淺析低溫與高溫對植物的影響及預(yù)防措施

劉華利

摘 要：近代工業(yè)的迅速發(fā)展，極端天氣越來越多給植物生長發(fā)育帶來了很大危害，其中低溫與高溫對植物的影響最大，本文通過分析低溫與高溫對植物的生長發(fā)育的影響因素，從而找到解決或降低低溫與高溫對植物的危害。

關(guān)鍵詞：溫度；植物；危害；措施

一、低溫對植物的影響

1.冷害：很多熱帶和亞熱帶植物不能經(jīng)受0-10℃低溫，這種冰點以上低溫對植物所造成的危害叫冷害。植物對冰點以上低溫的適應(yīng)叫抗冷性。在很多地區(qū)冷害是限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素之一，我國冷害經(jīng)常發(fā)生于早春和晚秋，對作物的危害主要是苗期與籽?；蚬麑嵆墒炱凇７N子萌發(fā)期受冷害影響，常造成死苗或僵苗不發(fā)。晚稻開花灌漿期遇到低溫造成籽?？瞻T，10℃以下低溫會影響多種果樹的花芽分化，降低其結(jié)實率。果蔬貯藏期遇低溫會破壞其品質(zhì)。

2.冷害時植物體內(nèi)的生理生化變化，植物受冷害后不僅表現(xiàn)在葉片變褐、干枯和果皮變色等外部形態(tài)上，而且表現(xiàn)為細(xì)胞的生理生化也發(fā)生劇烈變化。如細(xì)胞膜選擇透性減弱，膜透性增加；原生質(zhì)流動減慢甚至停止；吸水能力和蒸騰速率下降，水分代謝失調(diào)；葉綠體外解加速，葉綠素含量下降，光合速率減弱、呼吸速率大起大落；蛋白質(zhì)分解劇以及有害物質(zhì)如乙醛和乙醇的積累等。

3.冷害機理，植物冷害的主要機理是由于在低溫下，構(gòu)成膜的脂類由液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔啵茨ぶ嘧?，引起與膜相結(jié)合的酶失活，膜脂相變的溫度隨脂肪酸鏈長度的增長而增加，而隨不飽和脂肪酸含量的增加而降低。溫帶植物之所以比熱帶植物更耐低溫就是因為構(gòu)成膜脂的不飽和脂肪酸含量更高的原因。另外，寒流時造成細(xì)胞膜透性改變，影響細(xì)胞內(nèi)的代謝活動，造成植物體內(nèi)新陳代謝紊亂。

4.提高植物抗冷性的措施，低溫鍛煉是個很有效的措施，因為這樣能使植物對低溫有一個適應(yīng)過程。例如，春季溫室和溫床育苗時，在露天移載前應(yīng)先降低室溫或床溫，這樣鍛煉后的幼苗抗冷性較強，否則突然遇到低溫時會受到災(zāi)害性影響，此外，調(diào)節(jié)氮、磷、鉀肥的施用比例，.増加磷、鉀比重能明顯提高植物抗冷性。

5.凍害， 冰點以下低溫對植物的危害叫凍害，植物對冰點以下低溫的適應(yīng)性叫抗凍，凍害也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一種自然災(zāi)害，凍害的溫度界限因植物種類、生育時期、生理狀態(tài)及組織器官及其經(jīng)受低溫的時間長短而有很大差異。

6.凍害的機理，凍害主要是低溫形成的冰晶對細(xì)胞的傷害，冰晶的形成包括細(xì)胞間結(jié)冰和細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰。胞問結(jié)冰引起植物受害的主要原因是一是質(zhì)嚴(yán)重脫水，使蛋白質(zhì)變性或原生質(zhì)發(fā)生不可逆的凝膠化；二是冰晶體對細(xì)胞的機械壓力造成機械損傷，破壞原生質(zhì)，三是結(jié)冰植物如果此時遇到溫度驟然回升，冰晶迅速融化，原生質(zhì)來不及吸水膨脹而被撕裂損傷。胞內(nèi)結(jié)冰則對質(zhì)膜、細(xì)胞器以及整個細(xì)胞產(chǎn)生破壞作用，給植物帶來致命損傷，也有人認(rèn)為冰凍的傷害是由于蛋白質(zhì)分子間-硫鍵（-s-s）的形成，從而破壞蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)所造成的

