作物的水分環(huán)境與作物對水分的利用

1、農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響 作物的濕害和澇害在某些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生，如湖北省作物的濕害和澇害在某些地區(qū)經(jīng)常發(fā)生，如湖北省19491949年以來發(fā)生受害面積年以來發(fā)生受害面積10001000萬畝以上的大洪澇災害萬畝以上的大洪澇災害就有就有1818次。首先我們來看一下水分過多造成的兩種災次。首先我們來看一下水分過多造成的兩種災害：害：濕害濕害( (water logging)water logging)：土壤含水量超過最大土壤含水量超過最大田間持田間持水量水量時，對時，對旱作物旱作物所造成的傷害。所造成的傷害。澇害澇害(flood injury)(flood injury)：地面積水，地面積水，淹

2、沒淹沒了作物一部分了作物一部分或全部，對作物所造成的傷害?；蛉?，對作物所造成的傷害。農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響1 1、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應作物濕、澇傷害的成因作物濕、澇傷害的成因作物受澇時，水本身對作物的危害不大，主要是由于作物受澇時，水本身對作物的危害不大，主要是由于缺缺O(jiān)2O2造成的直接和間接傷害。造成的直接和間接傷害。作物濕澇傷害的形態(tài)、生理反應作物濕澇傷害的形態(tài)、生理反應種子的浸水傷害：種子的浸水傷害：淹水所導致的作物發(fā)芽率大幅度下淹水所導致的作物發(fā)芽率大幅度下降或喪失發(fā)芽能力。與無氧呼吸、離子滲漏等有關(guān)。降或喪失發(fā)芽能力。與無氧呼吸、離子滲

3、漏等有關(guān)。 絕大多數(shù)作物種子在淹水條件下不能萌發(fā)，即使耐絕大多數(shù)作物種子在淹水條件下不能萌發(fā)，即使耐淹水能力強的水稻種子在水中也僅限于胚芽鞘的伸長，淹水能力強的水稻種子在水中也僅限于胚芽鞘的伸長，而無根和幼葉的發(fā)生和生長。而無根和幼葉的發(fā)生和生長。表表玉米種子萌發(fā)期對淹水較敏感，玉米種子萌發(fā)期對淹水較敏感， 小麥種子有較高耐性。小麥種子有較高耐性。四、作物的濕害與澇害四、作物的濕害與澇害1 1、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應作物濕澇傷害形態(tài)、生理反應作物濕澇傷害形態(tài)、生理反應植株形態(tài)反應植株形態(tài)反應 缺氧導致生長緩慢、停止，根系發(fā)黑，葉柄偏上性缺氧導致生長緩慢、停止

4、，根系發(fā)黑，葉柄偏上性生長，葉片、花幼果死亡脫落或腐爛，露出水面的葉生長，葉片、花幼果死亡脫落或腐爛，露出水面的葉片逐漸萎蔫、失綠黃化進而枯萎死亡或脫落。片逐漸萎蔫、失綠黃化進而枯萎死亡或脫落。 在淹水條件下，某些作物還可能發(fā)生某些適應性反在淹水條件下，某些作物還可能發(fā)生某些適應性反應，如淹水中的節(jié)間、葉柄或葉鞘伸長，莖節(jié)處發(fā)生應，如淹水中的節(jié)間、葉柄或葉鞘伸長，莖節(jié)處發(fā)生不定根及部分薄壁細胞解體形成通氣腔和皮孔等。不定根及部分薄壁細胞解體形成通氣腔和皮孔等。 圖圖農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響1 1、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應生理反應生理反應無氧呼吸、無氧呼吸

