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本实验以羊草(Leymus chinensis Trin.)为实验材料,研究中性盐和碱性盐胁迫条件下,羊草的生物量、各器官中的阳离子、阴离子、全磷和脱落酸含量的变化,以及盐、碱处理13天,根系对不同矿质元素的吸收、在体内的分配以及钾和镁在体内的运输和循环。系统地对比了中性盐和碱性盐对羊草生长和生理代谢的影响,并进一步探讨羊草对中性盐和碱性盐的适应机制的异同点。
砂培培养羊草,植株生长56天后,分别用中性盐(125mM NaCl)和碱性盐(含有125mM钠离子的Na2CO3与NaHCO3混合液(1:5混合,pH值为8.9))处理13天。结果如下:
与对照相比,中性盐使羊草根系干物重仅降低2%,母株地上部和子株干重分别下降11%和19%,根茎干重增加9%;碱处理的羊草根系干重降低20%,母株地上部和子株干重分别下降16%和78%,根茎干重反而增加15%。
盐、碱胁迫导致羊草各器官中的钾和全磷含量普遍降低,其中碱处理比盐处理的降低的幅度更大。与对照相比,盐、碱处理的羊草根系和叶鞘中的钙离子浓度没有明显差异,叶片、根茎和子株中的钙离子浓度都降低,并且碱胁迫导致钙含量降低的幅度更大。除根系外,镁离子在各个器官中的变化情况与钾离子和钙离子相似。碱处理时,根系中的镁离子浓度比对照高48%。盐、碱处理的羊草各器官中钠离子的含量明显高于对照,根系和根茎中的钠离子含量比母株地上部和子株中的高3-5倍。碱性盐处理的羊草各器官中钠离子的含量均高于中性盐处理的,其中叶鞘中的钠离子含量高107%。
氯化钠处理的羊草各部位中氯离子的含量明显高于对照和碱处理的,除了根茎外,氯离子在其他器官中的分配很均匀。碱处理的羊草各器官中的硫酸根和磷酸二氢根的含量比盐处理的明显降低。
盐、碱处理13天,羊草吸钾量、钾在各器官中的累积量都明显降低,且碱处理的比盐处理的降低幅度更大。盐处理的羊草根系以及碱处理的叶鞘和根系中的钾累积量是负值,说明大量钾离子向外撤出,通过韧皮部运到叶片或根系,运到根系后,再通过木质部运往根茎和子株。盐、碱处理促进了钾离子在羊草体内的再循环率。盐、碱处理导致羊草对镁的吸收量明显降低。镁在盐处理的羊草体内的分配模式与对照的相似,碱处理的羊草叶鞘中的镁离子向外撤出,再通过韧皮部向上运到叶片,或向下运往根,根中镁离子的累积量比对照的高52%。盐、碱处理的羊草体内镁离子的再循环率均比对照的高。
盐、碱处理提高了羊草叶片、叶鞘、根系和根茎中脱落酸的含量,其中碱处理的比盐处理的提高的幅度更大。胁迫条件下,子株中脱落酸的含量却降低。