第三章植物的热害及抗热性

高温对植物生长的影响及热害防治方法1. 引言高温是指温度在35摄氏度（℃）以上的环境条件。

随着气候变化的加剧，高温也越来越成为一个全球性的问题。

在农业生产中，高温对植物的生长和产量产生了极大的影响。

本文将探讨高温对植物生长的影响以及一些热害的防治方法。

2. 高温对植物生长的影响2.1 高温抑制种子萌发和幼苗生长高温对种子的发芽和幼苗的生长发育具有很大的抑制作用。

一些种子在高温下会失去活力，导致发芽率降低甚至完全无法发芽。

幼苗也很容易受到高温的伤害，导致生长缓慢、长势差。

2.2 高温引发叶片氧化和脱水高温会导致叶片的氧化反应增加，加速叶片老化。

同时，高温也会加速植物体内水分的蒸发，使植物出现脱水现象。

这些影响会导致叶片萎蔫、叶片颜色变黄等。

2.3 高温降低光合作用高温对光合作用产生了负面影响。

在高温下，光合作用的速率下降，光反应和暗反应的平衡被破坏，导致光合产物的合成减少，植物无法正常进行养分合成和转运。

2.4 高温加剧植物的代谢负担高温会对植物的代谢过程产生不利影响。

植物为了应对高温环境，会增加能量代谢和营养合成的过程，导致代谢负担增加。

如果高温持续存在，植物的生长和发育将受到很大的限制。

3. 热害防治方法3.1 选择适应地方的作物品种在高温地区种植作物时，应选择耐热的作物品种。

耐热品种通常具有较高的温度适应能力，能够更好地抵御高温对植物生长的不利影响。

3.2 控制高温环境条件可以利用遮阳网、湿帘等措施来调节温室内的温度，减轻高温对植物的影响。

同时，科学合理的通风也有助于降低温室内的温度，改善植物的生长环境。

3.3 提供充足的水分高温环境下，植物容易脱水，需要提供充足的水分来保持植物体内的水分平衡。

及时浇水、覆盖土壤等方法可以有效地减轻高温对植物的脱水影响。

3.4 施用适当的肥料高温下，植物对养分的需求增加，所以要合理施用肥料，满足植物的养分需要。

同时，要注意适量施用有机肥料，增加土壤的保水性和肥力，提高植物的抗旱能力。

第一节抗逆的生理基础一、逆境和植物的抗逆性（一）逆境的概念和种类逆境(stress)是指对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。

逆境种类：1.物理逆境：热害、冷害、干旱、淹水、光辐射、机械损伤、电伤害、磁伤害、风2.化学逆境：养分缺乏、养分过剩、低pH、高pH、盐害、空气污染、农药污染、毒素3.生物逆境：竞争、病害、虫害、动物危害、人类危害、共生微生物缺乏、有害微生物、生化互作（二）抗逆性及方式抗性是植物在对环境的逐步适应过程中形成的。

由于植物没有动物那样的运动机能和神经系统，基本上是生长在固定的位置上，因此常常遭受不良环境的侵袭。

但植物可用多种方式来适应逆境，以求生存与发展。

抗逆性(stress resistance)植物对逆境抵抗和忍耐能力。

抗性的方式：　1.逆境逃避（stress escape）是指植物整个发育过程不与逆境相遇，或指植物在逆境胁迫到来之前，植物已完成其生育周期。

2.逆境忍耐（stress tolerance）是指植物通过自身的生理生化变化来适应环境的能力。

抗环境胁迫涉及到植物体的忍耐胁迫和逃避胁迫二、植物在逆境下的形态变化与代谢特点(一)形态结构变化(二)生理生化变化植物以细胞和整个生物有机体抵抗环境胁迫：植物体可以受到和识别的环境信号组成了应激性反应。

