植物钙素生理功能论文

2022-04-18

【摘要】目的:观察补肾活血汤联合补钙剂口服治疗老年性骨质疏松症的临床疗效。方法:将156例老年性骨质疏松症患者随机分为治疗组和对照组,每组78例。2组均给予口服钙尔奇D3基础治疗,对照组在基础治疗基础上口服阿仑膦酸钠片,治疗组在基础治疗基础上口服补肾活血汤。2组均治疗3个月,随访6个月。今天小编为大家推荐《植物钙素生理功能论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

植物钙素生理功能论文 篇1:

钙在园林植物生理代谢中的作用

摘要:钙作为一种大量的营养元素,在园林植物上的应用十分广泛。综述了近年来园林植物钙素生理的研究进展,主要包括园林植物钙素的存在形式,钙的生理功能,钙对果实品质的影响等。

关键词:钙;园林植物;生理代谢

钙是一种根重要的矿质元素,是植物生长发育的必需营养元素之一,在植物生理活动中,既起着结构成分的作用,也具有酶的辅助因素功能,它能维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的稳定性,参与细胞内各种生长发育的调控作用。由于钙在土壤中含量比较丰富,一向不被人们所重视。近年来,随着园林植物钙调素的发现与研究的深入,钙与园林植物的生理关系也逐渐引起人们的关注。本文就近年来钙素在园林植物生理代谢中的作用研究进展进行综述。

一、钙在细胞中的存在形式

植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子,钙离子无色、无磁性,并且不参加任何氧化还原反应。钙在细胞中以多种形式存在,当细胞中的钙含量在0.1-10 mmol/L时,可分为游离钙、结合钙和贮存钙。不同形态的钙具有不同的生理功能。钙主要存在于叶子或老的器官和组织中,它是一个比较不易移动的元素。

二、钙在植物体内的功能

(一)钙对细胞壁结构和功能的影响

细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶3种多糖组成,电镜观察证实钙与细胞壁中果胶酸形成果胶酸钙,保护细胞中胶层结构。当钙在树体内以果胶酸钙形态存在时,是细胞壁和细胞间层的组成部分,它使相邻细胞相互联结,增大细胞的坚韧性。大量研究表明,钙在维持植物细胞的结构稳定性中起重要作用。

(二)钙对细胞膜结构和功能的影响

钙可维持细胞膜的完整与稳定。细胞膜和液胞膜均是蛋白质和脂肪构成,而钙又能影响膜磷脂和膜蛋白在细胞膜内表面的排布,进而维持了膜结构的稳定性。钙还能减低膜的透性,改变膜对离子的选择性和亲和性,对一些破坏膜完整性的因素有拮抗作用。细胞中钙可分为几个钙库,处于动态平衡中,它们调节细胞外的离子环境与质膜结构和功能,当钙库平衡失调时,则会发生代谢失调,引起生理病害。

(三)钙对细胞内酶活性的调控作用

在植物细胞内,钙离子作为第二信使与钙调素结合形成ca2+一钙调素复合物,可活化NA激酶、环式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等;参与多种代谢活动。其机理为:当植物体细胞受到外界环境的刺激时,可引起细胞质游离ca2+的增加,随后ca2+便与CaM结合而活化,作用于一些生理生化反应的位点上,将刺激的信息转化为具体的生化反应。缺钙会造成果实对各种体外刺激反应迟钝,导致生理病害的发生。

三、钙对植物激素作用的影响

植物激素的生理作用十分广泛,对园林植物生长发育的许多生理生化过程都有调节控制作用。经研究表明,植物激素的这些作用与钙素有关。

钙对植物内源激素的调节功能起着修饰作用,钙对激素的反应不仅有放大的作用,而且在某些方面也有缩小作用。目前已知,外源高浓度ca2+抑制乙烯生成,延缓衰老:胞质内ca2+增加,促成乙烯生成,加速衰老。钙对乙烯的生成影响较为复杂,这可能与乙烯的生成遭受的影响因素复杂有关。

