室內(nèi)凈化植物的生理特性變化研究

陳漢

摘 要：植物生理生化和生物化學(xué)是揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)、研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。植物在催根及髙濕缺氧環(huán)境環(huán)境下進(jìn)行誘導(dǎo)，植物根系的生理特性和組織器官發(fā)生了特化，形成了特有的形態(tài)特征與生理機(jī)制。通過(guò)下面的試驗(yàn)對(duì)土培與水培植物的各個(gè)生理特性指標(biāo)和根系有較明顯的特化器官的形態(tài)特征的變化進(jìn)行比較，有利于人們正確認(rèn)識(shí)水培植物與水生誘導(dǎo)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：SOD；吊蘭；根系

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1材料

根據(jù)水培篩選實(shí)驗(yàn)的篩選情況，我們選取長(zhǎng)勢(shì)較好的6種能夠凈化室內(nèi)有毒氣體水培花卉：發(fā)財(cái)樹、龍血樹、鵝掌柴、綠蘿、吊蘭、海芋生長(zhǎng)條件一致的幼化每個(gè)品種重新購(gòu)置6株，水培、土培各3株共36株。12個(gè)相同規(guī)格的玻璃容器，作為根系誘導(dǎo)培育設(shè)備。

1.2方法

試驗(yàn)于2017年9月到2018年1月在某科技大學(xué)生態(tài)花圃基地的溫室大棚培育植物，生理生化實(shí)驗(yàn)在園藝實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。植物水培兩周后開始測(cè)定其水培和王培時(shí)的根系生理指標(biāo)，并進(jìn)行水培組和土培組的對(duì)比分析。待6種植物全部長(zhǎng)出水生根，進(jìn)行根系活力、脯氨酸、丙二醛和超氧化歧化酶（SOD）的測(cè)量及根系切片試驗(yàn)。根系切片采用化凍切片法，根系活力用TTC的方法測(cè)量、脯氨酸、丙二醛、超氧化歧化酶（SOD）的測(cè)量方法可參照參考文獻(xiàn)。

2結(jié)論與分析

植物在其全部生長(zhǎng)過(guò)程中，會(huì)不可避免地遇到與其自身要求不吻合的環(huán)境條件，比如水分脅迫、鹽脅迫、溫度脅迫等等。在以上條件下，植物為了防御外部傷害，維持自己正常的生理功能，體內(nèi)相應(yīng)地發(fā)生一系列物質(zhì)代謝上的變化。如根系活力、脯氨酸、丙二醛（MDA）超氧化歧化酶（SOD）及根系形態(tài)的變化。

2.1脯氨酸的含量變化

從室內(nèi)植物的脯氨酸含量變化來(lái)看：6種植物水培后，除龍血樹的脯氨酸含量降低外，其余5種植物的脯氨酸含量均不同程度的升高，其中鵝掌柴的增加量略高于其他。研究表明，植物在水培逆境環(huán)境下，抗逆性強(qiáng)的植物的脯氨酸含量上升得遲而慢：抗逆性弱的植物的脯氨酸水平則會(huì)快速而大量上升。試驗(yàn)結(jié)果表明龍血樹對(duì)于水生環(huán)境逆境抗性較強(qiáng)，易水培且存活率較高。

2.2根系活力的變化

TTC還原量代表了脫氨酶的活性，其一般作為根系活力的指標(biāo)。6種植物水培過(guò)程中四氮唑還原強(qiáng)度都不同程度的得到了增強(qiáng)，這表示在水培逆境下，植物的根系活力變大了。相比而言發(fā)財(cái)樹的根系活力變化最大，相反鵝掌柴變化最小。水培后根系都具有較高的根活性，在水中能夠正常生長(zhǎng)。

2.3水培后根系組織結(jié)構(gòu)差異

通過(guò)對(duì)比這6種室內(nèi)植物水培前后根系的形態(tài)變化可以看出，室內(nèi)植物的陸生根與水生根在根系結(jié)構(gòu)的變化上有相似之處同時(shí)也存在著差異。通過(guò)4X顯微鏡觀察可以發(fā)現(xiàn)，土培根系周圍較為光滑，細(xì)胞排列緊湊，各部分結(jié)構(gòu)完整，能明顯區(qū)分開外皮層、皮層薄壁組織細(xì)胞、初皮部、木質(zhì)部等結(jié)構(gòu)；而水培之后的水生根的根部細(xì)胞的生長(zhǎng)則顯著受細(xì)胞水分的脅迫的影響，其根呈肉質(zhì)、膨大、中柱大、皮層細(xì)胞小，產(chǎn)生具有薄壁組織的不定根根系，并且根系周圍較為粗糙，擁有非常發(fā)達(dá)的通氣組織，是植物薄壁組織內(nèi)一些氣室或空腔的集合。水培后的木本植物的木質(zhì)部退化明盈，且形成明顯凱氏帶結(jié)構(gòu)。植物對(duì)水生厭氧環(huán)境環(huán)境的適應(yīng)，必然導(dǎo)致其在形態(tài)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的變化。

