溫度過高易形成熱害,溫度過低易發生冷害和凍害。溫度過高時,容易產生乾旱,細胞脫水,影響植物的生理代謝活動;溫度過低時,植物的器官或組織受凍,引起細胞內的水分結冰而破裂,引起細胞死亡。 當環境溫度高於植物的最適溫度要求時就會對植物產生不利影響,對植物產生傷害,即對植物產生高溫脅迫(hightemperaturestress)。高溫傷害有兩種基本型別:長期(幾天或幾個星期)處在稍高於適宜生長溫度條件下的高溫脅迫和短期(即分鐘或幾個小時)處在相對很高溫度條件下的高溫脅迫。由這兩種型別的高溫脅迫導致的傷害完全不同。前者引起的多為間接傷害,高溫導致代謝的異常如飢餓、氨毒害和蛋白質破壞,漸漸使植物受害,其過程是緩慢的,高溫持續時間越長或溫度越高,傷害程度也越嚴重;而後者對植物造成的多為直接傷害,如生物膜破壞和蛋白質變性。 亞高溫條件下,植物會發生徒長,葉色變淡,葉片和根系生長受阻、植物早衰等一系列生長障礙。在極端高溫條件下,植物在短時間內就表現出葉片失水、枯黃、葉片尖端和葉緣出現水浸狀斑點、焦枯、根系變褐,生長受阻甚至死亡。長時間高溫可導致果實和枝幹日灼傷害甚至死亡。如番茄、辣椒、西瓜和蘋果的果實,因受日光照射而升溫,常在向陽面出現日灼斑;作物幼苗和林木幼苗因高溫發生的灼傷也是常見的。高溫也可導致作物落花、落果,抗病蟲能力、產量和品質下降。如高溫可引起某些蔬菜的結實器官敗育,雌雄配子體畸形,引起大量落花、落蕾,果實畸形;高溫下白菜、芹菜等蔬菜粗纖維含量增力口,含水量下降,食用品質降低;雜交水稻抽穗揚花期若遇高溫,可破壞受精作用,使花粉不能正常萌發,降低結實率。 高溫不僅影響植物的外觀形態及生長髮育,還影響植物的各種生理生化過程,如光合作用、水分代謝、內源激素、細胞膜熱穩定性等。 植物在高溫條件下,光合作用明顯減弱。高溫主要影響葉綠體內類囊體的物理化性質和結構組織,導致細胞膜的解體和細胞組分的降解,損傷葉綠體、線粒體的結構,引起光合色素的降解,進而抑制光合作用。高溫脅迫往往是伴隨大氣相對溼度的降低和大氣蒸汽壓差的增大,為了減少蒸騰,提高水分利用率,勢必引起氣孔關閉,限制CO2的擴散,從而影響光合速率。 細胞膜的熱穩定性可以反映植物耐熱性的大小。高溫脅迫下,構成生物膜的蛋白質和脂類之間的功能鍵斷裂,導致膜蛋白變性、分解和凝聚,脂類脫離膜而形成一些液化的小囊泡,從而破壞膜的結構,導致膜喪失選擇透性與主動吸收的特性,膜透性增大,細胞內部的原生質外滲。另外,高溫逆境脅迫使植物體內活性氧產生和清除的動態平衡受到破壞,超氧自由基(O2)、羥自由基(稯H)等氧化物的積累形成氧化損傷,使細胞膜透性增大,細胞內電解質外滲,並直接攻擊葉綠體、線粒體等細胞器,使植物生長髮育受到影響。如在夜溫25℃、晝溫30℃時,辣椒幼苗的乾鮮重較常溫條件下增加,但其細胞膜透性已增大;晝溫高於30℃時,幼苗生長明顯受阻,細胞膜透性急劇增大;夜溫40℃、晝溫45℃時,1/2以上的幼苗出現死亡現象。丙二醛(Malondialdehyde,MDA)是膜脂過氧化的主要產物之一,是對細胞有毒性的高活性物質。丙二醛嚴重地損傷細胞的結構和功能,能交聯脂類、核酸、糖類及蛋白質,在逆境下其在細胞中的積累常能夠引起細胞膜功能紊亂。 