5、、ATPATP合成減少：合成減少：無氧呼吸大量消耗呼吸基無氧呼吸大量消耗呼吸基質(zhì)導致饑餓和能量供應減少和能量匱乏，并積累有毒質(zhì)導致饑餓和能量供應減少和能量匱乏，并積累有毒物質(zhì)，引起細胞中毒死亡。物質(zhì)，引起細胞中毒死亡。 水澇缺氧還使線粒體數(shù)量減少，腫脹，嵴數(shù)減少；水澇缺氧還使線粒體數(shù)量減少，腫脹，嵴數(shù)減少；如果缺氧時間過長則導致線粒體失活。如果缺氧時間過長則導致線粒體失活。內(nèi)源激素平衡關(guān)系改變：內(nèi)源激素平衡關(guān)系改變：生長促進型激素合成減少，生長促進型激素合成減少，生長抑制型激素合成增加，促進衰老、脫落。生長抑制型激素合成增加，促進衰老、脫落。 氣孔關(guān)閉、光合作用受阻：氣孔關(guān)閉、光合作用受阻：正

6、常生物合成受阻、水解加強：正常生物合成受阻、水解加強：農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響1 1、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應生理反應生理反應 產(chǎn)生某些逆境蛋白：產(chǎn)生某些逆境蛋白：如玉米幼苗在淹水時可快速合如玉米幼苗在淹水時可快速合成厭氧多肽，這些特異蛋白中有一些是糖酵解或糖成厭氧多肽，這些特異蛋白中有一些是糖酵解或糖代謝有關(guān)的酶，有利于調(diào)節(jié)碳代謝、維持生存所需代謝有關(guān)的酶，有利于調(diào)節(jié)碳代謝、維持生存所需的能量供應和減少有毒物質(zhì)的形成與積累。的能量供應和減少有毒物質(zhì)的形成與積累。 根系吸收能力和正常合成能力下降：根系吸收能力和正常合成能力下降：由于對水分的由于對水分的吸

7、收能力降低，作物常表現(xiàn)出吸收能力降低，作物常表現(xiàn)出受旱受旱形態(tài)特征；由于形態(tài)特征；由于ATPATP合成少，根系主動吸收能力下降，導致植株營養(yǎng)合成少，根系主動吸收能力下降，導致植株營養(yǎng)失調(diào)。失調(diào)。 農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響1 1、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應、作物對濕、澇的形態(tài)、生理反應漬澇造成的次生傷害漬澇造成的次生傷害 離子脅迫傷害：離子脅迫傷害：土壤受淹剖面中鹽分濃度上升，如土壤受淹剖面中鹽分濃度上升，如NaNa+ +、ClCl- -濃度增加，阻止作物體內(nèi)濃度增加，阻止作物體內(nèi)NaNa+ +、ClCl- -離子排出，離子排出，造成細胞鹽害、中毒。造成細胞鹽害、中毒。 土壤產(chǎn)生有毒物質(zhì)

8、：土壤產(chǎn)生有毒物質(zhì)：土壤處于還原狀態(tài)下，土壤處于還原狀態(tài)下，pHpH下降下降, , 產(chǎn)生一系列有毒物質(zhì)，如產(chǎn)生一系列有毒物質(zhì)，如MnMn2+2+、NONO2 2- -、FeFe2+2+、H H2 2S S、CHCH4 4、脂肪酸、不飽和酚、醛類、酮類等，對植株造成毒害。脂肪酸、不飽和酚、醛類、酮類等，對植株造成毒害。 加劇營養(yǎng)失調(diào)：加劇營養(yǎng)失調(diào)：如硝態(tài)氮發(fā)生反硝化作用，以氣態(tài)如硝態(tài)氮發(fā)生反硝化作用，以氣態(tài)N N釋放；釋放；S S、ZnZn、CuCu等有效性下降；等有效性下降；P P、SiSi、MgMg、MnMn、FeFe等有效性提高，易流失。等有效性提高，易流失。農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響