3討論

植物養(yǎng)分的重要吸收器官就是植物的根系，同時(shí)其又是許多物質(zhì)轉(zhuǎn)化、變化以及合成的器官。植物個(gè)體的生長(zhǎng)情況、營(yíng)養(yǎng)水平和產(chǎn)量水平都會(huì)受到植物根系的生長(zhǎng)情況和活動(dòng)能力的影響。把植物進(jìn)行水培后，由于水中溶解氧的含量極低，僅僅從水中獲取氧氣是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需通過(guò)水生根的通氣性，把暴露于空氣中的根系與植物地上部分所吸收的氧氣全部輸送至浸于水中的水生根系，進(jìn)而滿足水生根對(duì)氧氣的需求。由于植物水分、氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)充足，進(jìn)而適應(yīng)水中高濕缺氧的環(huán)境，許多白色的水生根在根部長(zhǎng)出，新產(chǎn)生的水生根根徑小、根系較長(zhǎng)、皮層細(xì)胞層數(shù)變、細(xì)胞間隙增大、老根漸漸腐爛，新根代替老根進(jìn)行原來(lái)的功能，吸收植物所需要的水分和養(yǎng)分。水生根在自然光照條件下皮層細(xì)胞能形成葉綠體進(jìn)行光合作用而放出氧氣，為根系輸送能量、氧氣及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)，生活在高濕缺氧環(huán)境中的植物根系表皮層內(nèi)一般都會(huì)形成類似于水稻的通氣組織。通過(guò)試驗(yàn)我們觀察發(fā)現(xiàn)在發(fā)財(cái)樹、龍血樹、鵝掌柴、綠蘿、吊蘭、海芋，根內(nèi)都形成較發(fā)達(dá)的通氣組織通過(guò)凈化室內(nèi)植物的生理生化試驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，水培環(huán)境對(duì)植物的生理特性有明顯的影響。植物水培后，在脯氨酸方面：除龍血樹的脯氨酸含量降低外，其余5種植物的脯氨酸含量均不同程度的升高，且鵝掌柴的增加量略高于其他。這表明了龍血樹相對(duì)于其它5種植物對(duì)于水生環(huán)境逆境具有較強(qiáng)抗性，易水培且存活率較高；在丙二醛方面：海芋、吊蘭的丙二醛含量分別增加了0.118umol/g、0.021umol/g，其余4種植物均有不同程度降低。這表明了海芋、吊蘭的根系對(duì)靜水條件的適應(yīng)性相較其它花卉較弱，而在水生厭氧脅迫逆境下，對(duì)海芋、吊蘭傷害較其它花巧更大：在超氧化歧化酶（SOD）方面：龍血樹的超氧化歧化酶（SOD）活性降低了0.15u/g，吊蘭、海芋、綠蘿、鶴掌柴、發(fā)財(cái)樹的超氧化物歧化酶（SOD）指標(biāo)都不同程度增加，其中鵝掌柴的SOD活性最為明顯，這表明鶴掌柴能有效清除氧自由基，易水培成功，發(fā)財(cái)樹、綠蘿、海芋、吊蘭較好清除氧自由基，龍血樹不能夠有效清除氧自由基，水培起來(lái)相較其余幾種較為困難；在根系活力方面：水培環(huán)境下6種植物的根系四氮唑還原強(qiáng)度都得到了增強(qiáng)，這說(shuō)明在水培逆境下植物的根系活力會(huì)變大。相比而言發(fā)財(cái)樹根系活力變化最大，鵝掌柴根系活力變化最小；在根系切片方面：發(fā)現(xiàn)土培植物的根系組織非常致密，植物水培后產(chǎn)生了具有薄壁組織的不定根根系，水生根擁有發(fā)達(dá)的通氣組織。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李風(fēng)童，包建忠，劉春貴，等.不同根系類型花卉水生根誘導(dǎo)技術(shù)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué).2012（12）

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