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钙是植物生长的必需营养元素,在植物生长中有着重要的功能。植物对钙环境的适应机制是一个十分复杂的过程,它关系到植物生长发育的各个环节。因此,研究植物对喀斯特地区高钙环境的适应方式,揭示西南喀斯特地区植物对高钙环境的生理生态适应机制,对喀斯特地区的群落生态学发展、植被迅速恢复、生态重建有着重要意义。 本研究采用控制试验与实验分析相结合的方法,在5种钙浓度(5、35、70、150、300 mmol·L-1)条件下对狗骨木和南酸枣2种典型岩溶植物进行培植试验,研究上述植物幼苗在各种钙浓度下的光合特性、酶活性、营养元素含量等生理及生长性状,探讨其对高钙环境的适应方式。主要结果如下: 1、增加钙离子浓度,狗骨木和南酸枣的生长受到抑制,并且抑制程度随钙离子浓度的升高而加剧,在高钙离子浓度下植株生长不良。由于钙离子浓度增大植物所受胁迫加剧,导致植物养分的向上传输受阻,使狗骨木和南酸枣叶的生物量比重均随钙离子浓度增大而下降。 2、狗骨木和南酸枣在150 mmol·L-1的钙离子浓度下植株有着较大的光合日变化速率,对应的荧光参数Fv/Fo、Fv/Fm、qP也处于较高水平,这说明在一定的钙浓度对于狗骨木和南酸枣的光合能力有促进作用。在高钙浓度下,狗骨木和南酸枣叶绿素含量均减少。 3、随着环境中钙离子浓度的上升,狗骨木和南酸枣的CAT(过氧化氢酶)、SOD(超氧化物歧化酶)、MDA(丙二醛)活性和可溶性糖含量变化无明显规律,但是在300 mmol·L-1时则对叶片细胞产生了毒害作用。由于长期的胁迫培养导致植物对不同的钙环境产生了适应性,且在高钙浓度下破坏了植物酶系统代谢而导致植物的酶活性变化异常。 4、不同钙离子环境对狗骨木和南酸枣营养元素的吸收存在显著影响。在不同钙离子浓度的长期培养下,2种植物的N、P、K、Ca、Mg元素在植物体内的分布基本为叶>根>枝,叶和根对各元素的积累均显著高于枝。除了在150 mmol·L-1外,随着钙离子浓度的上升,植物对C、N、P、K、Mg的吸收(积累)越来越少,150 mmol·L-1条件下则较高,这表明高钙对狗骨木和南酸枣对于营养元素的吸收有明显的抑制作用,但一定钙离子浓度下反而有利于植物的生长。 5、两种植物在5 mmol·L-1模拟普通的酸性土和150 mmol·L-1模拟石灰土的钙离子浓度下各项生理指标处于较高水平,反映出狗骨木和南酸枣在普通的酸性土壤和石灰土环境中表现出较好的适应性。而2种典型岩溶植物在300 mmol·L-1的高钙离子浓度下受到了明显的胁迫,导致植物的对生长、营养吸收和光合能力的下降。对比两种植物,狗骨木较南酸枣在高钙浓度下有着更好的适应性。