钙对生长素运输的影响体现在生长素的结合位点上,第一结合位点位于细胞膜上,这个结合位点可被其它二价阳离子所替代,而第二结合位点直接参与生长素的分泌,可能引起第二信使的使用。这个结合位点对钙具有专一性。

其它植物激素与钙关系也根密切。如苹果喷施激动索可促使ca向成熟叶片中移动。其作用机制有人认为可能是延迟了叶片衰老,或提高了叶片的蒸腾强度。

四、钙与果实品质的关系

钙是决定果实品质的一种重要矿质营养元素。果实中的钙有两种存在形式,即非原生质体钙和原生质体钙,前者与果实的强度有关,在细胞中起骨架作用:后者与细胞膜的韧性有关。

(一)钙与果实采后生理病害

许多果实的生理失调症状与缺钙有密切的关系,研究表明。缺钙时,细胞的功能减弱,细胞膜的流动性和透性发生改变,中胶层中钙与果胶的连结被破坏,进而影响细胞之间的黏结性,使组织衰老或坏死。许多果实采后,随着贮藏时间的增加,成熟度会提高,而细胞壁的果胶会降解,水溶性钙含量提高,这样就使细胞壁上结合的钙大量减少,以致细胞壁区域与细胞质内的浓度差受到破坏,这对维持细胞功能和延缓衰老非常不利,导致缺钙产生的病害加剧。

采前或采后钙处理对防止或是减轻生理病害的发生起到良好的作用,钙提高果实抵抗力的机理可能是:(1)钙促进伤口木栓化。(2)钙离子与细胞壁中的果胶结合,维持细胞膜结构,减少细胞壁的透性,防止果实软化,从而提高果实抗性。

(二)钙与果实的储藏关系

钙对果实成熟衰老的调控作用已有相关研究。许多试验表明,果实组织中维持较高的钙素水平,可以保持果实硬度,降低呼吸速率,抑制乙烯的生成,延长果实的贮藏寿命,提高果实的品质。用cac12处理采后荔枝表明,一定浓度中的钙果实中果胶酶,多聚半乳糖酸活性发生作用,推迟这种酶活性高峰的来临,从而延迟果实的衰老。经钙处理的梨和水蜜桃、柑橘、杨梅、猕猴桃、苹果均能改善果实品质,延长贮藏期。

(三)果实增钙措施

许多研究表明,果实内钙含量的增加,可以明显降低果实贮藏期的呼吸强度,提高抗寒能力。通常生产实践中,采用采前或采后钙处理,这样对防治或减轻生理病害发生起到很好的效果。生产实践证明,给苹果树补钙可有效促进果实着色和果面蜡质形成,减轻病虫害的发生,大大提高果品质量。

五、总结和展望

综上所述,钙在园林植物生理代谢中的作用是多方面的。随着近年来植物钙调素研究的逐渐深入,从细胞和分子水平来探讨钙的作用机制,对钙与园林植物生理代谢的影响有着十分重要的意义,随着钙素研究的深入进行,这些成果必将丰富钙素营养的理论和实践,对园林植物的生产具有重大的指导作用。

作者:赵红梅 常 勇

植物钙素生理功能论文 篇2:

补肾活血汤联合补钙剂口服治疗老年性骨质疏松症临床观察

【摘 要】目的:观察补肾活血汤联合补钙剂口服治疗老年性骨质疏松症的临床疗效。方法:将156例老年性骨质疏松症患者随机分为治疗组和对照组,每组78例。2组均给予口服钙尔奇D3基础治疗,对照组在基础治疗基础上口服阿仑膦酸钠片,治疗组在基础治疗基础上口服补肾活血汤。2组均治疗3个月,随访6个月。记录治疗后6个月2组患者的骨质状态、生理状态以及出现的不良反应,比较2组患者的视觉模拟评分法(VAS)评分、骨密度以及骨代谢指标。结果:治疗后6个月,2组VAS评分较治疗前下降(P < 0.05),且治疗组下降程度优于对照组(P < 0.05)。2组腰椎骨密度较治疗前均明显升高(P < 0.05),治疗组高于对照组,但差异无统计学意义(P>0.05)。骨代谢生化指标显示,2组治疗后血清骨钙素、Ⅰ型原胶原N-端前肽、Ⅰ型胶原交联C-末端肽均较治疗前改善,且治疗组改善程度优于对照组,2组比较,差异有统计学意义(P < 0.05)。结论:采用补肾活血汤联合钙尔奇口服治疗老年性骨质疏松症能够显著缓解患者临床疼痛症状,增加骨密度含量,改善骨转换,提高患者生活质量。

