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Ca2+可以防止细胞内K+外渗

洞察深度2025-08-15 22:47:03【汽车保养】3人已围观

简介钾是植物生长必需的营养元素，也是公认的烟草品质元素，但我国植烟土壤供钾不足及烟株钾素利用率低等问题，严重影响着我国烟叶钾含量。由于北方植烟土壤主要以2:1型黏土矿物为主，干湿交替频繁，土壤中钙含量较高

钾是低钾对烟的影植物生长必需的营养元素，也是胁迫下不吸收响公认的烟草品质元素，但我国植烟土壤供钾不足及烟株钾素利用率低等问题，同钙严重影响着我国烟叶钾含量。浓度由于北方植烟土壤主要以2:1型黏土矿物为主，草钾干湿交替频繁，低钾对烟的影土壤中钙含量较高；而南方施用石灰改良土壤酸碱度，胁迫下不吸收响增加了土壤钙含量，同钙导致土壤中Ca²⁺、浓度K⁺等交换性阳离子比例失调，草钾烟草吸收钾困难且烟叶钾含量整体较低。低钾对烟的影因此研究钙对烟草钾吸收的胁迫下不吸收响影响，对提高烟叶钾含量具有重要意义。同钙植株钾吸收与外界钙浓度密切相关且关系十分复杂。浓度有研究发现，草钾高钙处理可以提高烤烟根系和烟叶的钾含量，Ca²⁺可以防止细胞内K⁺外渗，减少根系阳离子流失，有利于K⁺的吸收。然而也有研究表明，土壤有效钙含量与烟叶钾含量呈负相关，钙对钾有一定的拮抗作用，Ca²⁺的存在会与K⁺竞争质膜上的吸收通道，减少植株对钾的吸收。目前关于外界钙浓度对烟草钾吸收的影响研究，多集中在正常钾水平下且两者关系并不十分明确。因此本文以烟草品种K326为研究材料，采用室内水培的方法，通过对烟株进行两种钾水平和不同钙浓度组合处理，探索低钾胁迫下外界钙浓度与烟草钾吸收之间的关系，为钾钙平衡施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与培养

供试材料为烟草品种K326，试验于2019年在河南农业大学烟草行业烟草栽培重点实验室进行。烟草种子催芽后，移栽到装有珍珠岩的小黑盆中，在光照培养箱内培养，每日补充Hoagland完全营养液。培养条件如下：白天温度(28+2)℃，夜间温度(18+2)℃，每日照光14h，光强为4000lx，相对湿度为65％～70％。

1.2 试验处理

当烟苗长至3片真叶时，挑选长势一致的烟苗，于蒸馏水中饥饿处理24h，再分别置于不同钾和钙浓度的营养液中培养12d后，取烟株地上部及根系进行指标测定。试验共设12个处理，包括2个钾水平，分别为常钾(5mmol/L)和低钾(0.15mmol/L)，以及6个钙浓度(0、2、5、7、10、12mmol/L)。试验所用营养液根据Hoagland完全营养溶液改良而成，去除营养液配方中所有钙离子，使用氯化钙调节营养液中钙浓度，调节pH至6.5。7.0。在培养过程中，使用充气泵每El通气2h，每4d更换一次营养液，以保持营养液的成分相对稳定。每处理6个重复。

1.3 测试指标和方法

1.3.1 烟株地上部及根系的物质量

分别取地上部及根系称取鲜质量，105℃杀青15min，80℃烘干，分别测定地上部及根系干质量。

1.3.2 烟株生理特

采用考马斯亮蓝G.250比色法测定叶片及根系中的可溶性蛋白含量；采用TTC(氯化三苯基四氮唑)法测定根系活力。叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用核黄素-NBT法，过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法，过氧化氢酶(CAT)活性测定采用紫外吸收法。

1.3.3 根系钙离子含

采用甲基百里香酚蓝测定法定量检测烟株根系中钙离子含量，根据试剂盒使用步骤测定(试剂盒购自南京建成生物工程研究所)。

1.3.4 根系ATPase活性

根系K⁺-ATPase和Ca²⁺-ATPase活性根据试剂盒使用步骤测定(试剂盒购自南京建成生物工程研究所)。

1.3.5 烟株各部位钾含量

样品烘干研磨粉碎过0.2mm筛后，精确称量0.1000g，采用Immol/L盐酸提取，使用FP6400火焰光度计测定烟株地上部及根系钾含量。

1.4 数据处理

采用Excel2016进行数据整理及作图，运用DPS7.05进行数据统计分析，使用Duncan新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果

2.1 不同钾水平下钙浓度对烟株生长发育的影响

2.1.1 烟株地上部及根系的物质量

如图1所示，常钾水平下烟株地上部及根系的物质量均高于低钾水平。两种钾水平下，随着钙浓度的升高，烟株地上部及根系的物质量均呈现先升高后降低的趋势，且均在钙浓度为5mmol/L时达到最大值。钙浓度为5mmol/L时，在同一钾水平下地上部鲜质量与其他处理差异均达到显著水平，地上部干质量与除钙浓度为7mmol/L外的其他处理差异达到显著水平。常钾水平下的根系鲜质量和低钾水平下的根系干质量在钙浓度为5mmol/L时均与0、10、12mmol/L的处理差异达到显著水平。低钾水平下，钙浓度为5mmol/L时的根系鲜质量与其他处理(除2mmol/L)差异达到显著水平。

2.1.2 烟株生理特征

如图2A所示，叶片可溶性蛋白含量在低钾水平显著高于常钾水平(除钙浓度0mmol/L)；两种钾水平下均在钙浓度为5mmol/L时最大，低钾水平下较其他钙浓度处理最大增加幅度为110.72％。根系可溶性蛋白(图2B)在低钾水平整体低于常钾水平；常钾水平随着钙浓度的升高呈现先增加后降低的单峰趋势，钙浓度为5mmol/L时最大；低钾水平下，在钙浓度为2和5mmol/L时较高，且与其他4个钙浓度处理相比差异显著。