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不同盐碱荒漠花花柴植株Na~+、K~+离子分布规律研究



全 文 :新疆农业科学 2013,50( 9) : 1632 - 1641
Xinjiang Agricultural Sciences
doi:10. 6048 / j. issn. 1001 - 4330. 2013. 09. 010
不同盐碱荒漠花花柴植株 Na + 、K +
离子分布规律研究
刘斌,王吉,蒋静,赵维奇,王丹丹,张霞
( 石河子大学生命科学学院,新疆石河子 832003)
摘 要:【目的】研究不同盐碱荒漠花花柴植株体内 Na +、K +离子分布规律,为探究花花柴对 Na +、K +离子的
选择性吸收是否具有稳定性,以及 Na +、K +离子在植株体内是否存在“拮抗作用”提供资料。【方法】以玛纳
斯河流域中下游五种不同盐碱荒漠中的花花柴(Karelinia caspica) ,以及花花柴群落覆盖下的土壤为研究对
象,对其 Na +、K +离子含量随时间的动态变化进行分析,并对不同月份、不同样地花花柴各器官的 Na +、K +离
子含量进行差异性分析。【结果】(1)6 ~ 8 月,各样地花花柴主茎中的 Na +离子含量与对应样地土壤中 Na +
离子变化趋势相反,叶中的 K +离子含量与对应样地土壤中 K +离子变化趋势也相反,8 ~ 9 月,各样地花花柴
花器官中的 Na +离子含量与对应样地土壤中 Na +离子变化趋势相反,而 K +离子含量则与对应样地土壤中
K +离子变化趋势相同。(2)6 ~ 9 月,各样地花花柴各器官中 Na +含量总体呈现上升趋势,而 K +含量呈现下
降趋势。(3)各样地花花柴植株中,托叶和叶中的 Na +离子要高于其他器官,而 K +离子则相反。【结论】(1)
花花柴主茎和叶分别对 Na +、K +离子选择性吸收具有稳定性,受土壤环境中 Na +、K +离子变化的影响不大。
而花器官对土壤中的 Na +离子选择性吸收具有稳定性,K +离子的吸收则主要依赖于土壤中所提供的 K +离子
含量的多少。(2)无论在土壤还是花花柴植株器官中 Na +、K +呈现出相反的变化趋势,这说明 Na +、K +之间
的确存在“拮抗作用”。(3)各样地花花柴植株中,Na +离子主要分布在托叶和叶中,而 K +离子则分布在主
茎、分枝和花中。
关键词:玛纳斯河流域;花花柴;Na +离子;K +离子;拮抗作用
中图分类号:S562 文献标识码:A 文章编号:1001 - 4330(2013)09 - 1632 - 10
收稿日期:2013 - 04 - 02
基金项目:国家自然科学基金资助项目(31160410) ;国家重点基础研究发展计划(973)课题(2009CB825103)
作者简介:刘斌(1986 -) ,男,硕士研究生,研究方向为植物遗传,(E - mail)lb8330323@ 163. com
通讯作者:张霞(1964 -) ,女,教授,研究方向为植物资源与遗传,(E - mail)xiazh@ shzu. edu. cn
Na + and K + ions Distribution of Karelinia caspica in Different
Saline - alkaline Deserts
LIU Bin,WANG Ji,JIANG Jing,ZHAO Wei - qi,WANG Dan - dan,ZHANG Xia1
(College of Life Science,Shihezi University,Shihezi Xinjiang 832003,China)
Abstract:【Objective】The project aims to learn the distribution of Na +,K + ions contents in Karelinia
caspica in different saline - alkaline deserts and to explore if K. caspica has stability to selecting absorbing
Na + ions and K + ions,and if there is antagonism between Na + and K + ions in K. caspica.【Method】This
study selected the K. caspica and five different kinds of soils covered by K. caspica which was in the five dif-
ferent saline - alkaline deserts of middle and lower areas of Manas River watershed as research materials. This
study analysised dynamic change of their Na +,K + ions contents in different months and also conducted differ-
ence analysis of sample plots and organs of K. caspica.【Result】(1)From June to August,the trending of
9 期 刘斌等:不同盐碱荒漠花花柴植株 Na +、K +离子分布规律研究
Na + ions contents change in stems of plants was not consist with corresponding sample plots and so was the
trending of K + ions contents change in leaves of plants. From August to September,the trending of Na + ions
contents change in flowers of plants was not consist with corresponding sample plots but the trending of K + ions
contents change was the same. (2)From June to September,the overall trending of Na + ions contents change
in different organs of plants in five sample soils displayed increasing rise,but K + ions performed contrary.