【关键词】 骨质疏松症;老年性;补肾活血汤;钙尔奇D3;临床疗效

Clinical Observation on the Treatment of Senile Osteoporosis with Bushen Huoxue Tang(补肾活血汤)Combining Calcium Supplement

SHEN Wei,YANG Wei,ZHANG Guan-ya,LI Wen-long

【ABSTRACT】Objective:To observe the clinical effect of Bushen Huoxue Tang(补肾活血汤)combining

with calcium supplement in the treatment of senile osteoporosis.Methods:One hundred and fifty six elderly patients with osteoporosis were randomly divided into a treatment group and a control group,78 cases in each group.The 2 groups were orally given Caltrate D3 as the basic treatment,based on which the control group was orally given alendronate sodium tablets and the treatment group was orally given Bushen Huoxue Tang.The two groups were treated for 3 months and followed up for 6 months.After 6 months of treatment,the bone status,physiological status and adverse reactions of the two groups were recorded and their VAS scores and bone mineral density and bone metabolism indexes were compared.Results:Six months after treatment,the VAS scores of the 2 groups were lower than those before treatment(P < 0.05),and the treatment group was better than the control group(P < 0.05).The lumbar spine bone mineral density of the two groups was significantly higher than before treatment(P < 0.05),and that of the treatment group was higher than the control group,but the difference was not statistically significant(P > 0.05).Biochemical indicators of bone metabolism showed that the BGP,PINP and S-CTX of the 2 groups were improved after treatment,and the improvement of the treatment group was better than that of the control group,the difference between the 2 groups was statistically significant (P < 0.05).Conclusion:In the treatment of senile osteoporosis,Bushen Huoxue Tang combined with Caltrate calcium supplement can significantly relieve clinical symptoms of pain,increase bone density,improve bone turnover,and improve life quality of patients.

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以单位体积内骨量减少、骨组织微观结构退化为病理特征,导致骨折危险性增加的全身性骨代谢性疾病[1]。临床以部位骨折及反复发作的顽固骨痛为主要表现,是较为常见的一种老年性疾病,已成为世界范围内的一个主要健康问题[2]。研究表明,OP发病率已在世界常见病、多发病中跃居第7位[3]。随着我国老龄化加重,发病率逐年增高,已越来越受到重视。此类疾病除了饮食结构钙素摄入不均衡之外,更多的是由于老年人新陈代谢与相关生理机能的下降而引发的钙素吸收障碍,因此有效提高老年人新陈代谢与循环吸收系统水平是预防与治疗OP的根本途径。补肾活血汤是以淫羊藿、杜仲等为主熬制的中药制剂,能够有效促进肾功能的完善,改善包括重吸收在内的人体微生态,进而刺激钙素的吸收与运输。笔者运用补肾活血汤联合钙尔奇口服治疗老年性OP,临床疗效满意,现总结报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料 选取2013年2月至2014年10月在本院门诊就诊的OP患者156例,采用随机数字表法分为治疗组和对照组,每组78例。治疗组男35例,女43例;年龄61~81岁,平均(72.33±8.47)岁;病程1~14年,平均(4.32±2.37)年。对照组男36例,女42例;年龄58~83岁,平均(73.19±7.96)岁;病程0.8~16年,平均(5.34±2.61)年。2组患者在性别、年龄、病程等方面比较,差异无统计学意义(P > 0.05),具有可比性。

