向日葵重金屬脅迫與抗逆研究

江西財(cái)經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院　　盧宇平

向日葵重金屬脅迫與抗逆研究

江西財(cái)經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院盧宇平

近年來，隨著工業(yè)廢氣廢料的增多，土壤和水受到有毒有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的污染加重，對(duì)環(huán)境保護(hù)和人類健康產(chǎn)生了重大影響，尤其大大限制了糧食糧油的產(chǎn)量。而向日葵具有對(duì)逆境環(huán)境和重金屬的優(yōu)秀抗逆能力，已經(jīng)越來越被國(guó)內(nèi)外的專家學(xué)者重視，加強(qiáng)對(duì)其研究深度與廣度，對(duì)提高向日葵產(chǎn)量和品質(zhì)有重要意義。

重金屬；向日葵；生理生化；抗逆

1　研究向日葵抗逆的意義

長(zhǎng)期生活在自然環(huán)境中的植物，會(huì)在不同程度上受到脅迫影響，在對(duì)抗逆境的過程中，不利的性狀將會(huì)慢慢消失，而有利的性狀將會(huì)被保留下來。植物抵御惡劣不利環(huán)境的能力稱為抗逆性。

向日葵作為重要的油料植物，既可以作為燃料來源也可綠化我們所生存的環(huán)境。通過研究向日葵的抗逆性，以及其在重金屬脅迫環(huán)境下的性狀，不僅可以提高向日葵產(chǎn)量，還可以對(duì)遭受破壞的土壤起到修復(fù)作用，美化我們的生活環(huán)境，為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供新思路。

2　逆境的復(fù)雜性和向日葵抗逆特性

逆境的復(fù)雜性主要在于不同的土壤環(huán)境、日照天氣、各類變化因子等等，這些因素并不是孤立的，而是互相滲透和互相影響的，因此造成了逆境的不可預(yù)測(cè)。不同種類的植物對(duì)于逆境的反應(yīng)不盡相同，適應(yīng)能力也差異甚大。

向日葵具有根深、株大、長(zhǎng)勢(shì)好、適應(yīng)性好、抗逆強(qiáng)等特點(diǎn)，世界各地均有種植，是世界第二大油料作物，也是我國(guó)主要的油料作物之一，在日常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都占有重要地位。

2.1抗低溫

向日葵是耐低溫作物，播種后在2℃～4℃時(shí)開始吸收養(yǎng)分，4℃～6℃開始發(fā)芽，8℃～10℃時(shí)正常發(fā)芽。幼苗耐寒力較強(qiáng)，可經(jīng)受幾小時(shí)-4℃的低溫，低溫過后即可恢復(fù)生長(zhǎng)。在北方地區(qū)有其天然的優(yōu)勢(shì)，可以在其他作物之前播種。在寒冷的季節(jié)，即使是霜雪天氣，向日葵仍能發(fā)育結(jié)實(shí)，比花生、芝麻、玉米等作物更具有低溫抗逆能力，向日葵的特性使其能在高緯度、高寒山區(qū)種植，在這些地區(qū)進(jìn)行推廣，可以充分利用當(dāng)?shù)氐耐恋刭Y源。

2.2抗高溫

向日葵生長(zhǎng)過程中，日平均溫度在10℃以上可以正常發(fā)育，15℃以上正常授粉結(jié)實(shí)。最適宜溫度為31℃～37℃，屬于喜溫性作物。作為油料作物種植時(shí)，應(yīng)選擇晝夜溫差較大的區(qū)域，在開花至生理成熟期達(dá)到這一條件，更有利于油分積累。

2.3抗干旱

從器官結(jié)構(gòu)上看，向日葵根系深、根系分布范圍廣，主根長(zhǎng)達(dá)1～2米，側(cè)根分布的范圍可達(dá)1.5米，大部分集中在65厘米的土層內(nèi)，根量比玉米根量多1倍，有利于吸收土壤深層的水分；莖葉上密生白色茸毛，葉面富含臘質(zhì)，能減少水分蒸發(fā)；莖稈中充滿髓質(zhì)，能貯存大量水分，有利于植株體內(nèi)水分的調(diào)節(jié)。從生理特性上看，葉片致死飽和差大。有人測(cè)定葉片吸至飽和水時(shí)含量為78%，致死含水量為350%，至死飽和差為430%，因此抗旱能力強(qiáng)。

