[科普中国]-环境胁迫

简介

随着世界人口的增长和消费水平的提高，科学技术也得到了长足的发展，但与此同时，由于人类活动范围的扩大、程度的加深，环境资源受到了很大的破坏，环境对很多生物体引起的胁迫也日益严重。环境胁迫可以分为急性环境胁迫和慢性环境胁迫。包括地震、火山爆发、飓风、紫外线辐射、战争、工业污染、农业开垦等。

水分胁迫干旱胁迫干旱的实质是缺水，导致植物正常生理功能受干扰。按水分胁迫的程度可划分为轻度胁迫，中度胁迫，重度胁迫三种类型。在植物营养生长期，水分胁迫的可见症状有叶萎蔫、叶枯死、叶脱落、枝梢干枯、植株枯死等。不同的营养器官对水分胁迫反应的敏感度不同，其中叶生长>株高生长>干粗生长，地下根生长>地上茎生长；在其生殖生长期，过度缺水，不仅花芽分化不利，而且花量少、花色淡、花期短、容易落果；在叶部则表现为叶面积减小，落叶增加，叶片萎蔫，下垂卷曲；在根部则表现为根细胞减弱，停止生长，根毛死亡；在枝干部则表现为抽缩，表皮皱折，褪色发暗等。

淹水胁迫淹水胁迫就是水分过多，过多的土壤水分和过高的大气湿度都会破坏植物体内水分平衡，进而影响植物发育。土壤中水分过多一般有两种状态，一种是土壤水分超过最大持水量，处于饱和状态，土壤的气相完全被液相取代，即为“渍水”，又称渍害；另一种是水分不仅充满了土壤而且地面积水，淹没了植物的局部或整株，通常称为“涝害”。 土壤水分过多会导致植物对土壤多数矿质营养元素的吸收急剧减少，进而削弱根和新梢的生长，抑制叶的生长，减少叶数，导致叶片失绿坏死引发小叶和落叶，最终植物因淹水致死；还能加重许多病原体引起的病害，如丝核菌，镰刀霉菌，腐霉属菌，疫霉属菌等，同时也容易造成有害软体动物（如蜗牛、蛞蝓）的大发生。

应对措施（1）及时补灌或排水。干旱时，可以利用一切可以利用的水源和灌溉设施，尽快进行田间灌溉；淹水胁迫时，可以建立蓄水池等。

（2）利用植物生长调节剂调节和控制作物的生长发育与生理生化过程，增强作物在水分胁迫下的适应能力，提高植株耐旱性，从而获得较好的产量2。

温度胁迫低温胁迫低温胁迫是对植物耐寒性的检验，植物耐寒性是对低温环境长期适应中通过本身的遗传变异和自然选择获得的一种适应性。低温胁迫包括植物0℃以下的低温伤害（冻害）和0℃以上的低温伤害（冷害）。冻害的机理有3点：①细胞内结冻；②原生质脱水；③生物膜体系破坏。冷害的原发反应是生物膜发生相变，液晶态变为凝胶态，原生质环流停止，植物体内乙烯增加，光呼吸速率下降。

高温胁迫植物所处环境中温度过高引起的生理性伤害称为高温伤害，又称为热害。高温胁迫对植物的直接伤害是蛋白质变性，生物膜结构破损，体内生理生化代谢紊乱。热害往往与干旱并存，造成失水萎蔫或灼伤。不同植物所忍受的最高温度或致死温度是不同的，同一株植物不同器官或组织耐热性也有较大差异。根系对高温逆境最敏感，繁殖器官次之，叶片再次之，老叶的耐热性强于幼叶，树干的耐热性强于枝梢，木本植物的耐热性强于草本植物。多发生在夏秋高温干旱，或冬春阳光照射，白天升温细胞解冻，夜间降温又结冰，冰融交替使皮层细胞破坏，组织死亡，皮层下陷，干裂，冬季日灼常发生在植株西南面的主干和大枝上。

应对措施高温胁迫应对措施主要有3：

（1）选育推广耐高温品种。选育推广耐高温性品种是应对高温胁迫的最有效措施之一；

（2）合理密植。采用宽窄行种植通过合理密植调节田间通风透光条件，培育强壮植株、增加单株的水分和养分供给量，从而延缓高温胁迫对植物叶片内部组织的伤害时间，提高单株的抗性；

（3）调节播期。避开高温天气综合当地多年气象数据，找准对玉米发生高温胁迫的起始时间。

（4）肥水管理。适时灌水可改善田间小气候，降低株间温度，增加相对湿度，有效减轻高温对玉米的直接伤害；

（5）施用植物生长调节剂。如油菜素内酯。

低温胁迫应对措施主要有：

（1）选育抗(耐)低温品种；

（2）栽培措施：①适时早播；②催芽坐水；③地膜覆盖；④育苗移栽

（3）化学调控：植物生长调节剂如脱落酸、细胞分裂素、生长延缓剂Amo-1618、油菜素内酯和B9等的施用。

盐碱胁迫危害盐胁迫不仅影响植物的外部形态，也影响植物内部的生理生化特性。盐害的典型症状是植物生长量显著减少，叶尖和叶缘灼伤，叶失绿和坏死，卷叶，花萎蔫，根坏死，枯梢，落叶，甚至死亡。生长抑制是植物受制于盐胁迫最敏感的生理过程，糖累积下降，蒸腾作用下降，水分亏缺，CO2同化速率下降，营养不良，盐胁迫的植物通常树冠小，叶片小而少，枝梢少，节间短，出苗率低。

应对措施针对盐碱，必须采取农艺措施和生物措施、化学措施、水利措施相结合，才能达到好的效果。对不同类型盐碱区（盐碱荒地、重度盐碱地、中度盐碱地、轻度盐碱荒地）研究推广了新型化学改良剂、膜下滴灌、起垄种植、全膜覆盖、耐盐碱作物品种种植、微生物菌剂、盐碱地改良专用肥料等措施。

其他胁迫酸雨胁迫酸雨是指pH小于5.6的降水。不同植物种类对酸雨胁迫的敏感性不同，阔叶树和草本植物较针叶树更易受酸雨危害，在黄河流域，银杏、柿树对酸雨抗性较强，花石榴、贴梗海棠、枫杨、杏、桃则较敏感。植物的不同器官，不同发育阶段对酸雨抗性不同，枝干抗酸性强，根系及叶片较弱，未展幼叶和老叶抗性较伸展完毕的嫩叶强。

重金属胁迫由于重金属在土壤中难溶、不分解，毒性强，具有累积效应等特点，污染物中过量的重金属一旦进入土壤后就很难排除，且在生物体内呈有机化趋势。许多重金属（如Cu、Zn、Pe、Mn、Mo）都是植物必需的微量元素，但超过一定的界限，就会对植物产生相应的毒害作用，轻则使植物体内代谢紊乱，生长受到抑制，重则致植物死亡。如涉及可食性植物，重金属还可进入食物链，危及人类健康。重金属对植物的胁迫是抑制生长，土壤Cu过量或波尔多液残留累积会引起植物树皮开裂和流胶，生长减缓，枝梢枯萎，落叶，须根腐烂，甚至全树死亡；Mn过量则会导致植物易发生粗皮病；土壤重金属过量还可抑制种子发芽。