二、高溫對植物的影響

1.熱害：高溫對植物引起的傷害現(xiàn)象稱為熱害，植物對熱害的適應(yīng)稱為抗熱性、不同種類植物對高溫的忍耐程度有很大差異，僅就高等植物而言，水生和陰生植物熱害界限約在35℃左右，而一般陸生植物的熱害界限可高于35℃。此外，發(fā)生熱害的溫度與作用時間長短成反比，熱害的時間愈短，植物可忍耐的溫度就愈高。 我國許多地區(qū)發(fā)生的干熱風(fēng)就是熱害與干旱同時發(fā)生的型例證，熱害與旱害在現(xiàn)象上的差別在于葉片死斑明顯，葉綠素破壞嚴(yán)重，器官脫落、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞變形等，而旱害的癥狀則不如熱害顯著。高溫對植物的傷害可分為直接傷害和間接傷害兩種。一是直接傷害主要指高溫直接影響細(xì)胞質(zhì)的組成結(jié)構(gòu)，在短期內(nèi)（幾秒到幾十秒內(nèi)）出現(xiàn)癥狀，并從受熱部位向非受熱部位傳遞蔓延。直接傷害的機理可能是由于：一方面是高溫破壞維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)型的氫鍵和疏水鍵，使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，蛋白質(zhì)變性最初是可逆的，在持續(xù)高溫下，很快轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢赡娴哪蹱顟B(tài)：自然態(tài)蛋白質(zhì)---高溫---正常溫度.---變性態(tài)蛋白質(zhì)----持續(xù)高溫---凝聚態(tài)蛋白質(zhì)。另一方面高溫促進(jìn)生物膜中脂類（特別是不飽和脂肪酸）的釋放，形成液化小囊泡，破壞膜結(jié)構(gòu)，使膜失去半透性和主動吸收的特性，即脂類液化。二是間接傷害，間接傷害是指高溫導(dǎo)致細(xì)胞代謝異常，使植物受害：一是高溫常引起類似旱害產(chǎn)生的植物過度蒸騰失水，導(dǎo)致細(xì)胞失水造成代謝失調(diào)，而使植物生長不良；二是高溫下呼吸作用大于光合作用，即物質(zhì)消耗多于物質(zhì)合成，若高溫持續(xù)時間繼續(xù)延長，植物體內(nèi)淀粉與蛋白質(zhì)含量顯著減少，造成植物出現(xiàn)饑餓甚至死亡；三是高溫可抑制植物的有氧呼吸，同時積累無氧呼吸所產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，如乙醇、乙醛和氨等產(chǎn)生毒害；四是高溫使某些生化環(huán)節(jié)發(fā)生障礙，如降低蛋白質(zhì)的合成能力，致使植物缺乏某些必需的代謝物質(zhì)，從而引起植物生長不良或出現(xiàn)傷害。

2.耐熱性機理，植物對高溫的適應(yīng)能力取決于生態(tài)習(xí)性，一般生長在干燥炎熱環(huán)境下的植物，其耐熱性高于生長在潮濕和冷涼環(huán)境下的植物。如C4植物起源于熱帶或亞熱帶地區(qū)，其耐熱性一般高于C3植物。耐熱性植物在代謝上的基本特點是構(gòu)成原生質(zhì)的蛋白質(zhì)對熱穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳忠輝植物與植物生理中國農(nóng)業(yè)出版社.

[2]王忠植物生理學(xué)中國農(nóng)業(yè)出版社.endprint