(3)In the five different sample plots,Na + ions content in stipules and leaves of K. caspica was higher than
that in other organs,but K + ions content was lower than that in stems,branches and flowers.【Conclusion】
(1)This could explain that stems and leaves in K. caspica had stability to selecting absorbing Na + ions and
K + ions respectively,and the effects from environment were not strong. Flowers also had stability to selecting
absorbing Na + ions,but absorption of K + ions was mainly dependent on the soil's K + ions contents. (2)No
matter what was in plants or soils,the counter relationships in Na + and K + ions contents change really showed
that:there was antagonism between Na + and K + ions. (3)Na + ions were mainly distributed in the stipules
and leaves of K. caspica,and K + ions were mainly distributed in the stems,branches and flowers.
Key words:Manas River watershed; Karelinia caspica; Na + ions contents;K + ions contents;
antagonism
0 引 言
【研究意义】植物—土壤是一个相互影响和相互作用的有机整体,植物的生存离不开土壤。土壤为
植物生长发育不断提供所需的营养物质[1],土壤中可溶性盐分过高会诱导植物产生一定的适应性,因
此形成了各种以土壤为主导因素的植物类型。花花柴(Karelinia caspica)是菊科花花柴属多年生草本,
作为一种泌盐盐生植物广泛分布在玛纳斯河流域中下游的盐渍化耕地和沙漠荒地中,对盐渍环境有着
极强的适应能力。有资料显示:花花柴有很强的脱盐能力。在盐渍严重到无法种植的撂荒地上,花花柴
第一年能使土壤全盐降低 52% ~56%,第二年可降低 80%左右,使 0 ~ 40 cm土壤含盐量降到 1%以下,
基本上可以达到复耕水平,而苜蓿和草木樨虽然也是脱盐能力强的牧草,但一是无法在高盐渍土上种
植,二是脱盐远不及花花柴,因而花花柴作为改良内陆盐渍土的先锋植物是当之无愧的,而且它的脱盐
能力不亚于用水洗盐[2]。【前人研究进展】研究盐生植物体内盐离子分布规律以及土壤中盐分离子的
变化对植株中盐离子变化的影响,对于改良盐碱土有特殊的意义。目前,国内外学者对植物体内的盐分
含量及盐分分布的研究较多,且多数是针对盆栽实验或短期盐胁迫下进行的[3 ~ 5]。对于花花柴的研究
仅有少量报道,大多数集中在研究花花柴耐盐、脱盐结构[2],对组织培养和植株再生条件的摸索[6],以
及在分子水平上建立了检测耐盐植物功能基因抗体制备和蛋白表达的方法[7]。【本研究切入点】对于
不同盐碱荒漠条件下花花柴各器官中 Na +、K +分布规律鲜有报道。【拟解决的关键问题】通过对不同
景观格局下花花柴群落的研究,以期了解花花柴植株体内 Na +、K +分布规律及动态变化,为更好的认
识、保护和利用我国西北干旱荒漠区的泌盐盐生植物花花柴,以及改良盐碱土提供资料。
1 材料与方法