进行环境胁迫识别后信号被传输到细胞内和植物体全部。

典型的环境信号传导导致细胞水平的可变基因的表达，反过来有可以影响植物体的发育和代谢。

三、渗透调节与抗逆性　(一)渗透调节的概念　多种逆境都会对植物产生水分胁迫。

水分胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节(osmotic adjustment)。

(二)渗透调节物质:参与渗透调节的可溶性物质称为渗透调节物质。

包括：1.无机离子；2.脯氨酸；3.甜菜碱；4.可溶性糖常见有机渗透调节物氨基酸甜菜碱物（三）渗透调节物质的共性及作用分子量小、易溶于水；生理中性、两性离子；稳定酶结构；合成迅速。

高温对植物的伤害及耐热机制高温对植物的伤害及耐热机制引言：随着全球气候变暖的趋势，高温对植物的影响日益凸显。

高温天气不仅会影响植物的生长发育和产量，还会引发一系列的生理和生化变化，最终导致植物的伤害甚至死亡。

因此，研究高温对植物的伤害及其耐热机制，对保护和提高农作物的产量具有重要的意义。

一、高温对植物的伤害1.1 光合作用受抑制高温会导致植物光合作用过程中的光化学反应和碳合成受到抑制。

光合作用是植物中最为重要的生理过程之一，能提供养分和能量，促进植物的生长和发育。

高温增加了光合作用产生的有害氧化物，如超氧阴离子等，降低了植物的光合作用效率。

1.2 蛋白质、酶活性失调高温会引发蛋白质的氧化和降解，导致酶活性失调。

蛋白质是植物生长与发育的基础，承担着多种功能。

在高温环境下，蛋白质的氧化和降解会导致酶的活性降低，从而影响植物的新陈代谢和生理过程。

1.3 水分失去平衡高温会增加植物的蒸腾速率，导致植物水分失去平衡。

蒸腾是植物体内水分从根部经植物体上部整个水导管系统传输至叶片表面蒸发出去的过程。

高温会加快植物体内水分的蒸发速率，导致组织水分的减少和水分失去平衡，影响植物的生物化学反应和水分运输。

二、植物的耐热机制2.1 膜热稳定性提高植物对高温的适应主要通过提高膜热稳定性来保护细胞膜的完整性。

较高的热稳定性可使细胞膜在高温下能够保持完整，抵御高温对细胞膜的伤害。

植物通过调节膜磷脂的脂酰链长度、膜蛋白的合成以及各种溶质的积累等方式来提高膜的热稳定性。

2.2 抗氧化能力增强植物细胞中存在大量的抗氧化物质，如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等，这些物质能够清除细胞内产生的有害氧化物，保护细胞免受氧化伤害。

在高温环境下，植物通过增加抗氧化物质的合成和积累来增强抗氧化能力，降低高温对细胞的伤害。

2.3 热激蛋白的表达与功能热激蛋白（Heat Shock Protein，HSP）是植物在高温环境中产生的一类蛋白质，它们可以保护细胞的正常结构和功能。

植物生理学02379：形考作业模块三植物的逆境生长第五次形考作业一、填空题题目1种子的成熟，主要包括胚和胚乳的发育以及种子内贮藏物质的变化和积累。

题目2风旱不实的种子中蛋白质的相对含量较高。

题目3油料种子成熟过程中，其酸价逐渐降低。

题目4单性结实的果实里不含种子，所以称这类果实为无籽果实。

题目5花不经受精，子房就发育成果实的形成过程称为XK5-1-。

题目6果实成熟前出现呼吸高峰的现象称呼吸跃变。

题目7一般情况下主要是通过控制乙烯来调节果实的成熟。

题目8干旱、缺水所引起的对植物正常生理过程的干扰称为水分胁迫。

题目9植物对高温的适应和抵抗能力称为抗热性。

题目10人们习惯上把以Na2CO3和NaHCO3为主要成分的土壤叫做碱土。

二、选择题题目11小麦种子成熟过程中，植物激素最高含量出现顺序是（玉米素、赤霉素、生长素、脱落酸）。

选择一项：a. 生长素、赤霉素、玉米素、脱落酸b. 脱落酸、生长素、赤霉素、玉米素c. 赤霉素、玉米素、生长素、脱落酸d. 玉米素、赤霉素、生长素、脱落酸正确题目12油料种子发育过程中，最先累积的贮藏物质是（淀粉）。

