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钙是湖泊生态系统中重要的营养元素,水生植物对钙的吸收、释放是水体中钙盐发生迁移的重要途径之一,会引起钙在系统中的重新分配,水和植物是钙在湖泊生态系统中表现其地球化学特征的重要介质。同时,在水体碳酸钙形成过程中,碳酸钙与磷酸盐发生共沉淀,钙的迁移对水体磷循环有着重要作用。本文为了了解沉水植物菹草(Potamogeton crispus)生长对钙参与水体磷循环的影响,在二隔室装置中进行菹草对Ca2+的吸收、释放动力学实验,比较不同供钙水平下菹草钙吸收与释放动力学参数,了解钙浓度对菹草根及叶片中钙含量的影响,低温处理对菹草吸收转运钙的影响,分析菹草体内钙的迁移规律。同时,通过研究菹草根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase的性质,以及不同钙浓度条件下的菹草根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase活性,探究菹草钙吸收、释放机制。主要结论如下：(1)通过研究钙在菹草-溶液间的迁移及其速率发现,根室Ca2+浓度为10 mg/L时,菹草对钙的吸收效果最好；浓度过高菹草根系钙吸收速率反而下降。虽然根室Ca2+浓度为10 mg/L处理的菹草根系对Ca2+的吸收明显小于15mg/L的处理,但根室Ca2+浓度为15 mg/L处理的菹草茎叶分泌的钙量反而小于根室Ca2+浓度为10 mg/L处理的情况。(2)采用Lineweaver-Burke双倒数法(简称LB法)研究菹草对Ca2+的吸收动力学特性,拟合曲线求出吸收动力学参数,结果表明：随吸收时间的延长,Vmax整体呈下降趋势,对应的Km也不断减小。将Vmax/Km定义为α,α值可反映菹草根系钙吸收能力,在钙吸收开始时,α值最大,Ca2+流入根系的速度最快,随着吸收时间的延长,α值逐渐减小,菹草根系吸收Ca2+的能力越来越弱。(3)菹草茎叶的钙释放过程可用一级动力学模型ln(qo-q)/qo=A-kt来描述,检验达到极显著水平,在10 mg/L Ca2+浓度的供钙水平以下,k值随着外源钙浓度的升高而升高,供钙水平为10 mg/L Ca2+时菹草茎叶泌钙能力最强。(4)根室Ca2+浓度及培养时间除了影响菹草根系钙吸收速率和茎叶钙释放速率外,还影响根及叶片中的钙含量。试验过程中,中等Ca2+浓度(10 mg/L)处理的菹草根中钙含量始终比其它3种低钙或高钙处理(0mg/L、5mg/L、15mg/L)的大根系Ca2+吸收速率也最高；无钙处理的菹草其地上部钙出现向下运送现象。(5)采用水培试验,研究了菹草对钙的吸收是否为主动运输过程。试验结果表明：在培养液Ca2+浓度低于10mg/L的范围内,钙吸收速率随培养液Ca2+浓度的增加而增加,而当培养液Ca2+浓度升高到15mg/L时,钙吸收速率反而下降,说明菹草根系对钙的吸收并不完全取决于外界溶液的钙浓度。采用LB法作图并求解吸收动力学参数,r值均达极显著水平,从而可以得出菹草对Ca2+的吸收基本符合Michaelis-Menten动力学模型。低温处理严重抑制了菹草根系对钙的吸收,这些结果表明,在0～15mg/LCa2+浓度范围内,菹草对钙的吸收是一个主动耗能过程。(6)比较了菹草根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase的性质,结果表明：根细胞质膜Ca2+-ATPase的活性在pH 6.0时最高,最适反应温度为40℃；叶细胞质膜Ca2+-ATPase在一个较宽的pH范围内具有高活性,最适反应温度为45℃。对根细胞质膜Ca2+-ATPase而言,3mmol/L ATP可使酶活性达到最大；而对于叶细胞质膜Ca2+-ATPase,4 mmol/LATP才能使酶活性达到最大。根和叶的细胞质膜Ca2+-ATPase均受细胞中Ca2+激活。(7)营养液中添加CaCl2提高了根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase活性,在不同Ca2+浓度的营养液中培养的菹草根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase活性有差异,培养时间不同根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase活性也不一样。从同一时间测定的酶活来看,当营养液中Ca2+浓度为10mg/L时,菹草根和叶细胞质膜Ca2+-ATPase活性最高。