1.2 诊断标准 西医诊断标准按照中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病分会制定的《原发性骨质疏松症诊治指南》(2011年版)[4]。中医证候标准按照国家中医药管理局《中医病证诊断疗效标准》[5]制定的肾虚血瘀型标准:①主症:腰脊酸胀疼痛,活动受限,夜间痛甚,腰膝酸软乏力。②次症:精神不振,眩晕耳鸣,视力减退,健忘少寐,肌肤干燥少泽,性功能减退,舌红苔少,或舌淡苔白,或舌暗少苔,有瘀斑,脉沉细或涩。

1.3 纳入标准 ①符合上述诊断标准;②腰椎(L2~4)的平均骨密度T值≤-2.5 SD;③年龄≥58周岁;④自愿参与本研究并签署知情同意书。

1.4 排除标准 ①继发性OP患者;②出现骨折、骨骼畸形者;③存在其他病理性疾病者;④6个月内服用影响骨代谢药物者;⑤存在严重心、肝、肾功能不全者;⑥依从性差者。

2 方 法

2.1 治疗方法 2组均给予基础治疗:采用钙尔奇D3片(惠氏制药有限公司,国药准字H10950029),每次600 mg,每日1次,口服。30 d

为1个疗程,服用3个疗程。

对照组:在基础治疗的基础上,口服阿仑膦酸钠片(杭州默沙东制药有限公司,国药准字J20130085),每次70 mg,每周1次。4周为1个疗程,服用3个疗程。

治疗组:在基础治疗的基础上,给予补肾活血汤(药物组成:桃仁12 g、红花12 g、熟地黄30 g、当归12 g、川芎15 g、丹参12 g、淫羊藿15 g、杜仲15 g、续断15 g、鹿角胶15 g、山萸肉20 g、菟絲子20 g、牛膝15 g、黄芪30 g、山药30 g、延胡索12 g等。置于2 L水内,煎熬至800 mL左右,由本院药剂科提供)治疗,每日1剂,早、晚分服。30 d为1个疗程,连续服用3个疗程。

2.2 观察指标

2.2.1 疼痛视觉模拟评分法(VAS)评分标准[6]

采用疼痛VAS评分对2组患者治疗前、治疗后6个月以及骨骼疼痛感进行评价。无痛,0分;轻度疼痛能忍受,3分以下;疼痛能忍受但睡眠受到影响,4~6分;疼痛强烈且难以忍受,睡眠和食欲均受到影响,7~10分。

2.2.2 骨密度(BMD)测量 采用法国MEDILINK公司生产的数字双能X线骨密度仪(型号MEDIX90)分别于治疗前、治疗后6个月对2组患者正位腰椎(L2~4)的骨密度进行测量。

2.2.3 骨代谢指标检测 分别于治疗前及治疗后

6个月,抽取患者清晨空腹肘静脉血5 mL 分离血清,采用酶联免疫分析法检测血清骨钙素(BGP)、Ⅰ型原胶原N-端前肽(PINP)、Ⅰ型胶原交联C-末端肽(S-CTX)指标水平,试剂盒均购自上海润裕生物科技有限公司,按试剂盒说明书操作执行。

2.2.4 不良反应 治疗后1,3,6个月定期对患者血常规、尿常规及肝肾功能等进行检测,记录治疗期内不良事件。

2.3 统计学方法 采用SPSS 19.0软件进行统计分析。计量资料以表示,治疗前后采用配对t检验,组间比较采用独立样本t检验;计数资料采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

3 结 果

治疗过程中,治疗组因失去联络脱落3例,自愿退出研究2例;对照组因失去联络脱落2例,自愿退出研究4例。其余患者行定期检查,均未见异常,未出现不良事件。

3.1 2组VAS评分比较 治疗后6个月,2组VAS评分较治疗前均降低(P < 0.05);治疗组VAS评分低于对照组(P < 0.05)。见表1。

3.3 2组骨代谢指标比较 治疗后6个月,2组BGP、PINP较治疗前均显著升高(P < 0.05),S-CTX明显下降(P < 0.05);治疗组BGP、PINP、S-CTX与对照组比较,差异有统计学意义(P < 0.05)。见表3。