选择一项：a. 脂肪酸b. 油脂c. 淀粉正确d. 蛋白质题目13油料种子成熟时，脂肪的碘值（逐渐升高）。

选择一项：a. 骤然升高b. 逐渐升高正确c. 逐渐减少d. 没有变化题目14在碗豆种子成熟过程中，种子最先积累的是（以蔗糖为主的糖分）。

选择一项：a. 蛋白质b. 以蔗糖为主的糖分正确c. 氨基酸d. 脂肪题目15（多选）肉质果实成熟时的生理生化变化，主要有哪些表现？（甜味增加, 酸味减少, 涩味消失, 香味产生, 果实变软, 色泽变艳）选择一项或多项：a. 涩味消失正确b. 酸味减少正确c. 甜味增加正确d. 色泽变艳正确e. 香味产生正确f. 果实变软正确题目16（多选）以下哪些属于种子休眠原因？（种皮的限制, 胚未发育完全, 种子未完成后熟, 种子内含有抑制剂）选择一项或多项：a. 胚未发育完全正确b. 种子内含有抑制剂正确c. 种皮的限制正确d. 种子未完成后熟正确题目17（多选）以下哪些条件影响衰老的条件有哪些？（光, 温度, 水分, 营养, 细胞分裂素）选择一项或多项：a. 细胞分裂素正确b. 温度正确c. 光正确d. 水分正确e. 氧气f. 营养正确题目18零上低温对植物的伤害首先是（细胞壁受害）。