1. 1 样地选择与概况
根据玛纳斯河河流的走向,在中下游有花花柴覆盖的地方,由南向北依次选取五块典型样地,分别
是位于泉水溢出带的 1 号样地,冲积平原上部的 2 号样地,冲积平原下部的 3 号样地,干三角洲的 4 号
样地和河流下游荒漠地的 5 号样地。列出样地的基本概况[8]。表 1
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新疆农业科学 50 卷
表 1 不同地貌五块样地基本情况
Table 1 Survey of five samples in different physiognomies
样地编号 地貌部位 经纬度 海拔(m) 样地植物 土壤类型 地表特征
1 泉水溢出带 N44°2024″E85°2024″ 345 花花柴,猪毛菜,芦苇,大叶补血草 草甸盐土 地表盐霜
2 冲积平原上部 N44°4424″E85°2160″ 297 花花柴,骆驼刺,柽柳 典型盐土 地表盐结皮
3 冲积平原下部 N44°4912″E85°2736″ 294 花花柴,芦苇,黑果枸杞 典型盐土 地表盐结壳
4 干三角洲 N44°5548″E85°1048″ 285 花花柴,柽柳,盐穗木 残余盐土 地表坚实微龟裂
5 下游荒漠地 N45°936″E85°1012″ 263 花花柴 次生盐土 沙质
1. 2 方法
于 2009 年 6 ~ 9 月,选择晴朗的天气,在每块样地内分别选取三块生长旺盛的花花柴群落小样地,
在每块小样地内随机选取三株长势均等的花花柴植株,取其地上部分,用保温箱保存,在离花花柴植株
约 10 cm处,按梅花取土法采集地表 0 ~ 20 cm的土壤,混合土样约 300 ~ 400 g,同植物样一并带回实验
室。
将待测植株洗净后,拭去表面水分,按照主茎、托叶、分枝、叶、花分类后放入烘箱中 105℃杀青 30
min后,在 80℃烘干至恒重,用 0. 5 mm的植物粉碎机粉碎,装入牛皮纸袋中写好标签备用,预处理采用
H2SO4 - H2O2 法消煮,将消煮液定容、过滤、放置澄清后待测。将采集到的土样自然风干后过 2 mm筛,
测定可溶性阳离子含量。
待测植物与土壤中 Na +、K +离子均参照鲍士旦《土壤农化分析》中提到的火焰光度计法测定。
1. 3 数据处理及分析
采用 Microsoft Excel 2003 进行数据的初步整理,利用 SPSS 16. 0 统计分析软件进行差异性分析。
2 结果与分析
2. 1 不同样地土壤及花花柴各器官中 Na +、K +离子含量随时间动态变化趋势
研究表明,五块样地花花柴植株 Na +和 K +含量变化趋势虽然在各器官中不尽相同,但整体上随着
季节推迟呈现一定规律的动态变化。6 ~ 9 月,样地 1 和 2 的 Na +含量逐渐上升,而样地 3 和 4 的 Na +含
量则是相反的变化趋势,随季节逐渐下降,样地 5 的 Na +含量先下降后上升。除样地 2 的 K +含量逐渐
下降外,其他样地的 K +呈现先升高后降低的趋势,在 9 月时 K +含量达到最小值。综上所述,随季节的
推迟,Na +含量除样地 3 和 4 外,总体呈现上升趋势,而 K +含量在五块样地中呈下降趋势。
就同一样地不同器官而言,通过对五块样地花花柴不同器官中 Na +、K +离子含量随时间变化情况
可知,主茎与分枝中的 Na +含量总体趋势为先降低后升高,8 月达到最小值;而 K +离子含量总体趋势表
现为先升高后降低,7 月达到最大值。托叶和叶中 Na +离子含量在样地 1 和 2 的变化趋势相同,都为逐
渐升高,在样地 3 和 5 中变化趋势也相同,都为先下降后升高;而 K +离子含量在样地 1、2 和 3 中变化趋
势都为先下降后升高,但在样地 4 和 5 中表现为先升高后下降。8 ~ 9 月,除样地 2 以外,其他样地花花
柴的花中 Na +含量逐渐升高,而 K +含量则逐渐降低(样地 5 因未采集到花而缺少数据)。综上可知,随
季节的变化,花花柴各器官中 Na +含量总体呈现上升趋势,而 K +含量呈下降趋势,无论在土壤还是植
