稻叶片中可溶性糖含量、游离氨基酸总量、脯氨酸/游离氨基酸总量比值均成倍增加，特别是其中的脯氨酸成倍增加；对幼苗叶片的光合作用和水分状况进行比较分析发现，在水分胁迫下叶片水势和含水量都显著下，水稻叶片的光合速率、气孔导度、叶肉导度、总导度和叶绿体内CO2浓度等都显著降低。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学