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蔬菜抗性生理

蔬菜植物对逆境产生适应反应,形成抵抗不利环境的能力的规律和机理。抗性主要有避免性抗性和忍耐性抗性两种。避免性抗性是以植物体的物理屏障阻碍外界不利因素的侵害;而忍耐性抗性是指不利因素侵入活组织后植物体产生适应性变化,克服、降低或修复因逆境造成伤害的能力。引起蔬菜生理障碍的逆境有不利的气候土壤条件,工矿烟、雾及污水造成的环境污染,以及侵染性病、虫、杂草的危害。

蔬菜植物对逆境产生适应反应,形成抵抗不利环境的能力的规律和机理。抗性主要有避免性抗性和忍耐性抗性两种。避免性抗性是以植物体的物理屏障阻碍外界不利因素的侵害;而忍耐性抗性是指不利因素侵入活组织后植物体产生适应性变化,克服、降低或修复因逆境造成伤害的能力。引起蔬菜生理障碍的逆境有不利的气候土壤条件,工矿烟、雾及污水造成的环境污染,以及侵染性病、虫、杂草的危害。根据逆境的不同,抗逆性又分为抗冻性、抗寒性、抗热性、抗旱性、抗涝性、抗盐性、抗虫性、抗病性等。

冻害和抗冻性

冻害是指气温下降到冰点以下,植物体内结冰而受害的现象。一般有三种情况:①细胞内结冰,破坏了原生质结构而致死,发生在气温骤然大幅度下降时。②细胞间隙结冰,冰晶增大,造成细胞原生质的脱水和受压而变性。③解冻时细胞原生质脱水和撕裂。温度不过低,只在细胞间隙结冰,细胞并不致死亡;气温缓慢回升,溶化的水分仍可回到原生质中,组织能复原。但气温回升过快,溶化的水分来不及被原生质吸回即行散失,就会造成原生质失水、组织干枯。

抗冻性强的蔬菜遇0℃以下低温时,首先在细胞外形成冰晶,因而防止了细胞内的结冰。另外其原生质的亲水性及粘性提高,防止了原生质的脱水和变性。如乌塌菜等在中国南方冬季越冬时常受轻霜,组织结冰,白天回暖后又恢复,细胞内可溶物含量增加,故“霜打”的菜甜味增加。番茄等喜温蔬菜在春季易受晚霜冻害,是因受轻霜冻(气温并未达致死低温)后遇晴天,强光照射下气温骤然升高而导致原生质失水,使组织干枯,这是上述第三种冻害。此时菜苗如仍在苗床,可以围席遮光;如已定植露地,可用灌水或叶面喷水提高近地面空气湿度的办法减轻冻害。

寒害与抗寒性

寒害是指0℃以上的低温对喜温蔬菜造成的生理障碍。低温引起作物生理机能活动变缓,阻碍正常生长;继而因各种生理机能变慢的速度不同,破坏了它们之间的平衡。如土温降低到2℃时,根系吸水基本停止,其叶面蒸腾作用的减弱不明显,故导致植株水分的不平衡;低温破坏了酶促反应的平衡,造成某种物质的过量累积而中毒;低温常使叶绿素酶钝化,抑制了叶绿素的形成,而类胡萝卜素形成受低温影响较小,致使叶片呈现黄色或黄白色,此为喜温蔬菜寒害的典型症状。

喜温蔬菜早春播种和育苗时经常出现寒害。如菜豆和黄瓜播种后土温太低,种子只能吸胀,胚根不能生长、尖端变褐,腐烂死亡。幼苗时遇连阴雨天气,叶片逐渐变黄,根锈褐色,侧根和根毛死亡,地上部萎蔫,俗称“沤根倒苗”。沤根早期提高地温,幼苗可再生根。在保护设施中育苗,常因放风太猛,幼苗受冷风袭击,顶部叶片的幼嫩部分先呈暗绿色,后出现黄色斑块,为短期突然低温引起的寒害,俗称“闪苗”。

不同起源地蔬菜的抗寒性不同。原产于热带亚热带的蔬菜对0℃以上低温较为敏感。西葫芦、甜瓜发生寒害的临界温度为10℃,菜豆、黄瓜、茄子、甜椒等为7.2℃,番茄为4.5℃,马铃薯为3.3℃。不同生育期抗寒性也有差异。