株器官中 Na +、K +呈现出相反的变化趋势,这说明 Na +、K +之间的确存在“拮抗作用”。图 1 ~ 5
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9 期 刘斌等:不同盐碱荒漠花花柴植株 Na +、K +离子分布规律研究 5361
新疆农业科学 50 卷
结合分析可知,6 ~ 8 月,各样地花花柴主茎中的 Na +离子含量与对应样地土壤中 Na +离子变化趋
势相反,叶中的 K +离子含量与对应样地土壤中 K +离子变化趋势也相反;8 ~ 9 月,各样地花花柴花器官
中的 Na +离子含量与对应样地土壤中 Na +离子变化趋势相反,而 K +离子含量则与对应样地土壤中 K +
离子变化趋势相同,说明花花柴主茎和叶分别对 Na +、K +离子选择性吸收具有稳定性,受土壤环境中
Na +、K +离子变化的影响不大。而花器官对土壤中的 Na +离子选择性吸收具有稳定性,K +离子的吸收
则主要依赖于土壤中所提供的 K +离子含量的多少。图 6
2. 2 五块样地不同时期花花柴各器官中 Na +、K +离子差异性
研究表明,6 月除样地 1 外,其他样地花花柴各器官 Na +离子含量都有显著性差异(P < 0. 05) ,其中
主茎中的 Na +离子含量在样地 1、4 和 5 中都较其他器官高,分别为 4. 54、7. 98 和 8. 67 g /kg,托叶中的
Na +离子含量在样地 2 和 3 中较其他器官高,分别为 3. 30 和 8. 33 g /kg。五块样地花花柴相同器官中
Na +离子含量差异显著(P < 0. 05) ,其中样地 5 花花柴各器官中 Na +离子含量显著高于其他样地。
同一样地不同花花柴器官中,分枝中的 K +离子含量最高,其次是主茎;托叶和叶中的 K +离子含量
在样地 2、3 和 4 中差异不明显。花花柴各器官中的 K +离子含量在五块样地都差异显著(P < 0. 05) ,其
中样地 2 的花花柴各器官中 K +离子含量显著高于其他样地。表 2
7 月样地 1 的花花柴各器官中 Na +离子含量差异显著(P < 0. 05) ,其中样地 1 和 3 的花花柴托叶中
Na +离子含量相比其他器官中的都要高,分别为 4. 80、6. 25 g /kg,而主茎中的 Na +离子含量最低,分别
为 3. 15、3. 50 g /kg。主茎和托叶中 Na +离子含量在样地 4 和 5 中差异不明显,而在其他样地中都有显
著性差异(P < 0. 05)。
K +离子含量在样地 1、2、4 和 5 花花柴植株的主茎和分枝中差异不显著,托叶和叶中的 K +离子含
量在样地 1、2 和 3 中也无显著性差异。表 3
6361
9 期 刘斌等:不同盐碱荒漠花花柴植株 Na +、K +离子分布规律研究
表 2 6 月五块样地花花柴各器官中 Na +、K +离子差异性
Table 2 Difference analysis of Na + and K + ion contents in different organs of K. caspica in 5
sample plots’s in June
样地 1 样地 2 样地 3 样地 4 样地 5
Na +含量(g /kg)
Na + ion contents
主茎 4. 53 ± 0. 03aD 1. 49 ± 0. 01dE 5. 99 ± 0. 02dC 7. 98 ± 0. 03aB 8. 67 ± 0. 02aA
托叶 4. 24 ± 0. 02bC 3. 30 ± 0. 02aD 8. 33 ± 0. 03aB 2. 85 ± 0. 02dE 8. 47 ± 0. 03bA
分枝 3. 31 ± 0. 04cD 1. 94 ± 0. 02cE 7. 53 ± 0. 02cB 5. 26 ± 0. 02cC 7. 70 ± 0. 03cA
叶 4. 50 ± 0. 03aC 2. 37 ± 0. 03bD 6. 56 ± 0. 04bA 5. 56 ± 0. 01bB 6. 58 ± 0. 05dA