4 讨 论

OP病因和发病机制比较复杂,老年性OP(Ⅱ型)主要临床表现为慢性疼痛、身长缩短、驼背等,症状明显者严重影响患者生活质量[7]。中医学认为,本病病变在骨,其本在肾。《素问·痿论》曰:“肾主身之骨髓……肾气热,则腰脊不举,骨枯而髓减,发为骨痿。”《素问·逆调论》曰:“肾不生,则髓不能满。”《素问·六节脏象论》曰:“肾者,主蛰,封藏之本,精之处也,其华在发,其充在骨。”《素问·上古天真论》曰:“丈夫……六八阳气衰竭于上,面焦,发须白,七八肝气衰,筋不能动,天癸竭,精少,肾脏衰,形体皆极。八八齿发去。肾者主水,受五脏六腑之精而藏之,故五脏盛乃能泻。”根据中医古籍记载及其临床表现,本病应归属于“痿证”“骨枯”范畴。

老年性OP多因患者五脏皆衰,脏腑功能紊乱,肝肾亏虚,脾胃功能减弱,肾气渐衰,气血和骨髓化源不足,主要表现为脾、肾的功能失调[8]。肾阳虚衰,寒凝血滞,不能充骨生髓,致使骨松不健,肾阴亏损,虚火灼津,津液凝聚脉道等又导致经脉瘀阻,精失所藏,不能养髓。因此,本病治疗当以补肾填精、活血通络为主[9-10]。补肾活血汤着重补肾填精益髓、活血通络止痛,方中淫羊藿、杜仲、菟丝子、鹿角胶等温肾阳补肾气;熟地黄、山萸肉等滋肾阴填精髓;桃仁、红花、川芎、当归、丹参、延胡索、牛膝等活血化瘀,通络止痛;黄芪健脾补气,并助气旺而血行,使诸药补而不滞。

现代医学认为,OP主要病理改变为骨矿物质含量下降,骨应力减低,骨微结构紊乱和破坏[11]。阿仑膦酸钠是破骨细胞抑制剂,属于二膦酸盐类药物,能够减弱破骨细胞介导的骨吸收,其作用机制是选择性吸附于骨质,随破骨细胞的破骨作用而进入细胞内,通过抑制破骨细胞内代谢关键酶而抑制整个细胞的功能[12],从而减少骨吸收。

本研究结果显示,治疗后2组患者的VAS评分显著下降,对照组疼痛平均指数下降比例为30.05%;而治疗组下降幅度达到了33.81%,2组比较,差异有统计学意义(P < 0.05),说明采用补肾活血汤联合钙补充剂能够有效缓解老年患者OP患者骨骼疼痛感。由于本文所选取的案例均不具备骨折、骨骼畸形以及由OP引发的其他疾病(股骨头疾病等),因此在实际的OP患者骨代谢指标测定过程中仅选取了腰椎作为衡量指标。根据测定发现,2组BMD指标呈现出良好的显著提升趋势,提升比例为7.17%(治疗组)与1.41%(对照组),治疗组显著高于对照组,说明采用补肾活血汤联合钙补充剂能够显著提高老年性OP患者的骨密度指标,对于老年性OP有着显著的改善效果,与先前研究结果基本相似[13-15]。

骨密度能够在相对长的时间内保持恒定地反映骨量状况,而骨代谢生化指标可以敏感地反映短期内骨代谢情况。骨代谢包括骨形成及骨吸收两个主要过程。BGP、PINP是反映成骨细胞活性及骨形成的敏感标志物,而S-CTX是评估破骨细胞活性及骨吸收的敏感标志物。