环境条件在一定程度上能改变蔬菜作物的抗寒性。略高于寒害临界温度的低温锻炼,能有效地增强蔬菜的耐寒力;干旱、短日照、断根和生长抑制剂等能控制旺盛生长,促进碳水化合物的积累,一般都可提高蔬菜的抗寒性。碳水化合物在体内含量与植物抗寒性关系密切,如阴雨天易受寒害的原因之一即是光合作用弱,体内碳水化合物很少积累。

热害与抗热性

高温引起植物体内代谢紊乱;有机物消耗大于积累,造成植物饥饿;高温引起的异常代谢产生某些中间产物,也会引起毒害;高温下蒸腾作用过强,导致叶片失水,也是发生热害的原因。繁殖器官对高温极敏感。如菜豆在37℃(日温)、35℃(夜温)条件下持续2天便引起严重的花败育现象。

抗热性强的种类(品种)对异常代谢有较大耐力,高温下也能维持正常代谢,或温度补偿点较高,在高温下仍有一定的净同化率。甜椒在日均温30℃时其净同化率接近零,南瓜在高温下光合作用下降较慢,表现较强的耐热性。

高温锻炼可提高植物的耐热力。抗热品种也须通过高温锻炼,如番茄、菜豆、马铃薯等的热锻炼最适温度为35.0~37.5℃,高于38℃时原生质易受不可逆伤害。

旱害与抗旱性

干旱影响作物正常生命活动。受害初期,植物因干旱气孔关闭,阻碍二氧化碳进入和叶温散出,光合作用明显下降。如番茄水势从1巴下降到-14巴时,叶片净光合率从最高点下降到零,继而有机物分解大于合成,单糖、游离氨基酸及酰胺等物质激增,使植物中毒。

抗旱性强的蔬菜具有分布深广的根系和旱生结构。如南瓜的叶片有旱生结构,减少蒸腾水量;葱的管状叶和甘蓝类蔬菜叶面的蜡质层能减少蒸腾。抗旱力强的蔬菜在干旱条件下细胞内能产生大量脯氨酸,以稳定胶体及代谢过程,还能消除组织内氨的毒害作用。

涝害与抗涝性

当土壤过湿(30%以上空隙度充水)或积水时,除水生蔬菜外,多数不耐湿的蔬菜会出现萎蔫、落叶和枯黄等现象,根系也会变褐腐烂。涝害是由于水分占据土壤中大多数空隙,使之缺氧,引起根系无氧呼吸,造成异常代谢。对甜椒、甜瓜、番茄、黄瓜和茄子五种蔬菜的比较发现,蔬菜作物抗涝性与根系对缺氧的耐力呈正相关。甜椒根系对缺氧十分敏感,当土壤含氧量为10%时,根系重量只及对照的20%,表现最不耐涝。茄子对缺氧不敏感,且在过湿条件下根系中部分细胞解体,与细胞间隙沟通形成通气道,叶片吸收的氧气可通过气道达到根部,避免了根系缺氧,因而表现耐涝。涝害程度与土温关系密切,如夏季暴雨后出现的突发性涝害,须采用“涝浇园”以减轻涝害症状。

盐害及抗盐性

土壤中盐分过多时会阻碍根系吸水,同时叶片蒸腾强度加大,叶绿体内蛋白质合成受阻,使植株矮小,叶片呈暗绿色(与旱害的症状相似),严重时会因土壤中离子的不平衡使植物发生单盐毒害致死。蔬菜根系水势很低,一般不耐高浓度土壤溶液。但各种蔬菜的耐盐性差异很大,甜菜、菠菜、白菜、番茄和甘蓝类蔬菜较耐盐;黄瓜、马铃薯、莴苣、甜椒为中等耐盐;萝卜、胡萝卜、洋葱、菜豆最不耐盐。不同生育期的耐盐性差异也很大,幼苗期、现蕾开花期对盐害较敏感,旺盛生长期耐盐力增加。用盐分低的苗床育苗,或以客土穴播等都是抗盐的措施。在种子萌发和幼龄等可塑性强的生育阶段,施以逐步增高盐溶液浓度的处理,可提高蔬菜的抗盐性。