鈣對酸化處理下平邑甜茶根系形態(tài)及生理生化特性的影響.pdf

1、由于不合理的農(nóng)業(yè)施肥、環(huán)境污染以及酸雨沉降等原因，中國土壤呈現(xiàn)出大規(guī)模的酸化。土壤酸化面積已超過國土面積的20％，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，其酸化狀況逐步惡化。鈣是植物生長發(fā)育所必需的大量元素，是偶聯(lián)胞外信號與胞內(nèi)生理反應(yīng)的第二信使，在調(diào)節(jié)植物細(xì)胞對逆境反應(yīng)和逆境適應(yīng)性過程中發(fā)揮著重要作用。本實驗以平邑甜茶為試材，通過調(diào)節(jié)根區(qū)營養(yǎng)液的pH，研究根區(qū)酸化以及外源鈣對其根系形態(tài)、生理生化特性的影響，旨在探討根區(qū)酸化對平邑甜茶根系的傷害機(jī)理，

2、以及鈣在酸化條件下的生理功能及作用機(jī)理，為進(jìn)一步揭示土壤酸化危害植物的機(jī)理奠定基礎(chǔ)。
　　 將平邑甜茶(Malus hupehensis var.pingyiensis)幼苗根系分別置于pH4、pH4.5、pH5和pH6(對照)的1/2Hoagland營養(yǎng)液及3個鈣離子濃度梯度(10、20、30mmol·L-1)的pH4、pH4.5和pH5的1/=2Hoagland營養(yǎng)液中，于第4、8、12天利用專業(yè)版的WinRHIZO2007

3、根系分析軟件測定根系各參數(shù)指標(biāo)。將幼苗分2組分別置于pH3、pH4、pH5和pH6(對照)的1，2Hoagland營養(yǎng)液及3個鈣離子濃度梯度(10、20、30mmol·L-1)的pH3、pH4和pH5的1，2 Hoagland營養(yǎng)液中，于第0、2、3、4天分別測定抗氧化酶活性及線粒體指標(biāo)。主要研究結(jié)果如下：
　　 (1)酸化處理下，平邑甜茶幼苗根系的根系總長度、主根長度、側(cè)根長度均顯著下降，且隨著酸化強(qiáng)度的增加及處理時間的延長，

4、側(cè)根長度下降幅度最大，與主根相比，側(cè)根更易受到酸化抑制。平邑甜茶幼苗根系的分形維數(shù)、平均直徑、表面積、體積均顯著下降，且具有明顯的劑量效應(yīng)，酸化強(qiáng)度越大，下降越明顯。平邑甜茶幼苗根系的根系組成發(fā)生明顯變化，隨著酸強(qiáng)度的增加及處理時間的延長，0＜D≤0.5mm細(xì)根所占的比例下降，0.5＜D≤1.5mm的中等粗度的根系所占的比例提高，即酸化處理主要抑制了細(xì)根的生長，降低了細(xì)根所占的比例，影響了根系的組成。
　　 (2)酸化處理使得平

5、邑甜茶根系抗氧化酶活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，各處理的SOD、CAT酶活性在處理的第2天達(dá)到最大值，POD酶活性變化不一，pH3與pH4處理在第2天達(dá)到最大值，pH5處理在第3天達(dá)到最大值。
　　 (3)酸化處理促進(jìn)了MPTP開放，線粒體△Ψm不斷下降，根系線粒體Cytc/a降低，H2O2含量先降低后升高，線粒體呼吸Ⅲ態(tài)明顯下降，呼吸Ⅳ態(tài)明顯升高，呼吸控制率顯著下降，P/O比值下降，酸度越強(qiáng)，傷害越嚴(yán)重。
　　 (4)在

6、酸化處理下，低濃度Ca2+(10、20mmol·L-1)緩解不同酸化強(qiáng)度對根系形態(tài)構(gòu)型的抑制，但效果并不顯著；高濃度的Ca2+(30mmol·L-1)處理會加重對其根系構(gòu)型的改變。
　　 (5)在酸化處理下，低濃度Ca2+(10、20mmol·L-1)能夠明顯誘導(dǎo)抗氧化酶(SOD、CAT、POD)的活性，而高濃度的Ca2+(30mmol·L-1)加重了對抗氧化酶(SOD、CAT、POD)的脅迫。
　　 (6)與單獨(dú)酸化處