BGP主要由成骨细胞合成和分泌,故血清中骨钙素浓度变化与成骨细胞的活性相关,主要生理功能在于维持骨的正常矿化速率,改善骨转换调节,对促进骨形成具有重要作用,被认为是评估成骨细胞功能的特异性指标[16-17],其含量增加,提示成骨细胞活性及骨形成速率升高。PINP是Ⅰ型前胶原细胞外分解产物,主要反映Ⅰ型胶原的合成速率和骨转换的情况,故被认为是新骨形成的特异性敏感指标[18-19],其含量增加,提示成骨细胞活性及骨形成速率升高。S-CTX是反映Ⅰ型胶原分解特异性及骨吸收特异性指标,其含量越高,提示骨吸收速率越快,骨量丢失越严重[20]。本研究发现,治疗组治疗后较治疗前BGP、PINP均明显上调,S-CTX显著下调;且治疗组较对照组治疗后6个月BGP、PINP、S-CTX含量差异有统计学意义(P < 0.05)。由此可見,补肾活血汤治疗老年性OP可能与其调节骨转换代谢平衡相关。

临床疗效证明,采用补肾活血汤联合钙补充剂治疗老年性OP能够显著缓解患者临床疼痛症状,升高BGP、PINP水平,下调S-CTX水平,促进新骨形成,增加骨密度含量,改善骨转换,显著提高患者生活质量。

5 参考文献

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收稿日期:2016-08-02;修回日期:2016-11-17

作者:沈卫 杨蔚 张冠亚 李文龙

植物钙素生理功能论文 篇3:

钙营养胁迫对加工番茄幼苗营养分配及其生理指标的影响

摘 要:以加工番茄87-5的幼苗为试验材料,设置Hoagland营养液钙浓度分别为0mg/L(不加钙)、160mg/L、320mg/L、640mg/L不同的钙浓度梯度胁迫处理,处理21d后测定其生长状况指标和生理指标。结果表明:不同钙浓度处理下,87-5叶片的氮磷钙含量均高于茎和根,320、640mg/L钙浓度处理下镁含量均降低,640mg/L钙浓度处理下根和茎镁浓度与对照差异显著;320mg/L钙浓度显著提高了加工番茄幼苗的根系活力,640mg/L钙浓度时叶绿素含量比对照显著降低。由此可知,钙浓度亏缺或过剩,均会影响加工番茄根系活力和各器官的钙镁元素分配,导致叶绿素合成减少。

关键词:加工番茄;钙营养胁迫;叶绿素含量

Effects of Calcium Stress on Nutrient Allocation and Physiological Indexes of Processing Tomato Seedlings

LI Xiuxia1 et al.

(1Xinjiang Agricultural Vocational and Technical College, Changji 831100, China)

Key words: Processing tomato; Calcium stress; Chlorophyll content

鈣是植物必需元素之一,是植物组织构造的重要组成成分,对植物的生理发育起着重要作用[1]。钙是细胞膜结构的组分,可稳定细胞膜、细胞壁,保持细胞的完整性,钙将细胞膜表面的磷酸盐、磷酸酯与蛋白质基桥链接起来,提高膜结构的稳定性和疏水性[2]。作为第二信使,钙还能结合在钙调蛋白(CMA)上,对植物体内多种关键酶起活化作用,对细胞代谢有调节作用[3-4]。钙的吸收、转运和储存对植物的生理功能有着重要影响[5],适合的钙浓度才能维持植物正常的生长,钙浓度低或高会均影响植物的生长状况及生理变化。而高浓度的Ca2+是一种细胞毒害剂,若细胞内Ca2+浓度过高,将会与磷酸反应形成沉淀,从而扰乱与磷代谢有关的生理过程或妨碍正常的信号转导,进而影响植物生长[5-6]。

钙元素过剩会抑制植株对镁、铁、锌等元素的吸收,从而引起其他营养元素的缺素现象,如过剩的钙元素抑制植株对铁元素的吸收而出现叶片缺绿[7]。缺钙会降低人参对P的吸收;低浓度的钙促进K吸收,高浓度的钙抑制K的吸收;Mg、Fe及Cu在一定程度与钙存在拮抗作用,高浓度的钙会抑制它们的吸收;高浓度的钙会抑制Zn向人参地上部分运输;钙的多少对人参吸收N、Mn及Al无显著影响[8]。钙营养元素的缺乏会对加工番茄幼苗造成伤害,钙营养胁迫影响加工番茄幼苗光合色素及光合特性[9]。适量的钙能促进植物的光合作用,进而促进植物体内糖分的合成,而缺钙会明显减少植物各器官可溶性糖的含量[10-11]。钙胁迫能够破坏茶树的光合膜结构,植物体中生产活性氧的主要部位是线粒体和叶绿体[12]。

