[学习要求]

1.熟悉极端温度对药用植物的胁迫作用。

2.了解药用植物对极端温度的适应。

[学习内容]

 胁迫”（stress）字面含义是限制或强迫力。生态学是指一种显著偏离于植物最适生活条件，但不立即使植物致死的环境条件。如温度胁迫、强光胁迫、水分胁迫等。

一、低温与药用植物的生态关系

（一）低温对药用植物的影响

温度低于一定数值，植物便会因低温而受害，这个数值便称为临界温度。在临界温度以下，温度越低，植物受害越重。低温对植物的伤害，据其原因可分为寒害（冷害）和冻害两种。

1.寒害  是指温度在零度以上仍能使喜温植物受害甚至死亡，即零度以上的低温对植物的伤害。造成寒害的机制：水分平衡失调、代谢紊乱、碳水化合物减少、蛋白质合成受阻及细胞膜结构的破坏等。寒害是喜温植物北移的主要障碍，是喜温作物稳产高产的主要限制因子。

2.冻害  是指冰点以下的低温使生物体内（细胞内和细胞间隙）形成冰晶而造成的损害。引起冻害的原因是：冰晶的形成会使①原生质膜发生破裂，②使蛋白质失活与变性，③出现生理干旱引起植物受害。

当温度逐渐下降至零下时，首先细胞间隙结冰，造成细胞内失水，引起生理干旱。温度回升时，抗寒植物细胞能及时吸回水分，不受伤害，而冻害敏感植物细胞不能及时吸回水分，会长期处于生理干旱而死亡。

④植物冻伤后快速回温解冻会加剧伤害程度。因冰晶融化太快，细胞回吸水分不及时，而温度升高引起水分蒸发，原生质更加干燥，使植物受害加剧。

植物受低温伤害取决于温度下降的程度、低温持续的时间及温度下降的速度。温度越低，下降越快，持续时间越长，危害越大。不同生长发育的阶段，发生冻害的温度不同。

（二）药用植物对低温的适应

长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理方面表现出很多明显的适应。

1.形态适应  北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，树皮木栓组织发达，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持较高的温度，减轻严寒的影响。

2.生理适应  生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。例如鹿蹄草（Pirola）就是通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温度下降到-31℃。植物还可以减慢代谢速度，减弱生长、进入休眠来抗寒，此外，极地和高山植物能吸收更多的红外线，如虎耳草（saxi fraga）和十大功劳（Mohonia）等植物的叶片在冬季时由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量。　

（三）增强药用植物对低温适应的措施

1.进行抗寒性锻炼：应逐步地、分阶段的进行。

2.加强田间管理：包括合理施用磷钾肥，喷施化学防冻剂等，间作套种，增加地面覆盖层等。

二、高温与药用植物的生态关系

（一）高温对药用植物的影响

 温度超过生物适宜温区的上限后就会对生物产生有害影响，称为热害。温度越高对植物的伤害作用越大。间接伤害包括：破坏蛋白质，破坏水分平衡，破坏含氮化合物的合成引起氨中毒，饥饿效应（呼吸作用强于光合作用）等。直接伤害包括：使植株的叶绿素失去活性，阻滞光合作用的暗反应，降低光合效率；蛋白质变性和脂溶，光合同化物输送能力下降，酶的活性降低，产量下降。

（二）药用植物对高温的适应

 药用植物对高温环境的适应也表现在形态、生理两方面。

1.形态适应   有些植物叶片退化，形成肉质茎储藏水分，有些植物生有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射一大部分阳光，使植物体免受热伤害；有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的吸收面积；还有些植物的树干和根茎生有很厚的木栓层，具有绝热和保护作用。

2.生理适应   植物对高温的生理适应主要是降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，这有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力。其次是靠旺盛的蒸腾作用避免使植物体因过热受害。还有一些植物具有反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，这也是避免使植物体受到高温伤害的一种适应。还有的植物高温下光合作用仍大于呼吸作用，避免饥饿；有的植物饱和脂肪酸含量高，避免生物膜的脂溶等。

（三）增强药用植物对高温适应的措施

1.培育抗热新品种。

2.合理安排农事，调整播栽期，使作物在高温敏感期避开高温天气.

3加强田间管理，适当遮阳庇荫，采取以水调温等措施改善农田小气候等。