李翠祥

摘要：植物是自然界中不可缺少的一部分，其繁殖、發(fā)育、生長(zhǎng)與環(huán)境條件存在密切關(guān)系。若所處的環(huán)境為逆境，為了適應(yīng)特殊生長(zhǎng)情況，植物的生理、生化指標(biāo)會(huì)以定向形式出現(xiàn)變化，出現(xiàn)變化的還有外在形態(tài)特征。在人類耕種面積不斷增加的背景下，土地鹽堿化成為威脅植物生態(tài)環(huán)境的重要因素。在不同鹽堿條件下，植物的生理、形態(tài)特征將出現(xiàn)多樣化的變化。本文主要探討堿化對(duì)植物生理生態(tài)特征的影響。

關(guān)鍵詞：堿化;植物生理;生態(tài)

伴隨世界人口數(shù)量不斷增加，人類耕種給土壤帶來了不良影響，尤其使其土壤的鹽堿化。堿化是指可溶性鹽在某種溶液中占據(jù)較大比重，大大提升了交換性鈉的含量，其他陽離子則出現(xiàn)降低情況。堿化會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來消極影響，影響自然界中植物生長(zhǎng)。以亞麻這種植物為例，如使其處在堿脅迫條件下，會(huì)降低植物葉片中葉綠素含量，導(dǎo)致其根系不能正常發(fā)育，難以吸收土壤中的礦物質(zhì)。根據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，若植物處在鹽堿脅迫情況，鹽堿濃度與其內(nèi)游離脯氨酸含量成正相關(guān)關(guān)系，以更好地抵抗或適應(yīng)逆境。

一、影響植物生長(zhǎng)機(jī)理，阻礙生長(zhǎng)代謝

在土壤堿化后，受物理性質(zhì)影響，植物根部很難有效呼吸，導(dǎo)致其植物生長(zhǎng)機(jī)理受影響。在堿化后，土壤呈板結(jié)、黏重形態(tài)，透氣性變差、孔隙度降低，很難支持氧氣大量進(jìn)入，而二氧化碳濃度不斷提高，植株根部壓力較大。在較短時(shí)間內(nèi)，植物根部呼吸速率無法達(dá)到正常水準(zhǔn);在長(zhǎng)期狀態(tài)下，由于環(huán)境缺乏氧氣，乙醇會(huì)在根部累積，出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，導(dǎo)致根部無法正常吸水，影響生存。若處于pH過高的土壤環(huán)境，植物根系表層的纖維素會(huì)被腐蝕，影響其存活。在被鹽堿化階段，植物初期會(huì)出現(xiàn)氣孔膨壓?jiǎn)适В踔陵P(guān)閉現(xiàn)象。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，若氣孔導(dǎo)度、細(xì)胞二氧化碳濃度下降，是由于堿化程度加深的原因，植物缺少光合作用的底物，阻礙了光合作用發(fā)生。同時(shí)，在土壤中充斥大量鹽分時(shí)，植物會(huì)分解細(xì)胞中大量的蛋白質(zhì)。受蛋白質(zhì)情況變化影響，原本處于正常的葉綠機(jī)體結(jié)構(gòu)會(huì)逐步解體、崩潰，內(nèi)部的類囊體膜會(huì)遭到破壞，植物將無法正常傳遞電子、吸收和轉(zhuǎn)化光能，甚至都不能正常碳同化，極大程度上降低了植物的生長(zhǎng)速度，植株外部形態(tài)生長(zhǎng)速度減緩。在植物合成葉綠素的過程中，鎂離子發(fā)揮著重要作用，其還是扮演著諸多重要酶的輔因子角色。堿化土地中擁有高含量的鈉離子，植物很難持續(xù)保持離子平衡狀態(tài)，大大降低了鎂離子的活性，導(dǎo)致植物內(nèi)部無法高效地合成葉綠素，植物很難通過光合作用生長(zhǎng)。