本试验以番茄幼苗为试验材料,研究番茄对不同钙浓度胁迫下的响应,探讨钙胁迫处理下番茄幼苗各器官离子分配特征及生理指标变化之间的关系,以期为番茄科学栽培研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料 试验材料为加工番茄品种特选87-5,对种子进行消毒和催芽,播种育苗(每隔4d浇灌营养液1次)。选取生长良好、大小一致的幼苗植入花盆(盆土采用珍珠岩与蛭石以2∶1混匀作为培育基质,离子含量为0,每盆定植10株)。

1.2 试验设计 不同浓度的钙营养液处理加工番茄幼苗,Hoagland完全营养液中钙浓度梯度分别为0(缺素)、160mg/L(ck)、320mg/L、640mg/L。以上处理分别是在Hoagland完全营养液中加入CO(NH2)2、KHCO3和CaCl2 。10月2日开始营养液处理,将水培盆和基质栽培花盆放在光照强度3000lx的栽培架,每天观察1次,用pH试纸和pH值仪检测水培养液的pH值,用1%盐酸或氯化钠调整至pH5~6。每隔4d浇灌营养液1次,浇灌量2L,营养液浓度一样。处理21d后取样,测定钾、氮、钙、镁和磷离子的含量。

1.3 测定方法 根、茎、叶样品测定:钙、镁离子采用混合消煮原子吸收分光光度法[13],氮的测定采用奈氏比色法[14-15],磷的测定使用矾钼黄比色法[16-17]。叶绿素含量的测定采用丙酮法[18];根系活力测定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)染色法[18]。

1.4 数据处理 试验所有数据作3个重复,用DPS统计软件处理数据,用LSD方法进行方差分析。用Excel 2010软件作图(显著性关系:a,b,c,d;i,j,k,l;q,r,s,t)。

2 结果与分析

2.1 钙营养元素胁迫下加工番茄幼苗不同器官离子吸收动态

2.1.1 氮素 从图1可以看出,钙营养胁迫下叶片中氮素含量逐渐增高,640mg/L处理时最高,无钙处理最低,对照和320mg/L处理之间存在显著性差异(P<0.05)。茎中氮素含量随着钙营养浓度的提高而减少,0(无钙)和对照处理之间无显著性差异(P>0.05)。根中氮素含量不同浓度处理之间无显著性差异(P>0.05)。整体上,叶片氮素含量最高,根最少。

2.1.2 磷离子 从图2可以看出,钙营养胁迫对不同器官磷离子含量的影响比较明显,呈先增高后减少的变化趋势;320mg/L处理各器官磷离子含量最高,0(无钙)和640mg/L处理的最低。叶片中磷离子含量320mg/L处理时最高,640mg/L处理的最低。0(无钙),320mg/L和160mg/L之间无显著性差异(P>0.05)。茎中磷离子含量320mg/L处理时最高,0(无钙),160mg/L和320mg/L处理之间无显著性差异(P>0.05),对照和其他处理之间差异明显。根中磷离子含量变化,与320mg/L相比320mg/L与640mg/L和160mg/L无显著性差异(P>0.05),320与0mg/L处理之间存在显著性差异(P<0.05)。

2.1.1 钾离子 从图3可以看出,钙营养胁迫下加工番茄不同器官钾离子含量变化不同。叶片中钾离子含量在不同浓度处理之间无显著性差异(P>0.05)。茎中对照与相比320mg/L和640mg/L处理之间无显著性差异(P>0.05)。随着钙离子浓度的增加,根中钾离子含量呈先上升后下降的趋势。与160mg/L相比320mg/L处理无显著性差异(P>0.05),0mg/L和640mg/L处理存在显著性差异(P<0.05)。整体上,茎中钾离子含量均高于叶片和根中的,根中最低。