高溫影響植物體內水分的代謝。高溫脅迫使根系生長受抑,吸收水分和養分能力下降,作物吸水量降低,蒸騰量減少,但蒸騰量仍大於吸水量,使植物組織的含水量降低,同時發生萎蔫。植物含水量的降低,使組織中束縛水含量相對增加,即組織持水力增高。植物的蒸騰速率與品種的耐熱性密切相關。如白菜耐熱品種比不耐熱品種葉細胞具有更高的含水量和束縛水,較大的蒸騰速率及較低的蛋白質降解速率。高溫脅迫下耐熱品種較熱敏品種對水分的吸收和喪失有較強的平衡能力,從而表現出較強的抗熱能力。 高溫引起植物體內激素平衡失調。植物體內生長素、細胞分裂素的合成水平下降,而乙烯和脫落酸的合成增強。如植物根尖合成細胞分裂素類物質如異戊烯基腺嘌呤(iPA)、赤黴素(GAs)能力嚴重受抑,使地下部和地上部相應激素水平顯著降低。但脫落酸(ABA)含量上升,GAs/ABA比值下降,多胺含量尤其是腐胺積累相對降低。 高溫對農作物、果樹和林木的危害機理不同。農作物受高溫侵害機理,首先光合作用受阻;其次失水加劇,高溫引起蒸騰加快,植物體內水分平衡失調,造成區域性乾旱;再次,高溫破壞細胞膜透性,鈍化蛋白質,造成細胞結構破壞,導致細胞死亡,最終導致植物枝葉枯黃而死。水稻受害後,表現為灌漿期縮短,空殼、癟粒率增加;小麥受害後,發生青幹早熟,嚴重影響產量;玉米受害後抽雄延遲,雄花不能開放,授粉不良而減產,空稈率增加。果樹林木受高溫傷害。表現為區域性失水乾裂,樹皮、果皮收縮乾裂,水分流失,呈燙傷狀;高溫部位細胞代謝受阻,部分組織壞死;裂傷處體液外流,運輸通道不暢,高溫組織枯萎死亡。
溫度過高易形成熱害,溫度過低易發生冷害和凍害。溫度過高時,容易產生乾旱,細胞脫水,影響植物的生理代謝活動;溫度過低時,植物的器官或組織受凍,引起細胞內的水分結冰而破裂,引起細胞死亡。 當環境溫度高於植物的最適溫度要求時就會對植物產生不利影響,對植物產生傷害,即對植物產生高溫脅迫(hightemperaturestress)。高溫傷害有兩種基本型別:長期(幾天或幾個星期)處在稍高於適宜生長溫度條件下的高溫脅迫和短期(即分鐘或幾個小時)處在相對很高溫度條件下的高溫脅迫。由這兩種型別的高溫脅迫導致的傷害完全不同。前者引起的多為間接傷害,高溫導致代謝的異常如飢餓、氨毒害和蛋白質破壞,漸漸使植物受害,其過程是緩慢的,高溫持續時間越長或溫度越高,傷害程度也越嚴重;而後者對植物造成的多為直接傷害,如生物膜破壞和蛋白質變性。 亞高溫條件下,植物會發生徒長,葉色變淡,葉片和根系生長受阻、植物早衰等一系列生長障礙。在極端高溫條件下,植物在短時間內就表現出葉片失水、枯黃、葉片尖端和葉緣出現水浸狀斑點、焦枯、根系變褐,生長受阻甚至死亡。長時間高溫可導致果實和枝幹日灼傷害甚至死亡。如番茄、辣椒、西瓜和蘋果的果實,因受日光照射而升溫,常在向陽面出現日灼斑;作物幼苗和林木幼苗因高溫發生的灼傷也是常見的。高溫也可導致作物落花、落果,抗病蟲能力、產量和品質下降。如高溫可引起某些蔬菜的結實器官敗育,雌雄配子體畸形,引起大量落花、落蕾,果實畸形;高溫下白菜、芹菜等蔬菜粗纖維含量增力口,含水量下降,食用品質降低;雜交水稻抽穗揚花期若遇高溫,可破壞受精作用,使花粉不能正常萌發,降低結實率。 