K +含量(g /kg)
K + ion contents
主茎 0. 80 ± 0. 03bB 1. 47 ± 0. 04aA 0. 67 ± 0. 07bC 0. 33 ± 0. 08abD 0. 25 ± 0. 02bE
托叶 0. 37 ± 0. 02dB 0. 75 ± 0. 05bA 0. 26 ± 0. 05cC 0. 10 ± 0. 05bD 0. 36 ± 0. 01aB
分枝 0. 96 ± 0. 04aC 1. 63 ± 0. 07aA 1. 08 ± 0. 05aB 0. 53 ± 0. 08aD 0. 35 ± 0. 01aE
叶 0. 42 ± 0. 02cB 0. 56 ± 0. 05bA 0. 35 ± 0. 07cC 0. 17 ± 0. 06bD 0. 14 ± 0. 02cE
注:同列不同小写字母表示同一样地不同器官中各项指标差异显著(P < 0. 05) ,同行不同大写字母表示同一器官在不同样地各项指
标间差异显著(P < 0. 05)。下同
表 3 7 月五块样地花花柴各器官中 Na +、K +离子差异性
Table 3 Difference analysis of Na + and K + ion contents of in different organs of K. caspica in 5
sample plots’s in July
样地 1 样地 2 样地 3 样地 4 样地 5
Na +含量(g /kg)
Na + ion contents
主茎 3. 15 ± 0. 05dC 1. 26 ± 0. 03cD 3. 50 ± 0. 01cB 3. 96 ± 0. 04bA 4. 04 ± 0. 04aA
托叶 4. 80 ± 0. 04aB 3. 46 ± 0. 03aC 6. 25 ± 0. 04aA 3. 32 ± 0. 03cC 3. 34 ± 0. 04bC
分枝 4. 53 ± 0. 03bA 1. 95 ± 0. 03bD 4. 03 ± 0. 03bB 4. 16 ± 0. 04aB 3. 33 ± 0. 04bC
叶 3. 96 ± 0. 04cA 3. 48 ± 0. 05aBC 3. 56 ± 0. 03cB 3. 36 ± 0. 03cC 3. 91 ± 0. 06aA
K +含量(g /kg)
K + ion contents
主茎 0. 96 ± 0. 03aA 0. 45 ± 0. 03aC 0. 94 ± 0. 04bA 0. 64 ± 0. 03aB 0. 15 ± 0. 03bcA
托叶 0. 15 ± 0. 04bB 0. 14 ± 0. 04bB 0. 13 ± 0. 04cB 0. 12 ± 0. 03cB 0. 55 ± 0. 04aA
分枝 1. 07 ± 0. 03aB 0. 45 ± 0. 03aD 1. 24 ± 0. 03aA 0. 65 ± 0. 04aC 0. 46 ± 0. 03aD
叶 0. 25 ± 0. 03bAB 0. 27 ± 0. 02bAB 0. 20. 03cAB 0. 35 ± 0. 03bA 0. 13 ± 0. 04bB
8 月花花柴各器官中 Na +离子含量在样地 4 和 5 中差异显著(P < 0. 05) ,样地 2 和 3 的花花柴主茎
和分枝中的 Na +离子含量无显著性差异,样地 3 的花花柴托叶和叶中 Na +离子含量也无显著性差异。
样地 1 的花花柴主茎和花之间无显著差异,但是与其他器官差异显著(P < 0. 05)。分枝和花中 Na +离
子含量在各个样地中差异显著(P < 0. 05)。五块样地花花柴托叶和叶中的 Na +离子含量要显著高于其
他器官,而花中 Na +离子含量最少。
K +离子含量在样地 1 的花花柴各器官中有显著性差异(P < 0. 05) ,样地 2 和 3 的花花柴主茎和分
枝、托叶和叶中的 K +离子含量差异都不显著。样地 5 的花花柴也同样表现为托叶和叶中的 K +离子含
