干旱胁迫对红掌土壤水势的影响

1、干旱胁迫对红掌土壤水势的影响摘要：基于红掌性喜温热多湿而又排水良好的环境的特性，干旱是一个最具威胁的逆境。干 旱对植物的伤害极大，主要表现在植物各部位间水分重新分配、膜受损伤、光合作用减弱、 渗透势下降等方面。1本次实验以红掌（火焰）为材料，在培养条件：光周期12/12h，温度 25/18C，光强6200Lx培养正常灌溉。一部分连续七天不灌溉处理之下进行实验，然后用 HR-33T露点微伏仪对干旱胁迫及正常灌水条件下的红掌的渗透势进行了测定。结果表明， 与正常条件相比，在干旱胁迫下，红掌的土壤低于正常培养条件下的水势，且有很大下降， 说明干旱胁迫对植物水势有很大不良影响，并且影响了红掌的正常生长

2、。关键词：干旱胁迫、水势、露点微伏仪、红掌前言：红掌（Anthurium ndraeanum ）,性喜温热多湿而又排水良好的环境， 怕干旱和强光暴晒。其适宜生长昼温为2632C，夜温为2132C，光强以 1600020000 lx为宜，空气相对湿度（RH）以70%80%为佳。能忍受的最高温为 35C，可忍受的低温为14C。其株高一般为5080cm，因品种而异。水是植物生长的一个重要限制因子，干旱胁迫是植物逆境最普遍的形式： 其危害程度相当于其它所有自然灾害之和。2在干旱胁迫条件下，植物会产 生一系列的生理变化。对于红掌而言，由于其喜温热多湿而又排水良好的 环境，干旱对于红掌而言也是一个很具威胁

3、的逆境。3干旱对其的伤害极大，主要表现在植物各部位间水分重新分配、膜受损伤、光合作用减弱、 渗透势下降等方面。本实验将水含量作为红掌生长的唯一变量，通过对红 掌水势变化考察干旱胁迫对于植物生长的影响。水对于植物而言是至关重要的生理、生态因素，其生理作用为：水是 原生质（细胞）的主要组分；水直接参与植物体内重要的代谢过程（光合 等）；水是物质吸收、运输的良好介质；水保持植物的固有姿态；细胞的分 裂和生长需要足够的水。生态作用为：调节植物体温；水对可见光有良好 的通透性；水可调节植物的生存环境，改变植物的生态类型。水势是指在温度压力不变的条件下，体系中水和纯水之间每偏克分子 体积水的化学势（自由能

4、）差，它是植物水分状况的重要参数。水势的测定 方法可分为三大类，即液相平衡法（包括小液流法、重量法测水势，质壁分离法 测渗透势）、压力平衡法（压力室法测水势），以及气相平衡法，气象平衡法包括 热电偶湿度计法、露点法等。气相平衡法能广泛用于各种植物叶片水势和渗透势 的测定，所需样品量极少、测量精度高，是近年来发展起来的一类较好的植物水 势及其组分的测定技术。HR-33T露点微伏计是一个内含电子系统的，通过热电偶传感器来专门 测量水势的仪器。它包含有在露点温度下自动维持热电偶结点温度的持续 感应与控制电路，以露点方式进行工作；但它也可以以湿球方式进行工作。1.材料与方法1.1材料盆栽红掌（火焰）1

5、.2所用仪器HR-33露点微伏压计、传感器、烧杯、电极1.3方法1.3.1材料处理将从农科院园艺所温室中购买的红掌（火焰）放置在植物生理实验室的实验 台上，对照组培养条件：正常灌水，自然光周期约为10/14小时，温度：23/15C， 光强6800Lx；实验组培养条件：连续7天不灌水，光周期为12/12小时，温度 为23/15C光强6800/0Lux。培养12-13小时后进行测定。1.3.2叶片水势的测定离体测定法：于5月17日晚6点，将探头插入土壤中，用于18日不同时间的测 定。测定时，将露点微伏仪的检测接头插入土壤中，检测接头插入土壤的4-5cm 处，然后将样品室与仪器连接，测定平衡后的样品