2.1.4 钙离子 从图4可以看出,各处理间,叶片中钙离子含量最高,茎次之,根中钙离子含量最低。160mg/L对照处理的叶片和根中钙离子含量显著性高于其他3个处理,其中,对照根中的钙离子含量比其他3个处理根的高于2倍左右。0mg/L浓度钙处理的各个器官的钙离子含量均低于其他3个处理,根中钙离子含量显著性低于其他处理。

2.1.3 镁离子 从图5可以看出,钙营养胁迫对不同器官镁离子含量的影响比较明显,呈先增高后减少的变化趋势;对照各器官镁离子含量最高,640mg/L处理的最低。叶片中镁离子含量对照处理时最高,640mg/L处理的最低。320mg/L和640mg/L处理之间无显著性差异(P>0.05)。茎中镁离子含量对照处理时最高,0(无钙),320mg/L和640mg/L处理之间无显著性差异(P>0.05),对照和其他处理之间差异明显。根中镁离子含量变化和與叶片相同。

2.2 钙营养胁迫对加工番茄幼苗叶绿素含量的影响 从图6可以看出,随着钙营养胁迫的加重,番茄幼苗叶绿素含量呈先逐渐增强后缓慢下降的变化趋势。钙营养浓度从0(无钙)处理增到320mg/L时,幼苗叶绿素含量显著上升,到320mg/L时其叶绿素含量表现最高。160mg/L和320mg/L之间无显著性差异(P>0.05)。0(无钙)处理、640mg/L与160mg/L处理相比存在显著性差异(P<0.05)。

2.3 钙营养胁迫对加工番茄幼苗根系活力的影响 从图7可以看出,随着钙浓度的增加,加工番茄幼苗根系活力呈先逐渐增高后下降的变化趋势。钙营养浓度从0(无钙)处理增到320mg/L时,幼苗根系活力显著上升,到320mg/L时其根系活力表现最强。各钙浓度处理与160mg/L对照相比有显著性差异(P<0.05)。

3 讨论

钙是植物生长必需的营养元素,是构成细胞壁和细胞膜的重要组分,对于维持细胞结构的稳定性,调节无机离子运输等方面起着至关重要的作用[19]。钙元素对植物吸收矿质元素起促进和抑制作用,与植物品种、栽培环境及钙水平有关,机理较复杂且尚不明确。Ca对叶用莴苣吸收N、P的影响较小,而对K的吸收具有双重作用。一方面,适量的Ca可激活质膜上与离子运输有关的酶(ATP酶等),增强膜上K的渗透,进而促进K的吸收;另一方面,由于植物对K的吸收与根系的生长状况有关系,Ca浓度过高抑制了根系的生长,从而减少了K的吸收[20]。李娟等研究发现,K、Ca、Mg之间存在交互作用,但不是单一的拮抗作用,K对烟草吸收Ca、Mg产生抑制作用,Ca对Mg的吸收产生抑制作用,而Ca对K的吸收具有促进作用[21]。本试验结果显示,钙水平过高或过低均会影响其他元素的吸收。不同钙浓度处理下叶片氮磷钙含量均高于茎和根,320、640mg/L钙浓度处理下镁含量均降低,640mg/L钙浓度处理下根和茎镁浓度与对照差异显著。

付嵘等[22]研究发现,钙浓度过高或过低均会对叶绿体的结构和叶绿素a、叶绿素b等含量有不利影响,从而影响光合作用。本试验推测钙浓度亏缺或过剩均影响加工番茄根系活力和各器官的钙镁元素分配,导致叶绿素合成减少。320mg/L钙浓度处理下显著提高了加工番茄幼苗的根系活力,640mg/L鈣浓度处理下叶绿素含量比对照显著降低。在实际生产中,番茄脐腐病的发病率较高,其发病率与果实钙含量有关[23]。为了防治脐腐病,可使用钙肥减轻病害的发生程度。总之,在农业生产中合理施肥不仅能提高产量,还会降低成本和环境污染,达到绿色生产的效果。

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(责编:张宏民)

作者:李秀霞 努尔麦麦提·艾麦提 齐曼·尤努斯 艾克拜尔·毛拉 陈远良

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