量差异不显著。除样地 3 外,花花柴主茎、分枝和花中的 K +离子含量要显著高于托叶和叶。表 4
表 4 8 月五块样地花花柴各器官中 Na +、K +离子差异性
Table 4 Difference analysis of Na + and K + ion contents in different organs of K. caspica in 5
sample plots’s in August
样地 1 样地 2 样地 3 样地 4 样地 5
Na +含量(g /kg)
Na + ion contents
主茎 2. 26 ± 0. 03dB 2. 96 ± 0. 03cA 1. 57 ± 0. 03cC 2. 84 ± 0. 03cA 0. 85 ± 0. 04dD
托叶 6. 63 ± 0. 03aA 5. 73 ± 0. 03aB 4. 64 ± 0. 03aC 5. 67 ± 0. 02aB 1. 23 ± 0. 03cD
分枝 3. 46 ± 0. 04cA 2. 93 ± 0. 04cB 1. 68 ± 0. 04cE 2. 26 ± 0. 03dD 2. 56 ± 0. 04bC
叶 5. 43 ± 0. 04bA 4. 85 ± 0. 02bBC 4. 75 ± 0. 04aC 4. 94 ± 0. 05bB 3. 73 ± 0. 03aD
花 2. 22 ± 0. 06dA 0. 93 ± 0. 03dB 0. 68 ± 0. 04dC 0. 44 ± 0. 02eD —
K +含量(g /kg)
K + ion contents
主茎 0. 85 ± 0. 03aA 0. 45 ± 0. 03aBC 0. 63 ± 0. 03aB 0. 27 ± 0. 03abC 0. 34 ± 0. 03aC
托叶 0. 24 ± 0. 03eA 0. 15 ± 0. 04dA 0. 32 ± 0. 03bA 0. 14 ± 0. 03cA 0. 27 ± 0. 03abA
分枝 0. 68 ± 0. 04bA 0. 52 ± 0. 04aA 0. 66 ± 0. 03aA 0. 22 ± 0. 02cB 0. 16 ± 0. 02bB
叶 0. 34 ± 0. 02dAB 0. 17 ± 0. 02dC 0. 41 ± 0. 02bA 0. 16 ± 0. 03bcBC 0. 27 ± 0. 03abBC
花 0. 53 ± 0. 03cA 0. 33 ± 0. 03bB 0. 34 ± 0. 04bB 0. 33 ± 0. 04aB —
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新疆农业科学 50 卷
9 月 Na +离子含量在样地 1、2、4 和 5 的花花柴各器官都表现为差异显著(P < 0. 05)。而在样地 3
中,托叶和叶中的 Na +离子含量差异显著(P < 0. 05)。除样地 5 外,其他样地花花柴托叶和叶中的 Na +
离子含量显著高于其他器官,而花中 Na +离子含量则最低。比较不同样地花花柴同一器官可以得知,托
叶和分枝中 Na +离子含量在样地 1 的花花柴中最高,分别为 6. 48、7. 53 和 6. 92 g /kg。
同一样地花花柴不同器官,K +离子含量在样地 3 中表现为差异显著,而在样地 1 中则表现为差异
不显著。样地 3 较其他样地花花柴各器官中 K +离子含量都高。分枝中 Na +离子含量在五块样地的变
化趋势为先降低后升高,K +离子含量呈现相反趋势。叶中的 Na +、K +离子含量在五块样地中的趋势也
呈现相反的变化趋势。所有样地中 Na +离子含量都表现为托叶和叶显著高于其他器官,花中 Na +离子
含量最低,而 K +离子含量则刚好相反,除样地 3 外,花中的 K +离子含量最高。表 5
表 5 9 月五块样地花花柴各器官中 Na +、K +离子差异性
Table 5 Difference analysis Na + and K + ion contents of in different organs of K. caspica in 5