6、的 V数，除以-7.5p V/MPa 则为以MPa为单位的水势值。分别测出实验组与对照组的水势，并计算出以MPa为单位的水势值。2结果与分析2.1结果2.1数据记录在不同温度下测定时，同时记录下测定时探头的温度（20C），按照下列公 式把所有测定数校正为25C的测定值。校正读数二实际测定读数/（0.325+0.027T）表1：红掌叶片水势电势差V）土壤水势（MPa）处理组4.50-0.69Ck1.20-0.182.2分析植物水势的组成W w=W s + w m+w p + w g式中W为总水势，W s为溶质势 或渗透势，W g为重力势。植物叶片W w的常规取值为-1.5MPa-0.3MPa。从

7、实验结果所得数据表明，对照组的土壤水势为-0.69MPa ,干旱处理的土 壤水势为-0.18MPa，即干旱处理的红掌土壤水势远低于正常处理的土壤水势。 3讨论3.1水势说明植物水势的组成W =W s + w m+w +W g式中W为总水势，W s为溶质势 或渗透势，W m为衬质势，W P为压力势，W g为重力势。渗透势是因溶质的存 在而使水势下降的数值，恒为负值。Wp :压力势，由于细胞吸水膨胀使细胞壁对原生质产生的压力而引起的水 势增加值。一般情况下，压力势为正值；质壁分离时，压力势为零；剧烈蒸腾时， 压力势为负值草本植物白天的压力势0.30.5Mpa，晚上可达15Mpa，只有中午 蒸腾失水

8、强烈时，压力势会等于0。Wm :衬质势，由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的 水势降低值。恒为负值。未形成液泡的细胞有一定的衬质势（如干燥种子的可达 -100MPa），对水分的吸收非常重要，如，吸胀作用，已形成液泡的细胞衬质势很 大，但绝对值很小（趋于零），可忽略不计，故具有液泡的成熟细胞：Ww= Wn + W p。细胞中多种溶质同时存在，其W s是各种溶质的W s的总和。因为W S的绝 对值与单位体积中的粒子数成正比，所以大分子（如淀粉）水解为小分子（如蔗 糖）时，分子数增加，W s下降，机理在植物体渗透调节中常起作用。3.2水势降低原因分析红掌水势降低的原因，可由以下几个方

9、面来分析：干旱胁迫下植物为了适应缺水环境能积累更多的脯氨酸，从而大幅度 降低水势，增强渗透调控能力，提高细胞原生质胶体的保水力，因而具有 更强的抗干旱伤害的能力。4通常情况下，植物组织内含水量高低可以反映细胞代谢活性的强弱， 干旱胁迫下幼苗降低体内水分含量和自由水含量，增加束缚水含量，有利 于其降低体内细胞代谢活性，提高细胞原生质胶体保水力，增强细胞原生 质胶体结构稳定性，从而进一步提高细胞对低温胁迫的耐受性，避免代谢 紊乱，极大地增强幼苗对干旱胁迫的抵抗力。5MDA含量的大幅度增加，表明细胞膜脂过氧化作用加剧，细胞膜受到了 严重的损伤和破坏。此值含量的增加，说明红掌受干旱胁迫的影响使质膜 受

10、损，其生长因子受到破坏，各项生理过程减慢或者受损，水势降低就是 其中一个重要的指标.本实验测得的红掌干旱条件下土壤的的渗透势为-0.69 MPa，对于-1.5MPa -0.3MPa的范围内并不是很小，相对于烟草、小麦等不耐旱的植物而言，红掌是 一种相对较耐干旱的植物。红掌根系发达而深扎、根冠比大，因而能有效地吸收 利用土壤中的水分，以维持植物体内的水分平衡。同时，红掌叶片气孔多而小， 叶表面蜡质层厚，能减少水分的丢失，叶脉较密、输导组织发达，能增强植物对 水分的吸收和运输。这些特性都有利于红掌耐旱。通过本实验，并且加之梯度实验，可对红掌耐旱性有很好的了解，同 时可优化红掌生长的水环境，有利于红掌的生长培育。参考文献1孙国荣，张睿，姜丽芬.干旱胁迫下白桦（Betulaplatyphylla ）实生苗叶 片的水分代谢与部分渗透调节物质的变化J.植物研究，2001, 21(3): 413-415.汤章城.植物的抗逆性和节水栽培J.植物生理学通讯，1997(6): 473-478.孙存华，李扬，杜伟，等.干旱胁迫下藜的光合特性研究J.植物研究，2007, 27(6): 715-