作物高温热害作物高温热害引言随着全球气候变化和全球暖化的加剧，高温热害对农作物产量和质量造成了严重的影响。

高温热害是指当环境温度超过作物的耐受范围时，对植物的生长和发育产生负面影响的现象。

本文将探讨作物高温热害的成因、对作物产量的影响、作物耐热机制以及应对高温热害的措施。

一、作物高温热害的成因1. 全球气候变化：全球气候变暖导致了气温的升高。

高温热害在农作物生产中越来越常见。

2. 高温波及：炎热的天气可能会形成高温波及，持续时间较长，对农作物产生较大影响。

3. 太阳辐射：夏季阳光照射时间长，太阳辐射强度高，对作物产生直接的热损害。

二、作物高温热害对产量的影响高温热害对农作物的产量和质量产生了广泛影响。

1. 减产：高温热害对植物的生长和发育过程产生了负面影响，使作物产量降低。

2. 早熟：作物在高温环境下容易提前成熟，导致产量减少。

3. 萎蔫和坐果率下降：高温导致水分蒸发增加，作物容易失水，叶片萎蔫，花蕾枯萎，坐果率下降。

4. 异常果实发育：高温热害对果实的发育过程产生负面影响，导致果实变形、色泽不佳、品质下降。

三、作物耐热机制农作物在适应高温环境中具备一定的抗热能力。

1. 保护鞘层：作物的保护鞘层可以减少高温对作物组织的伤害。

2. 色素调节：高温环境下，作物会调节色素含量以保护叶绿素和其他生理活性物质。

3. 抗氧化物质：作物会产生一些抗氧化物质来抵抗高温热害，如超氧化物歧化酶和过氧化物酶。

四、应对高温热害的措施针对作物高温热害，采取一些措施可以减轻其对作物产量和质量的影响。

1. 种植适应性强的作物品种：选择具有耐热性的品种进行种植。

2. 调整种植时间：在高温季节避免播种，调整种植时间以规避高温热害。

3. 灌溉管理：合理管理灌溉，在高温时段增加灌溉频率以维持作物水分平衡。

4. 遮阳措施：采取遮阳措施，如建立遮阳棚或种植树木来减少直接阳光照射。

5. 营养管理：增施有机肥料和矿质元素，提高植物的抗热能力。

高温对植物生理的影响由高温引起植物伤害的现象称为热害，植物抵抗高温伤害的能力称为抗热性。

目前热害的温度很难定量，因为不同类型的植物对高温忍耐程度有很大差异，仅以高等植物比较，水生和阴生植物的热害界限大约在35℃左右，而一般陆生的高等植物热害界限可大于35℃，所以热害的温度不能绝对划分。

热害的温度又与作用时间密切相关，致伤的高温与暴露的时间成反比，时间愈短植物忍耐的温度愈高。

(一)高温对植物的伤害1．直接伤害这是指植物在短时间接触高温后立即表现出来的一种伤害。

（1）蛋白质变性与凝固高温破坏了蛋白质的空间构型，使蛋白质二级结构和三级结构中起重要作用的氢键因高温断裂，一些维持三级结构的疏水键也遭破坏。

这样，蛋白质空间构型被破坏，肽链展开、疏松起来，发生蛋白质变性。

一般最初的变性是可逆的，如果高温消除，蛋白质还可以复性，细胞还不致受到伤害。

如果高温继续下去，蛋白质很快发生聚集，造成凝固，转变成不可逆状态，而失去蛋白质原有的活性。

伴随高温，植物不可避免要失去大量水分，高温杀伤温度与细胞含水量之间呈负相关，水分子参与了蛋白质构型越容易发生热变性。

此外，蛋白质胶体必须要有足够的水分，才可以自由移动和展开其空间构型，发生结构变性。

因此，含水量少的原生质，抗热性愈强，干燥种子的抗热性一般高于其他器官。

（2）脂类的液化生物膜的主要成分是蛋白质和脂类。

脂类与蛋白质分子之间靠静电引力或疏水键联系，在高温条件下，脂类分子活动性增加超过了它与蛋白质的静电引力，从双分子层固相中游离出来，形成一些液化的小囊泡，从而破坏膜的结构，使膜系统出现孔隙、漏洞，使膜失去了半透性和主动吸收的特性。

而脂类的液化程度取决于脂肪酸的饱和程度，饱和脂肪酸愈多愈不易液化，耐热性愈强。

用耐热的小青藻CyAnIdIuM CAldArIuM(蓝藻纲)实验发现，当温度升高到55℃时，它的脂肪酸含量比中等温度时的脂类含量低一半，不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸之比亦减少三倍(即饱和脂肪酸增多)，说明耐热的植物随温度升高脂肪酸饱和度增高，这是由于脂肪酸被过氧化酶氧化，可能是过氧化酶的血红素基被高温钝化，在高温下脂肪酸不易被氧化(去饱和)，故饱和脂肪酸增多。

植物抗热适应的生理学机制热应激是植物在自然生长过程中面临的一种重要生态压力，它会影响植物的正常生长发育，并可能导致植物死亡。

为了适应高温环境，植物会通过一系列的生理学和分子生物学调节机制来增强自身的耐热能力，这些机制包括调节温度信号的感受器、维持细胞膜流动性、促进细胞活性、调节蛋白质降解和合成等多个方面。