sample plots’s in September
样地 1 样地 2 样地 3 样地 4 样地 5
Na +含量(g /kg)
Na + ion contents
主茎 6. 48 ± 0. 02dA 6. 18 ± 0. 02cB 1. 87 ± 0. 03cE 2. 36 ± 0. 04dD 2. 62 ± 0. 03dC
托叶 7. 53 ± 0. 03aA 7. 04 ± 0. 04bB 5. 25 ± 0. 02aD 4. 29 ± 0. 03aE 6. 18 ± 0. 03aC
分枝 6. 92 ± 0. 03cA 5. 47 ± 0. 02dB 1. 97 ± 0. 03cD 3. 13 ± 0. 02cC 5. 57 ± 0. 02bB
叶 7. 37 ± 0. 01bB 9. 04 ± 0. 03aA 2. 55 ± 0. 02bE 3. 93 ± 0. 03bD 5. 21 ± 0. 02cC
花 5. 52 ± 0. 10eA 2. 72 ± 0. 08eB 1. 71 ± 0. 01eC 1. 47 ± 0. 01eD —
K +含量(g /kg)
K + ion contents
主茎 0. 22 ± 0. 01bcC 0. 31 ± 0. 01abB 0. 59 ± 0. 01bA 0. 25 ± 0. 03aB 0. 31 ± 0. 02aB
托叶 0. 19 ± 0. 01cB 0. 19 ± 0. 02bB 0. 26 ± 0. 02eA 0. 06 ± 0. 02cD 0. 21 ± 0. 01bAB
分枝 0. 22 ± 0. 02bcB 0. 27 ± 0. 02abB 0. 83 ± 0. 02aA 0. 12 ± 0. 02bC 0. 22 ± 0. 02bB
叶 0. 24 ± 0. 03bB 0. 22 ± 0. 01abB 0. 45 ± 0. 01cA 0. 09 ± 0. 01cC 0. 22 ± 0. 02bB
花 0. 43 ± 0. 01aA 0. 44 ± 0. 15aA 0. 30 ± 0. 01dA 0. 29 ± 0. 01aA —
综合分析可知,五块样地花花柴植株中 Na +离子主要分布在托叶和叶中,K +离子主要分布在主茎、
分枝和花中,6 ~ 9 月,Na +离子含量在托叶和叶中有显著差异,而且 6、7 和 9 月,托叶中的 Na +离子含量
要比叶中的高,8 月叶中 Na +离子含量比托叶中高。K +离子含量在 6、7 月表现为分枝 >主茎,而在 8、9
月则表现为主茎 >分枝。8 ~ 9 月,样地 1 ~ 4 的花花柴中花器官的 Na +离子含量比其他器官都要低,9
月,除样地 3 外,花中 K +离子含量最高。
3 讨 论
植物与土壤之间存在着强烈的相互影响,土壤为植物的生长提供必需的矿质元素,而土壤中盐分含
量会直接影响植物体离子的含量[9]。许多研究表明[10 ~ 13],地上植物会根据自身所能承受的能力,有选
择性的吸收土壤中的盐分,当土壤中盐分含量高时,植物吸收的也就多,而当土壤中盐分含量低时,则植
物吸收的也就少。在研究中,6 ~ 8 月,各样地花花柴主茎中的 Na +离子含量与对应样地土壤中 Na +离
子变化趋势相反,叶中的 K +离子含量与对应样地土壤中 K +离子变化趋势也相反,说明花花柴主茎和
叶分别对 Na +、K +离子选择性吸收具有稳定性,受土壤环境中 Na +、K +离子变化的影响不大,而主要取
决于自身生物学特性和生理代谢活动,8 ~ 9 月,各样地花花柴花器官中的 Na +离子含量与对应样地土
壤中 Na +离子变化趋势相反,而 K +离子含量则与对应样地土壤中 K +离子变化趋势相同,说明花器官
对土壤中的 Na +离子选择性吸收也具有稳定性,而 K +离子的吸收则主要依赖于土壤中所提供的 K +离
子含量的多少,这与刘静等[14,15]在对新疆杨和对小美旱杨的研究结果相似。
有关 Na +、K +离子之间存在“拮抗作用”的研究报道有很多,金启宏[16]在对 K、Na、Ca、Mg四种元素
