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空气凤梨是一类生长在空气中、不需要土壤的特殊植物,其生长所需的水分和营养可以全部来自空气。本研究从空气凤梨的叶片结构、其适应干旱、温度、重金属等胁迫的机制入手,探讨空气凤梨适应于空气中生长的机制,系统地开展空气凤梨生物学特征研究。结果如下:
空气凤梨叶片结构:所有凤梨叶表面均分布着葵花状鳞片,鳞片由碟状、环状和翼状细胞构成。最内部的碟状细胞通过柄状细胞与叶片内部的叶肉细胞相连,空气凤梨叶片表面鳞片白色、蜡质、密度很大,气孔很少或不可见,表明除吸收水分和养分外,鳞片还具有排水、反射阳光以及减少光呼吸的功能。
空气凤梨对干旱胁迫的适应:空气凤梨对干旱胁迫有较强抗性。干旱鳞片的翼状细胞紧贴表皮层,增强了空气凤梨的抗旱能力。相对含水量、组织含水量、束缚水含量及叶绿素含量等与抗旱性呈负相关。
空气风梨对温度胁迫的适应:空气凤梨对温度胁迫也有较强抗性,45℃时翼状细胞也紧贴表皮层。脯氨酸、可溶性蛋白、SOD、POD和MDA则在5℃和45℃时大量积累。
空气凤梨对重金属铅胁迫的适应:在0~100mg·L-1的浓度范围内,空气凤梨对Pb的吸附量与Pb浓度呈正相关。能谱分析表明铅处理后空气凤梨叶表面鳞片的3类细胞上均能检测到铅,暗示鳞片可能是吸附铅的主要部位。
空气凤梨对核素胁迫的适应:空气凤梨对88Sr与133Cs吸附量随着核素浓度的升高而增加。100mmol·L-1的88Sr处理14天,133Cs处理12天是松萝的致死浓度。100mmol·L-1的88Sr、133Cs复合处理导致贝可丽和松萝在第11天时致死,硬叶15天时致死。能谱分析发现所有核素处理后空气凤梨鳞片的3类细胞上均有核素分布,暗示鳞片也是吸附88Sr与133Cs的主要部位。
综上所述,做为一类具有重要观赏价值的花卉植物,尽管空气凤梨原产地不在中国,但其抗逆能力较强,利于引种和栽培。另外,空气凤梨对环境污染物,包括重金属和核素,也有较强的吸收能力。这表明除观赏价值外,空气凤梨也能够同时吸附或吸收大气降尘中的污染物,从而成为有效的监测环境变化的“指示生物”和环境污染修复植物。因此,应当进一步深入研究空气凤梨的生物学特性,挖掘空气凤梨的潜在价值,为更好地利用这一特殊类型的植物奠定基础。