高溫不僅影響植物的外觀形態及生長髮育,還影響植物的各種生理生化過程,如光合作用、水分代謝、內源激素、細胞膜熱穩定性等。 植物在高溫條件下,光合作用明顯減弱。高溫主要影響葉綠體內類囊體的物理化性質和結構組織,導致細胞膜的解體和細胞組分的降解,損傷葉綠體、線粒體的結構,引起光合色素的降解,進而抑制光合作用。高溫脅迫往往是伴隨大氣相對溼度的降低和大氣蒸汽壓差的增大,為了減少蒸騰,提高水分利用率,勢必引起氣孔關閉,限制CO2的擴散,從而影響光合速率。 細胞膜的熱穩定性可以反映植物耐熱性的大小。高溫脅迫下,構成生物膜的蛋白質和脂類之間的功能鍵斷裂,導致膜蛋白變性、分解和凝聚,脂類脫離膜而形成一些液化的小囊泡,從而破壞膜的結構,導致膜喪失選擇透性與主動吸收的特性,膜透性增大,細胞內部的原生質外滲。另外,高溫逆境脅迫使植物體內活性氧產生和清除的動態平衡受到破壞,超氧自由基(O2)、羥自由基(稯H)等氧化物的積累形成氧化損傷,使細胞膜透性增大,細胞內電解質外滲,並直接攻擊葉綠體、線粒體等細胞器,使植物生長髮育受到影響。如在夜溫25℃、晝溫30℃時,辣椒幼苗的乾鮮重較常溫條件下增加,但其細胞膜透性已增大;晝溫高於30℃時,幼苗生長明顯受阻,細胞膜透性急劇增大;夜溫40℃、晝溫45℃時,1/2以上的幼苗出現死亡現象。丙二醛(Malondialdehyde,MDA)是膜脂過氧化的主要產物之一,是對細胞有毒性的高活性物質。丙二醛嚴重地損傷細胞的結構和功能,能交聯脂類、核酸、糖類及蛋白質,在逆境下其在細胞中的積累常能夠引起細胞膜功能紊亂。 高溫影響植物體內水分的代謝。高溫脅迫使根系生長受抑,吸收水分和養分能力下降,作物吸水量降低,蒸騰量減少,但蒸騰量仍大於吸水量,使植物組織的含水量降低,同時發生萎蔫。植物含水量的降低,使組織中束縛水含量相對增加,即組織持水力增高。植物的蒸騰速率與品種的耐熱性密切相關。如白菜耐熱品種比不耐熱品種葉細胞具有更高的含水量和束縛水,較大的蒸騰速率及較低的蛋白質降解速率。高溫脅迫下耐熱品種較熱敏品種對水分的吸收和喪失有較強的平衡能力,從而表現出較強的抗熱能力。 高溫引起植物體內激素平衡失調。植物體內生長素、細胞分裂素的合成水平下降,而乙烯和脫落酸的合成增強。如植物根尖合成細胞分裂素類物質如異戊烯基腺嘌呤(iPA)、赤黴素(GAs)能力嚴重受抑,使地下部和地上部相應激素水平顯著降低。但脫落酸(ABA)含量上升,GAs/ABA比值下降,多胺含量尤其是腐胺積累相對降低。 高溫對農作物、果樹和林木的危害機理不同。農作物受高溫侵害機理,首先光合作用受阻;其次失水加劇,高溫引起蒸騰加快,植物體內水分平衡失調,造成區域性乾旱;再次,高溫破壞細胞膜透性,鈍化蛋白質,造成細胞結構破壞,導致細胞死亡,最終導致植物枝葉枯黃而死。水稻受害後,表現為灌漿期縮短,空殼、癟粒率增加;小麥受害後,發生青幹早熟,嚴重影響產量;玉米受害後抽雄延遲,雄花不能開放,授粉不良而減產,空稈率增加。果樹林木受高溫傷害。表現為區域性失水乾裂,樹皮、果皮收縮乾裂,水分流失,呈燙傷狀;高溫部位細胞代謝受阻,部分組織壞死;裂傷處體液外流,運輸通道不暢,高溫組織枯萎死亡。