9、2 2、作物對濕、澇的耐性、作物對濕、澇的耐性 與作物通氣組織的發(fā)達程度和無氧呼吸系統(tǒng)的完善與作物通氣組織的發(fā)達程度和無氧呼吸系統(tǒng)的完善程度有關(guān)程度有關(guān) 有些作物，如水稻的根、莖、葉中存在氣腔組織，根有些作物，如水稻的根、莖、葉中存在氣腔組織，根系還存在乙醇酸氧化酶，通過乙醇酸氧化途徑釋放新系還存在乙醇酸氧化酶，通過乙醇酸氧化途徑釋放新生態(tài)氧，氧化根際還原性物質(zhì)，所以水稻比小麥、棉生態(tài)氧，氧化根際還原性物質(zhì)，所以水稻比小麥、棉花的耐淹性強?；ǖ哪脱托詮?。 秈稻的耐淹性大于粳稻；玉米中能快速誘導厭氧蛋白秈稻的耐淹性大于粳稻；玉米中能快速誘導厭氧蛋白合成的品種比缺乏此能力的品種耐淹性強。合成的品種

10、比缺乏此能力的品種耐淹性強。 棉花既不耐淹水，也不耐漬水，當?shù)叵滤贿^高時也棉花既不耐淹水，也不耐漬水，當?shù)叵滤贿^高時也造成生長發(fā)育不良，導致顯著減產(chǎn)。造成生長發(fā)育不良，導致顯著減產(chǎn)。農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響 與生育期有關(guān)與生育期有關(guān) 一般種子發(fā)芽期和孕穗、開花結(jié)果期對淹水最敏感一般種子發(fā)芽期和孕穗、開花結(jié)果期對淹水最敏感棉花棉花在花鈴期淹水數(shù)小時，可使蕾、花、幼鈴全部脫在花鈴期淹水數(shù)小時，可使蕾、花、幼鈴全部脫落，并加速葉片的衰老、黃化；落，并加速葉片的衰老、黃化；水稻水稻孕穗期淹水孕穗期淹水6 6天以上，大部分幼穗腐爛，不能抽天以上，大部分幼穗腐爛，不能抽穗；抽穗開花期淹水穗；抽穗

11、開花期淹水6 6天以上，花粉、花藥破壞，不天以上，花粉、花藥破壞，不能授粉；乳熟期淹水能授粉；乳熟期淹水7 7天，千粒重降低，米質(zhì)變劣，天，千粒重降低，米質(zhì)變劣，減產(chǎn)減產(chǎn)40%40%左右；左右；玉米玉米幼苗不耐淹水，但發(fā)育后期只要不淹沒果穗，對幼苗不耐淹水，但發(fā)育后期只要不淹沒果穗，對產(chǎn)量影響較小。產(chǎn)量影響較小。 2933.3農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響 與淹沒深度、水溫、水渾濁度及流動性有關(guān)與淹沒深度、水溫、水渾濁度及流動性有關(guān)作物在淹水時露出水面的部分越多，受無氧傷害的部作物在淹水時露出水面的部分越多，受無氧傷害的部位就越少，且水面以上部位仍可進行一定的光合作用，位就越少，且水面以上部位

12、仍可進行一定的光合作用，維持一定的碳水化合物供應；維持一定的碳水化合物供應；水溫不同，水中氧的溶解度不同，影響水中含氧量；水溫不同，水中氧的溶解度不同，影響水中含氧量；水渾濁度影響光合作用水的光解放氧能力，渾濁度高、水渾濁度影響光合作用水的光解放氧能力，渾濁度高、葉片布滿污泥，則加速葉片死亡；葉片布滿污泥，則加速葉片死亡；水的流動性影響有毒物質(zhì)的積累濃度和水中含氧量，水的流動性影響有毒物質(zhì)的積累濃度和水中含氧量，從而影響器官和組織的受害程度。從而影響器官和組織的受害程度。 農(nóng)田水分過多對土壤和作物的影響3 3、減輕濕、澇災害的對策、減輕濕、澇災害的對策 完善排灌系統(tǒng)，降低地下水位，高畦栽培。如在江完善排灌系統(tǒng)，降低地下水位，高畦栽培。如在江漢平原農(nóng)田實行網(wǎng)格化，深溝排漬措施；漢平原農(nóng)田實行網(wǎng)格化，深溝排漬措施； 受害后及時排澇、洗苗扶苗、中耕松