设施栽培岗位

王世平

  植物中钙缺乏机理的研究是困扰了人们一百多年的问题，植物从土壤中吸收的钙减少，钙从根系向茎、叶和果实的运输过程中受到抑制，钙在树体不同部位的分配差异导致植株表现出各种生理性病害等，因此钙缺乏症不是由单一因素引起的，是由特定部位和细胞中低钙浓度的综合机制所导致的。3年生无核白葡萄进行缺钙处理，收集了全年的处理和对照样品，进入样品的测定与结果分析。

  1　材料准备和钙浓度设定

  （1）材料准备

  将基质珍珠岩用清水反复冲洗后，用超纯水冲洗三次，用于培养一年生无核白葡萄幼苗。4月1日，将无核白葡萄苗根系用超纯水清洗干净后浸泡两天，浸泡过程中保持通入空气。4月4日，将无核白苗种入2L花盆，连接上循环灌溉系统，分别配置处理和对照的营养液，设定为每4 h 打开20 min。恢复培养实验为：在缺钙的植株表现出即将死亡的症状时将营养液更改为全素，培养方法同前面一样。

  （2）营养液配方

  霍格蓝氏营养液全素营养液为对照，不含Ca2+的营养液为处理。其中营养液包含：15 mM N，1 mMP, 6 mM K, 4 mM Ca, 2 mM Mg, 2mM S, 0.11 mM Fe, 0.05m M B, 0.01mM Mn, 0.77μM Zn, 0.31μM Cu,0.1μM Mo。

  2　缺钙对树体的影响

  （1）新梢长度、粗度显著大于缺钙植株的新梢长度

  培养52天时，对照的新梢长度达到201.20cm，而缺钙植株的新梢长度仅为81.12cm；缺钙的新梢粗度为仅为6.87mm，而对照的新梢粗度达到8.37mm。说明缺钙抑制无核白植株的新梢生长和加粗（图1）。

  （2）缺钙培养对无核白葡萄光合日变化的影响

  缺钙对无核白葡萄的光合日变化的影响较大，除了胞间二氧化碳浓度，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率三者之间均有显著性变化（图2）。缺钙时植株的净光合速率为“双峰”曲线，峰值出现在上午9点和下午13点，而对照植株的光合日变化为“单峰”曲线，峰值出现在中午11点（图2A）。净光合速率除了上午9点缺钙植株的大于对照外，其余时间均为对照植株显著大于缺钙植株。

  对照植株的气孔导度在上午11点最大，与缺钙植株恰巧相反，缺钙植株在此时的气孔导度为全天最低值。两个处理的气孔导度在白天差异较大，在早7点和晚17点时趋近（图2C）。

  缺钙对植株蒸腾速率的影响如图2D，缺钙植株白天的蒸腾速率变化不大，趋势平缓，而对照植株的蒸腾速率呈现出一个“单峰”曲线，在上午11点时达到峰值，表明缺钙强烈抑制植株的蒸腾速率。缺钙对植株胞间二氧化碳浓度变化的影响不大，两个处理均呈现“V”字形（图2B），两个曲线变化趋势相似，在上午11点前对照植株大于缺钙植株，11点二者达到最低值，15点后缺钙植株的胞间二氧化碳值大于对照植株。

  （3）缺钙对叶片栅栏组织的影响

  叶片由上表皮细胞，下表皮细胞，栅栏组织，海绵组织和维管束组成。缺钙时叶脉维管束的发育受到严重影响，缺钙24天时，叶片上表皮，下表皮和海绵组织厚度和叶片厚度与对照相比分别增加了34%、10% 、78%和18%，而栅栏组织厚度减少了26%。52天时，叶片上表皮，下表皮和海绵组织厚度和叶片厚度与对照相比分别增加了33%、2%、67%和20%，而栅栏组织厚度减少了11%。因此，缺钙时叶片变厚主要是由上表皮和海绵组织加厚引起的。有趣的是，叶绿体主要位于栅栏组织中，缺钙时叶片栅栏组织厚度减少可能是导致叶绿体数量减少的一个原因。从图3中可看出，对照叶片的栅栏组织和海绵组织中红色部分较多说明细胞木质化严重，细胞功能可能被影响。叶绿体主要集中于叶肉细胞的栅栏组织中，紧贴细胞膜。缺钙24天时，叶绿体的数量减少，叶绿体膜裂解，引起细胞器混乱，导致细胞质基质渗漏。缺钙52天时，细胞内叶绿体排列更加混乱，除了叶绿体上大的淀粉粒外，类囊体等其他结构退化。此外，缺钙24天时，叶绿体的体积减小，淀粉粒也减小，但线粒体结构完整。