堿化對植物生理生態特征的影響

李翠祥

摘要：植物是自然界中不可缺少的一部分，其繁殖、發育、生長與環境條件存在密切關系。若所處的環境為逆境，為了適應特殊生長情況，植物的生理、生化指標會以定向形式出現變化，出現變化的還有外在形態特征。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環境的重要因素。在不同鹽堿條件下，植物的生理、形態特征將出現多樣化的變化。本文主要探討堿化對植物生理生態特征的影響。

關鍵詞：堿化;植物生理;生態

伴隨世界人口數量不斷增加，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較大比重，大大提升了交換性鈉的含量，其他陽離子則出現降低情況。堿化會給生態環境帶來消極影響，影響自然界中植物生長。以亞麻這種植物為例，如使其處在堿脅迫條件下，會降低植物葉片中葉綠素含量，導致其根系不能正常發育，難以吸收土壤中的礦物質。根據科學研究發現，若植物處在鹽堿脅迫情況，鹽堿濃度與其內游離脯氨酸含量成正相關關系，以更好地抵抗或適應逆境。

一、影響植物生長機理，阻礙生長代謝

在土壤堿化后，受物理性質影響，植物根部很難有效呼吸，導致其植物生長機理受影響。在堿化后，土壤呈板結、黏重形態，透氣性變差、孔隙度降低，很難支持氧氣大量進入，而二氧化碳濃度不斷提高，植株根部壓力較大。在較短時間內，植物根部呼吸速率無法達到正常水準;在長期狀態下，由于環境缺乏氧氣，乙醇會在根部累積，出現中毒現象，導致根部無法正常吸水，影響生存。若處于pH過高的土壤環境，植物根系表層的纖維素會被腐蝕，影響其存活。在被鹽堿化階段，植物初期會出現氣孔膨壓喪失，甚至關閉現象。根據研究發現，若氣孔導度、細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，阻礙了光合作用發生。同時，在土壤中充斥大量鹽分時，植物會分解細胞中大量的蛋白質。受蛋白質情況變化影響，原本處于正常的葉綠機體結構會逐步解體、崩潰，內部的類囊體膜會遭到破壞，植物將無法正常傳遞電子、吸收和轉化光能，甚至都不能正常碳同化，極大程度上降低了植物的生長速度，植株外部形態生長速度減緩。在植物合成葉綠素的過程中，鎂離子發揮著重要作用，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，植物很難持續保持離子平衡狀態，大大降低了鎂離子的活性，導致植物內部無法高效地合成葉綠素，植物很難通過光合作用生長。

二、導致內滲透失衡，出現離子毒害

受堿化土地的影響，植物在生長中將無法保持內滲透平衡，這一影響十分直接。由于堿化土壤中會不斷累積鹽分，在出現過量情況時，土壤將無法保持較高的滲透勢，導致植物根部無法正常提取水分，在嚴重的情況下，土壤溶液的濃度會高于植物細胞液濃度，使得植物在生理方面出現缺水現象，或導致反吸現象。同時，土壤中長期存在的鹽分離子，若植物長期處于類似土壤中，植物會出現離子毒害的表現。在鹽堿脅迫環境下，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，植物會逐漸出現葉片壞死、植株枯萎現象，受毒害最嚴重的部分是植物的莖和嫩芽。伴隨鈉離子、氯離子不斷進入，一旦出現過量現象，原本活躍的植物細胞酶活性大大降低，植物很難正常吸收其他離子，保持新陳代謝狀態，導致細胞無法維持生理代謝功能。在根系生長的周圍區域，若存在高pH現象，會引起大量過磷酸鈣離子、鎂離子和鈣離子大量沉淀，增強了植物吸收離子的難度，不利于吸收大量礦物質維持營養。

三、影響植物基因，滲透性調節物表達量變化

在鹽堿脅迫作用下，水稻面臨無法正常光合作用、生長遲緩、莖葉變色等問題。面對堿化現象，植物會產生激素一類信號物質，以調控鹽堿脅迫，鹽堿脅迫程度與植物體內激素含量具有一定相關性。根據研究發現，隨著鹽堿脅迫不斷增強，負責抵御鹽堿脅迫的有糖醇、可溶性蛋白、甜菜堿等小分子有機物，使細胞滲透壓處在較高水平。對于吉粳78、長白9號兩種不同水稻品種，在經過不同濃度的鹽堿試驗處理后，發現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基因家族中的表達量出現變化，出現升高現象的有兩個基因表達量。由此，堿化會影響光合作用，以及IMP、BADH1、BADH2、P5CS基因的表達量，通過調整鹽脅迫試驗條件，能夠發現水稻植株生長改良的方向，分析滲透調節產物與基因表達量的變化規律。

四、結語

綜上，堿化對植物生理生態特征的影響機理存在一定的復雜性，對不同經受堿化的植物類型，由于鹽堿脅迫階段、試驗條件不同，以及植物本身基因型不同，其生態特征會出現不同變化，大多會出現葉子枯萎、植株發展緩慢現象，影響水稻作物的基因表達量。

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