下面我们将分别从这些方面来了解植物的抗热适应机制。

温度感受器植物在反应热应激时，首先需要感知外界的高温信息，以启动相应的适应响应机制。

温敏离子通道包括TRPV通道和TRPM通道，是植物在感知高温信号时的关键分子。

这两种通道分别反应温度为25-34°C和35°C以上，它们能够感测环境的温度变化，并将信号传递到胞内。

此外，丙氨酸富集蛋白家族和热休克蛋白家族作为温度感受器的重要成员，能够启动热应激响应。

细胞膜流动性高温会对细胞膜造成破坏，降低细胞膜的流动性。

为了应对这种情况，植物会通过下调酸水解酶和膜结构蛋白的合成水平，并上调膜流动性的相关基因表达水平，来提升细胞膜的流动性。

同时，还有一些膜脂类物质，比如磷脂酰肌醇等，也能发挥维持细胞膜流动性的作用。

细胞活性高温环境下，植物细胞的活性会下降，因为高温会破坏细胞膜和细胞内部的蛋白质，而蛋白质正是维持细胞正常生理功能的关键分子。

为了维护细胞活性，植物会通过上调蛋白质合成、下调蛋白质降解和调控同步修复机制等来保证正常生理功能。

此外，植物还会合成一些特定的抗氧化物质，比如超氧化物歧化酶、过氧化物酶等，来降解细胞内的活性氧物质，减少细胞损伤。

蛋白质降解和合成高温环境下，植物的蛋白质水平会下降，这主要是因为高温会促进蛋白质降解。

为了应对这种情况，植物会上调蛋白质合成和下调蛋白质降解的相关基因表达水平，以保持蛋白质的稳定水平。

同时，植物还会合成一些热休克蛋白，比如HSP70和HSP90等，来抵御高温对蛋白质的破坏，保证蛋白质正常的结构和功能。

结语总之，植物的抗热适应机制是一系列复杂的生理学和分子生物学调节机制的体现。

农业气象灾害热害及防御措施一、热害的概念热害是高温对植物生长发育以及产量形成所造成的一种农业气象灾害。

二、热害的类型热害包括高温逼熟和日灼。

1.高温逼熟高温逼熟是高温天气对成熟期作物产生的热害。

华北地区的小麦、马铃薯，长江以南的水稻，北方和长江中下游地区的棉花常受其害。

水稻受害表现为最后3片功能叶早衰发黄，灌浆期缩短，粒重下降．秕粒率增加10％-30％，有的高达40％-50％，受害指标是日最高温度连续3d以上≥35℃，敏感期在乳熟期前后，即抽穗后6-15d，长江以南的早稻、早中稻、杂交稻的灌浆期正值盛夏，往往受害。

棉花受害表现为花、铃大量脱落，受害指标为日最高温废34-35℃，马铃薯受害后表现退化、薯块变小，受害指标为薯块形成期平均温度参22℃。

形成热害的原因是高温，因为高温使植株叶绿素失去活性，阻滞光合作用的暗反应，降低光合效率，呼吸消耗大大增强；高温使细胞内蛋白质凝聚变性，细胞膜半透性丧失．植物的器官组织受到损伤；高温还能使光合同化物输送到穗和粒的能力下降．酶的活性酶低．致使灌浆期缩短，籽粒不饱满．产量下降。

2.日灼日灼是因强烈太阳辐射所引起的果树枝干伤害，也称日灼或灼伤。

日灼常常在于旱天气条件下产生．主要危害果实和枝条的皮层。

由于水分供应不足，使植物蒸腾作用减弱。

在夏季灼热的阳光下，果实和枝条的向阳面受到强烈辐射，因而遭受伤害。

受害果实上出现淡紫色或谈褐色干陷斑，严重时出现裂果，枝条表面出现裂斑。

夏季日灼在苹果、桃、梨和葡萄等果树上均有发生，它的实质是干旱失水和高温的综合危害。

冬季日灼发生在隆冬和早春，果树的主干和大枝的向阳面白天接受阳光的直接照射，温度升高到o℃以上，使处于休眠状态的细胞解冻；夜间树皮温度又急剧下降到o℃以下，细胞内又发生结冰。

冻融交替的结果使树干皮层细胞死亡，树皮表面呈现浅红紫色块状或长条状日烧斑。

日灼常常导致树皮脱落，病害寄生和树干朽心。

三、防御措施1.选用抗热性强的品种。