碱化对植物生理生态特征的影响

李翠祥

摘要：植物是自然界中不可缺少的一部分，其繁殖、发育、生长与环境条件存在密切关系。若所处的环境为逆境，为了适应特殊生长情况，植物的生理、生化指标会以定向形式出现变化，出现变化的还有外在形态特征。在人类耕种面积不断增加的背景下，土地盐碱化成为威胁植物生态环境的重要因素。在不同盐碱条件下，植物的生理、形态特征将出现多样化的变化。本文主要探讨碱化对植物生理生态特征的影响。

关键词：碱化;植物生理;生态

伴随世界人口数量不断增加，人类耕种给土壤带来了不良影响，尤其使其土壤的盐碱化。碱化是指可溶性盐在某种溶液中占据较大比重，大大提升了交换性钠的含量，其他阳离子则出现降低情况。碱化会给生态环境带来消极影响，影响自然界中植物生长。以亚麻这种植物为例，如使其处在碱胁迫条件下，会降低植物叶片中叶绿素含量，导致其根系不能正常发育，难以吸收土壤中的矿物质。根据科学研究发现，若植物处在盐碱胁迫情况，盐碱浓度与其内游离脯氨酸含量成正相关关系，以更好地抵抗或适应逆境。

一、影响植物生长机理，阻碍生长代谢

在土壤碱化后，受物理性质影响，植物根部很难有效呼吸，导致其植物生长机理受影响。在碱化后，土壤呈板结、黏重形态，透气性变差、孔隙度降低，很难支持氧气大量进入，而二氧化碳浓度不断提高，植株根部压力较大。在较短时间内，植物根部呼吸速率无法达到正常水准;在长期状态下，由于环境缺乏氧气，乙醇会在根部累积，出现中毒现象，导致根部无法正常吸水，影响生存。若处于pH过高的土壤环境，植物根系表层的纤维素会被腐蚀，影响其存活。在被盐碱化阶段，植物初期会出现气孔膨压丧失，甚至关闭现象。根据研究发现，若气孔导度、细胞二氧化碳浓度下降，是由于碱化程度加深的原因，植物缺少光合作用的底物，阻碍了光合作用发生。同时，在土壤中充斥大量盐分时，植物会分解细胞中大量的蛋白质。受蛋白质情况变化影响，原本处于正常的叶绿机体结构会逐步解体、崩溃，内部的类囊体膜会遭到破坏，植物将无法正常传递电子、吸收和转化光能，甚至都不能正常碳同化，极大程度上降低了植物的生长速度，植株外部形态生长速度减缓。在植物合成叶绿素的过程中，镁离子发挥着重要作用，其还是扮演着诸多重要酶的辅因子角色。碱化土地中拥有高含量的钠离子，植物很难持续保持离子平衡状态，大大降低了镁离子的活性，导致植物内部无法高效地合成叶绿素，植物很难通过光合作用生长。

二、导致内渗透失衡，出现离子毒害

受碱化土地的影响，植物在生长中将无法保持内渗透平衡，这一影响十分直接。由于碱化土壤中会不断累积盐分，在出现过量情况时，土壤将无法保持较高的渗透势，导致植物根部无法正常提取水分，在严重的情况下，土壤溶液的浓度会高于植物细胞液浓度，使得植物在生理方面出现缺水现象，或导致反吸现象。同时，土壤中长期存在的盐分离子，若植物长期处于类似土壤中，植物会出现离子毒害的表现。在盐碱胁迫环境下，大量钠离子囤积在植物根部，伴随碱化土壤中钠离子不断增加，植物会逐渐出现叶片坏死、植株枯萎现象，受毒害最严重的部分是植物的茎和嫩芽。伴随钠离子、氯离子不断进入，一旦出现过量现象，原本活跃的植物细胞酶活性大大降低，植物很难正常吸收其他离子，保持新陈代谢状态，导致细胞无法维持生理代谢功能。在根系生长的周围区域，若存在高pH现象，会引起大量过磷酸钙离子、镁离子和钙离子大量沉淀，增强了植物吸收离子的难度，不利于吸收大量矿物质维持营养。

三、影响植物基因，渗透性调节物表达量变化

在盐碱胁迫作用下，水稻面临无法正常光合作用、生长迟缓、茎叶变色等问题。面对碱化现象，植物会产生激素一类信号物质，以调控盐碱胁迫，盐碱胁迫程度与植物体内激素含量具有一定相关性。根据研究发现，随着盐碱胁迫不断增强，负责抵御盐碱胁迫的有糖醇、可溶性蛋白、甜菜碱等小分子有机物，使细胞渗透压处在较高水平。对于吉粳78、长白9号两种不同水稻品种，在经过不同浓度的盐碱试验处理后，发现浓度越高叶片脯氨酸含量越高，CK含量低于可溶性糖、甜菜碱、品脯氨酸的含量，使得水稻的HKT基因家族中的表达量出现变化，出现升高现象的有两个基因表达量。由此，碱化会影响光合作用，以及IMP、BADH1、BADH2、P5CS基因的表达量，通过调整盐胁迫试验条件，能够发现水稻植株生长改良的方向，分析渗透调节产物与基因表达量的变化规律。

四、结语

综上，碱化对植物生理生态特征的影响机理存在一定的复杂性，对不同经受碱化的植物类型，由于盐碱胁迫阶段、试验条件不同，以及植物本身基因型不同，其生态特征会出现不同变化，大多会出现叶子枯萎、植株发展缓慢现象，影响水稻作物的基因表達量。

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