基本介紹
- 中文名：水分脅迫
- 外文名：water stress
- 性質：脅迫
- 屬性：水分
- 領域：生態學
概念,簡介,常見情況,對昆蟲生物學特性的影響,對植物生理生化的影響,
概念
作物吸水量小於蒸騰量，使體內水分不足，妨礙正常生理活動的現象，稱為水分虧缺。水分脅迫對植物代謝的影響反應最快的是細胞伸長生長受抑制，因而葉片較小，光合面積減小；隨著脅迫程度的增強，水勢明顯降低·淨光合率亦隨之下降。另外，植物缺水時細胞合成過程減弱而水解過程加強，澱粉水解為糖，蛋白質水解成胺基酸.水解產物又在呼吸中消耗。水分脅迫引起植物脫水，導致細胞膜結構破壞。在正常情況下，由於細胞膜結構的存在，植物細胞內有一定的區域化功能·不同的代謝過程在不同的部位進行而彼此又相互聯繫；如果膜結構破壞就會引起代謝紊亂。不同植物或品種對水分脅迫的反應不同。旱生植物長期生活在乾旱的環境中，在生理或形態上具有一定的適應特性。
簡介
植物除因土層中缺水引起水分脅迫外，乾旱、淹水、冰凍、高溫或鹽鹼條件等不良環境作用於植物體時，都可能引起水分脅迫。不同植物及品種對水分脅迫的敏感性不同，影響不一。
常見情況
在淹水條件下，有氧呼吸受抑制，影響水分吸收，也會導致細胞缺水失去膨壓，冰凍引起細胞間隙結冰，特別是在嚴重冰凍後遇晴 天，細胞間隙的冰晶體融化後又因蒸騰大量失水，易引起水分失去平衡而委蔫。高溫及鹽鹼條件下亦易引起植物水分代謝失去平衡，發生水分脅迫。乾旱缺水引起 的水分脅迫是最常見的，也是對植物產量影響最大的。水分脅迫對植物代謝的影響在植物水分虧缺時，反應最快的是細胞伸長生長受抑制，因為細胞膨壓 降低就使細胞伸長生長受阻，因而葉片較小，光合面積減小;隨著脅迫程度的增高，水勢明顯降低，且細胞內 脫落酸(ABA)含量增高，使淨光合率亦隨之下降，另一方面，水分虧缺時細胞合成過程減弱而水解過程加強，澱粉水解為糖，蛋白質水解形成胺基酸，水解產物又在呼吸中消耗；水分虧缺初期由於細胞內澱粉、蛋白質等水解產物增亥，吸呼底物增加，促進了呼吸，時間稍長，呼吸底物減少，呼吸速度即降低，且因氧化碑酸化解聯，形成無效呼吸，導致正常代謝進程紊亂，代謝失調。水分脅迫對植物的嚴重影響：由於水分脅迫引起植物脫水，導致細胞膜結構破壞。在正常情況下，由於細胞膜結構的存在，植物細胞內有一定的區域化 (compartmentation)，不同的代謝過程在不同的部位進行而彼此又相互聯繫；如果膜結構破壞就引起代謝紊亂。不同植物或品種對水分脅迫的反應不同植物或品種在乾旱條件下的反應不同。旱生植物長期生活在乾旱的環境中，在生理或形態上具有一定的適應特性。例如具有強大的根系，蒸騰量高時。可吸收深層土中的水分，這是一種積極的抗旱方式。有的角質層發達，避免水分過多散失或氣孔夜開晝閉等避免水分散失。如仙人掌，白天氣孔關閉減少水分消耗量，夜間氣孔張 開，吸收的CO2，固定於蘋果酸中，白天又釋放出CO2， 用於光合作用中。 栽培植物的抗旱性雖不及旱生植物，但不同植物或品種之間對水分脅迫的敏感性亦不同，一般C4植物 比C3植物的水分利用率高，抗旱性亦較強，C;植物中 高粱的抗旱性又比玉米強。在水分虧缺時，高粱葉片中的ABA含量明顯低於玉米，乾旱後復水，高粱亦較玉米易於恢復正常。 在生產上應注意合理施肥，提高植物抗旱性的問題，例如鉀有滲透調節功能，在施肥時應適當配合鉀肥，發揮其滲透調節功能，提高作物抗旱性。
對昆蟲生物學特性的影響
水分是影響昆蟲種群擴散和行為形成的主要因素。已有研究表明，昆蟲會對水分脅迫表現出不同的回響，主要包括地理分布變化、發生期改變、生長發育加快及繁殖代數增加等方面。某些昆蟲因無法應對水分脅迫以及氣候變化的帶來的負面影響，對個體生長及種群動態產生變化，例如，果蠅由於不能在失水情況下存活而僅分布於熱帶雨林區域；一些昆蟲的產卵容量 對棲息地選擇性的反應表明，棲息地的嚴重乾旱也許會導致該種群的滅絕。同樣的，間歇性的水分脅迫可以減少尖音庫蚊新陳代謝的速率以及產卵量，而由此影響其種群動態。
對植物生理生化的影響
研究表明，4個茶樹品種葉片的脯氨酸含量在乾旱脅迫過程中持續上升，脯氨酸在植物細胞中主要起滲透調節作用，葉片脯氨酸含量增加，可提高細胞溶質含量，增強滲透調節能力；茶樹內源脫落酸 (ABA) 大量累積，在脅迫過程中，葉片內源ABA含量不斷增加，脅迫3 d增加較緩慢，6 d、9 d含量上升幅度加劇。研究得出，在土壤含水量小於9%和葉片含水量小於42%的狀況下，葉片ABA累積量增加，脅迫6~9 d達到高峰值。
不同生育期水稻水分脅迫研究結果表明，葉片水勢均顯著下降，根系和葉片的有機滲透調節物質和無機滲透調節物質包括K+、Mg2+等含量均大幅度上升 。用聚乙二醇模擬水稻的乾旱脅迫研究發現，脅迫後水稻葉片中可溶性糖含量、游離胺基酸總量、脯氨酸/游離胺基酸總量比值均成倍增加，特別是其中的脯氨酸成倍增加；對幼苗葉片的光合作用和水分狀況進行比較分析發現，在水分脅迫下葉片水勢和含水量都顯著下，水稻葉片的光合速率、氣孔導度、葉肉導度、總導度和葉綠體內CO2濃度等都顯著降低。
