钙是植物必需的营养元素,在植物生长发育和应对环境胁迫中发挥着极其重要的作用。钙是参与细胞壁构成不可缺少的元素,同时可以促进细胞伸长和根系生长、稳定细胞膜、参与第二信使传递,具有酶促作用和渗透调节,以及减少活性氧的生成。细胞对Ca2+的作用包括吸进Ca2+和排出Ca2+两个过程。细胞不能无限制地吸收Ca2+,胞内Ca2+浓度过高会引起毒害。因此,细胞吸收Ca2+的过程也是维持胞内Ca2+平衡的过程,此平衡由Ca2+转运蛋白来完成。目前,国内外关于植物钙吸收机制研究已取得较大进展,钙在植物体内吸收和运输有被动吸收和主动吸收两种形式,主动吸收消耗能量,与根系活性有关；被动吸收主要受植物蒸腾作用的影响。全面了解水生植物吸收,分泌和运输Ca2+对植物修复技术的发展将是至关重要的。本文主要研究了沉水植物菹草根吸收钙,茎叶分泌钙和对钙的转移。设计植物在不同钙离子浓度下生长,观察生长速率是否有明显的区别,在10mg/L的Ca2+最适浓度下,分离提取植物叶片不同组分并分析其中钙含量所占百分比,从而知道菹草在吸收分泌钙的过程中,钙主要集中在哪个组分中。用根室和茎叶室两隔室实验,得出钙在菹草中的迁移动力学规律。设计实验进行菹草叶际的扫描电镜观察和光学显微镜观察并进行能谱分析。设计不同的处理,用微电极连续240min内分别测定不同处理的根室和茎叶室氧化还原电位,溶解氧浓度,了解其变化情况。主要结论有：(1)高浓度的钙会抑制菹草生长。溶液钙浓度为10mg/L时,菹草生长最快,生长速率是5mg/L处理的两倍,在20mg/L和30mg/L高浓度钙条件下,菹草生长缓慢。细胞不能无限制地吸收Ca2+,胞内Ca2+浓度过高会引起毒害。(2)钙在菹草中的迁移方向主要是从根吸收到茎叶释放。从根对钙的吸收结果可以看到,根室和茎叶室培养液中钙总含量都随时间的延长而增加,4d后茎叶室钙浓度增加5mg/L左右,4d后根室钙浓度增加2mg/L左右。菹草根和茎叶在吸收过程中都有一些钙的释放情况出现,但总体趋势还是钙由根向茎叶运移再从茎叶向溶液释放。(3)钙在迁移过程中主要集中在细胞壁,其次是可溶性部分,较少量的钙集中在细胞器。同时,随着时间的延长,钙先由细胞壁向可溶性部分迁移,再由可溶性部分迁移至其他细胞壁。这一结果与扫描电镜观察到的大量晶体主要集中在细胞外围的现象相呼应。(4)当根室钙浓度为10mg/L时,茎叶对钙离子的分泌最好。在根室钙浓度为80mg/L时,由于钙浓度太高,破坏了钙运移系统的稳定性,菹草对钙离子的运移不再受运移系统控制。(5)光学显微镜下看到,不同浓度钙溶液处理的菹草叶片表皮细胞上都有大量的晶体存在,上表皮上晶体多于下表皮。根室供钙浓度为10mg/L的条件下叶片上表皮晶体数量最多。(6)在SEM下看到菹草叶片上表皮和下表皮细胞紧密排列。菹草表皮细胞上形成的晶体状物质主要分散在细胞的上表皮,且围绕着细胞壁四周分布。在一定的浓度范围内,上表皮细胞分散的晶体多余下表皮。(7)根吸收Ca2+并非为简单的被动吸收,受Ca2+-ATPase酶活性的影响,原钒酸钠能够抑制酶活,影响根系对Ca2+的吸收。茎叶分泌Ca2+则不受酶活的影响,在加入原钒酸钠之后,茎叶细胞的氧浓度和氧化还原电位均随时间的延长而没有明显的变化。