二、導(dǎo)致內(nèi)滲透失衡，出現(xiàn)離子毒害

受堿化土地的影響，植物在生長(zhǎng)中將無法保持內(nèi)滲透平衡，這一影響十分直接。由于堿化土壤中會(huì)不斷累積鹽分，在出現(xiàn)過量情況時(shí)，土壤將無法保持較高的滲透勢(shì)，導(dǎo)致植物根部無法正常提取水分，在嚴(yán)重的情況下，土壤溶液的濃度會(huì)高于植物細(xì)胞液濃度，使得植物在生理方面出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，或?qū)е路次F(xiàn)象。同時(shí)，土壤中長(zhǎng)期存在的鹽分離子，若植物長(zhǎng)期處于類似土壤中，植物會(huì)出現(xiàn)離子毒害的表現(xiàn)。在鹽堿脅迫環(huán)境下，大量鈉離子囤積在植物根部，伴隨堿化土壤中鈉離子不斷增加，植物會(huì)逐漸出現(xiàn)葉片壞死、植株枯萎現(xiàn)象，受毒害最嚴(yán)重的部分是植物的莖和嫩芽。伴隨鈉離子、氯離子不斷進(jìn)入，一旦出現(xiàn)過量現(xiàn)象，原本活躍的植物細(xì)胞酶活性大大降低，植物很難正常吸收其他離子，保持新陳代謝狀態(tài)，導(dǎo)致細(xì)胞無法維持生理代謝功能。在根系生長(zhǎng)的周圍區(qū)域，若存在高pH現(xiàn)象，會(huì)引起大量過磷酸鈣離子、鎂離子和鈣離子大量沉淀，增強(qiáng)了植物吸收離子的難度，不利于吸收大量礦物質(zhì)維持營(yíng)養(yǎng)。

三、影響植物基因，滲透性調(diào)節(jié)物表達(dá)量變化

在鹽堿脅迫作用下，水稻面臨無法正常光合作用、生長(zhǎng)遲緩、莖葉變色等問題。面對(duì)堿化現(xiàn)象，植物會(huì)產(chǎn)生激素一類信號(hào)物質(zhì)，以調(diào)控鹽堿脅迫，鹽堿脅迫程度與植物體內(nèi)激素含量具有一定相關(guān)性。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，隨著鹽堿脅迫不斷增強(qiáng)，負(fù)責(zé)抵御鹽堿脅迫的有糖醇、可溶性蛋白、甜菜堿等小分子有機(jī)物，使細(xì)胞滲透壓處在較高水平。對(duì)于吉粳78、長(zhǎng)白9號(hào)兩種不同水稻品種，在經(jīng)過不同濃度的鹽堿試驗(yàn)處理后，發(fā)現(xiàn)濃度越高葉片脯氨酸含量越高，CK含量低于可溶性糖、甜菜堿、品脯氨酸的含量，使得水稻的HKT基因家族中的表達(dá)量出現(xiàn)變化，出現(xiàn)升高現(xiàn)象的有兩個(gè)基因表達(dá)量。由此，堿化會(huì)影響光合作用，以及IMP、BADH1、BADH2、P5CS基因的表達(dá)量，通過調(diào)整鹽脅迫試驗(yàn)條件，能夠發(fā)現(xiàn)水稻植株生長(zhǎng)改良的方向，分析滲透調(diào)節(jié)產(chǎn)物與基因表達(dá)量的變化規(guī)律。

四、結(jié)語

綜上，堿化對(duì)植物生理生態(tài)特征的影響機(jī)理存在一定的復(fù)雜性，對(duì)不同經(jīng)受堿化的植物類型，由于鹽堿脅迫階段、試驗(yàn)條件不同，以及植物本身基因型不同，其生態(tài)特征會(huì)出現(xiàn)不同變化，大多會(huì)出現(xiàn)葉子枯萎、植株發(fā)展緩慢現(xiàn)象，影響水稻作物的基因表達(dá)量。

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