在疏叶骆驼刺体内含量分布特点的研究中发现:K元素在不同器官的含量基本上是按照其生理需求存
在于分生组织较多的器官———茎和叶中,而 Na元素在体内则有与此相反的分布格局;孙旭等[17]在对新
疆杨的研究中表明,在盐胁迫环境下,新疆杨吸收大量有害的 Na +,导致新疆杨根系内的 Na +含量显著
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9 期 刘斌等:不同盐碱荒漠花花柴植株 Na +、K +离子分布规律研究
上升,而对 Na +的过量吸收,又进一步导致新疆杨根系对 K +和 Ca2 +的吸收受到抑制,使排渠新疆杨根
系中 K +、Ca2 +的积累量相对灌渠下降。在研究中,随季节的变化,花花柴各器官中 Na +含量总体呈现
上升趋势,而 K +含量呈下降趋势,无论在土壤还是植株器官中 Na +、K +呈现出相反的变化趋势,这恰好
能够说明 Na +、K +之间的确存在“拮抗作用”。
在研究中,五块样地花花柴植株中 Na +离子主要分布在托叶和叶中,这主要是和花花柴的自身结构
有关[7]。Na +离子是盐生植物生长所必需的矿质离子之一[16],在托叶和叶中主要以渗透调节物质的形
式出现。花花柴在生长过程中,除了需要从土壤中吸收一部分 Na +离子通过主茎运输到各个器官中,为
自身生长发育所需外,大部分的 Na +离子则被运输到叶和托叶细胞的液泡中储存下来。由于花花柴作
为一种泌盐植物,在其叶表面有特殊的泌盐腺和泌盐孔,从而能够将多余的 Na +离子运至泌盐腺、泌盐
孔排出体外[17],调节渗透压以适应外界环境,避免高盐侵害;而另一方面,通过区隔化,把过剩的盐分聚
集在液泡里,既可减少毒害,又可提高渗透压,增加吸水力[18],因而最终导致花器官中的 Na +离子含量
最少。K +离子主要分布在主茎、分枝和花中,主要是因为植物体中的 K +比较活跃,流动性较强,能够从
植株的老组织再分配到较幼嫩的组织。同时,植物中大部分的 K +是在营养生长期间被植物组织吸
收[19],一般是随着植物的生长,朝着生命活动最旺盛的分生组织部位移动,Hall 和 Baker 的研究认为
K +在韧皮部中是最为丰富的阳离子,约占阳离子总量的 80%[20],由于韧皮部中的溶质在植物体内能够
在向顶端输送的同时也能够向基部输送,这就使得 K +能够进行长距离的输送[21]。由于主茎作为运输
器官,同时具有木质部和韧皮部,K +主要通过韧皮部运输[22],而分枝则在花花柴的整个生长过程中,细
胞处于不断的分裂和分化状态,属于幼嫩组织,而花作为生殖器官,到了 8、9 月,花花柴进入生殖生长阶
段,对 K +的需求量高,因而 K +离子含量在这三个器官中也就相对较多。
4 结 论
4. 1 五块样地花花柴植株中 Na +和 K +含量变化趋势虽然在各器官中不尽相同,但整体上随着季节推
迟呈现一定规律的动态变化:花花柴各器官中 Na +含量总体呈现上升趋势,而 K +含量呈下降趋势,无
论在土壤还是植株器官中 Na +、K +呈现出相反的变化趋势,这说明 Na +、K +之间的确存在“拮抗作用”。
4. 2 五块样地花花柴主茎和花对 Na +的吸收具有稳定性,叶对于 K +的吸收也同样具有稳定性,而花
器官对于 K +的吸收则受到环境的影响比较大。
4. 3 五块样地花花柴植株中,Na +离子主要分布在托叶和叶中,而 K +离子则分布在主茎、分枝和花中。
这与花花柴作为泌盐盐生植物长期生长在恶劣环境中,因而逐渐适应了周围的环境有着必然的联系。
通过叶和托叶当中的泌盐腺或泌盐孔将过多的盐分排出体外,使得生殖器官中积累少量的盐分,这样有
助于花花柴更好的生长和繁殖,对繁衍后代有重大的意义。
研究表明花花柴不同器官对环境中 Na +、K +离子的敏感程度不同,在不同盐碱荒地花花柴植物群
落中,Na +、K +离子在花花柴体内的分布格局也是不一样的,这体现了植物与环境互作关系的复杂性。
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