2.4抗水澇

據(jù)觀察，在水淹4～7天后，向日葵葉片逐漸萎蔫；當(dāng)澇情結(jié)束后，三分之二萎蔫的向日葵可以繼續(xù)生長(zhǎng)。在南方降水量較大區(qū)域，可以保障基本收益。

3　重金屬脅迫對(duì)向日葵生理生化的影響

3.1 Pb對(duì)向日葵生理生化的影響

Pb是對(duì)向日葵生長(zhǎng)發(fā)育有害的微量元素，如果Pb滲透進(jìn)根、皮或葉片組織，向日葵細(xì)胞有絲分裂的效率將會(huì)大大下降，危害向日葵植株健康，甚至導(dǎo)致植株枯萎減產(chǎn)。

3.2 Cu對(duì)向日葵生理生化的影響

Cu在向日葵生長(zhǎng)發(fā)育中是必要的微量元素，是電子傳遞和反應(yīng)酶基礎(chǔ)，Cu的缺乏會(huì)減少質(zhì)體藍(lán)素和細(xì)胞色素氧化酶的合成，向日葵的光合作用低下就是缺乏Cu元素。但過多攝入Cu對(duì)向日葵有巨大的危害，將導(dǎo)致二價(jià)鐵在向日葵植株的轉(zhuǎn)換，是缺鐵病的病因之一。

4　研究成果與未來展望

4.1油用價(jià)值

葵花籽油油質(zhì)觀感清亮，口感較好，富含營(yíng)養(yǎng)成分，所包含的亞油酸高達(dá)66%～75%，遠(yuǎn)高于豆油、菜籽油、花生油和其他油，而最新研究出來的高油酸種類更是具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。葵花籽油除食用外，還有其他用途，由于保色性好所以可以制作油漆；在醫(yī)藥運(yùn)用方面，提取亞油酸可以用于高血壓癥治療。

4.2籽仁食用價(jià)值

向日葵籽仁中蛋白質(zhì)含量為26%～29%，與花生籽相同，籽仁中有豐富的不飽和脂肪酸，食用起來營(yíng)養(yǎng)又美味。日常生活中食用適量的葵花籽，可以預(yù)防心血管類疾病。葵花籽是我國(guó)常見的炒貨零食之一。

4.3生物柴油價(jià)值

向日葵油脂與甲醇經(jīng)過反應(yīng)后產(chǎn)生的脂肪酸甲酯混合物，可得到生物柴油，具有可再生、不含硫、無(wú)環(huán)境污染等特點(diǎn)，減輕石油導(dǎo)致的空氣污染壓力，緩解乙醇型汽油供不應(yīng)求導(dǎo)致的玉米價(jià)格持續(xù)上漲問題。

4.4未來展望

對(duì)于向日葵產(chǎn)業(yè)來說，各類植物逆境生長(zhǎng)環(huán)境是影響產(chǎn)值的罪魁禍?zhǔn)祝詮?qiáng)化向日葵逆境能力，重視向日葵逆境研究，探索向日葵在逆境脅迫生長(zhǎng)環(huán)境下的生長(zhǎng)發(fā)育周期并施予科學(xué)的調(diào)控，是提高向日葵產(chǎn)量和品質(zhì)的唯一途徑。向日葵在我國(guó)油料植物生產(chǎn)中具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，了解各類脅迫對(duì)生理生化的影響，才能有效地抵御脅迫對(duì)向日葵造成的危害，可以為向日葵抗逆育種提供理論依據(jù)。盡管目前我國(guó)在植物逆境脅迫對(duì)植物的傷害研究方面已經(jīng)是碩果累累，卻也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及歐美，研究的縱深比例還不夠，某些傷害機(jī)理還存在盲點(diǎn)，科研手段和指標(biāo)體系還需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。

［1］韓陽(yáng)，李雪梅，朱延姝等.環(huán)境污染與植物功能［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7.

［2］向日葵可以凈化污水［J］.環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài)，1997（1）：19.

盧宇平，1991年出生，福州人，碩士，研究方向：植物重金屬抗逆性。