三種經(jīng)濟(jì)植物抗堿生理機(jī)制研究.pdf

1、目前，土壤鹽堿化已成為制約農(nóng)業(yè)發(fā)展的全球性問題，并影響到生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和生物的多樣性。然而，直到現(xiàn)在研究者更多關(guān)注的是土壤鹽化問題，對堿化問題的報道很少。事實上，鹽堿是兩種不同的脅迫，二者不僅對植物的脅迫作用不同，而且植物對其適應(yīng)機(jī)制也不同。本文選擇了三種具有一定耐鹽堿能力的經(jīng)濟(jì)植物（棉花、沙棘和苜蓿）作為研究對象，在人工控制的鹽堿脅迫條件下，研究并比較了鹽、堿兩種脅迫對它們的影響及它們的抗堿生理機(jī)制。主要結(jié)果與結(jié)論如下:
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2、.堿脅迫對三種植物的脅迫作用機(jī)制。
　　對三種植物的測定結(jié)果均表明，堿脅迫對植物生長和光合的抑制均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相同濃度的鹽脅迫。堿脅迫與鹽脅迫相比，均具有滲透脅迫和離子毒害作用，不同在于堿脅迫還涉及高pH傷害。這種高pH傷害可能是植物生長受抑制作用明顯大于鹽脅迫的主要原因。因為高pH不僅會直接傷害植物的根部，破壞根系的生長與細(xì)胞的分化，改變細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與膜的穩(wěn)定性，干擾跨膜電位的形成，致使根細(xì)胞功能及代謝紊亂，而且還會導(dǎo)致磷、鈣和鎂等重

3、要礦質(zhì)元素大量沉淀，造成植物的營養(yǎng)匱乏。堿脅迫下植物若要生存下去，除了必須進(jìn)行滲透調(diào)節(jié)，維持離子穩(wěn)態(tài)外，還必須抵抗這種高pH值脅迫。因此，堿脅迫對植物的脅迫傷害比鹽脅迫要更為嚴(yán)重，更為復(fù)雜。
　　2.堿脅迫下Na+大量積累是三種植物生長和光合低于鹽脅迫的主要原因。
　　離子含量的分析結(jié)果表明:在pH值相對較低時，莖葉中Na+含量在鹽、堿脅迫之間并無顯著差異，但在高pH值時，堿脅迫遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鹽脅迫。其原因可能是三種植物對高pH值

4、脅迫均具有一定的調(diào)節(jié)能力，在脅迫強(qiáng)度較低時能將高pH值危害抵御在體外，使體內(nèi)環(huán)境不受影響，因而此時植物對堿脅迫的響應(yīng)與鹽脅迫類似。但是，隨著脅迫強(qiáng)度的增大，當(dāng)強(qiáng)度超過了根系調(diào)節(jié)能力后，就造成Na+大量涌入到植物的莖葉之中。雖然液泡能貯存Na+，但超過閾值時原生質(zhì)中也不得不積累Na+，從而造成葉綠體片層結(jié)構(gòu)破壞、葉綠素含量降低、各種酶失活，氣孔導(dǎo)度下降等等。因此，堿脅迫下Na+的大量積累可能就是植物生長和光合低于鹽脅迫的主要原因。

5、　　根據(jù)本文的實驗結(jié)果，并結(jié)合已有研究報道，推測，堿脅迫下Na+大量積累可能與高pH值脅迫抑制Na+外排有關(guān)，這一點值得進(jìn)一步研究。
　　3.堿脅迫下有機(jī)酸積累是三種植物細(xì)胞離子平衡和pH調(diào)節(jié)的關(guān)鍵生理機(jī)制。
　　實驗結(jié)果表明，三種植物在鹽脅迫下均不積累有機(jī)酸，而堿脅迫下均大量積累有機(jī)酸。三種植物在堿脅迫下，Na+含量不斷增加，而無機(jī)陰離子總量卻在減少，這導(dǎo)致了細(xì)胞內(nèi)負(fù)電荷虧缺，水分子解離平衡破壞，最終造成細(xì)胞內(nèi)pH值不穩(wěn)定

6、，各種代謝受到干擾。堿脅迫下有機(jī)酸的大量積累可能正是對細(xì)胞內(nèi)負(fù)電荷虧缺的適應(yīng)性響應(yīng)，它在維持細(xì)胞內(nèi)離子平衡和pH值穩(wěn)定方面發(fā)揮了極其重要的作用。因此，有機(jī)酸積累可能是植物抗堿的關(guān)鍵生理機(jī)制。另外，堿脅迫下三種植物有機(jī)酸代謝調(diào)節(jié)有所不同，不同的有機(jī)酸在不同的植物中可能起不同的作用。棉花根莖葉中主要積累蘋果酸和檸檬酸，未檢測到乙酸;沙棘莖葉中主要積累蘋果酸、檸檬酸和草酸，而根中蘋果酸和檸檬酸含量相對較少，顯著積累的是乙酸;苜蓿根莖葉中主要積