向日葵重金属胁迫与抗逆研究

江西财经大学艺术学院　　卢宇平

向日葵重金属胁迫与抗逆研究

江西财经大学艺术学院卢宇平

近年来，随着工业废气废料的增多，土壤和水受到有毒有机物和无机物的污染加重，对环境保护和人类健康产生了重大影响，尤其大大限制了粮食粮油的产量。而向日葵具有对逆境环境和重金属的优秀抗逆能力，已经越来越被国内外的专家学者重视，加强对其研究深度与广度，对提高向日葵产量和品质有重要意义。

重金属；向日葵；生理生化；抗逆

1　研究向日葵抗逆的意义

长期生活在自然环境中的植物，会在不同程度上受到胁迫影响，在对抗逆境的过程中，不利的性状将会慢慢消失，而有利的性状将会被保留下来。植物抵御恶劣不利环境的能力称为抗逆性。

向日葵作为重要的油料植物，既可以作为燃料来源也可绿化我们所生存的环境。通过研究向日葵的抗逆性，以及其在重金属胁迫环境下的性状，不仅可以提高向日葵产量，还可以对遭受破坏的土壤起到修复作用，美化我们的生活环境，为环境的可持续发展提供新思路。

2　逆境的复杂性和向日葵抗逆特性

逆境的复杂性主要在于不同的土壤环境、日照天气、各类变化因子等等，这些因素并不是孤立的，而是互相渗透和互相影响的，因此造成了逆境的不可预测。不同种类的植物对于逆境的反应不尽相同，适应能力也差异甚大。

向日葵具有根深、株大、长势好、适应性好、抗逆强等特点，世界各地均有种植，是世界第二大油料作物，也是我国主要的油料作物之一，在日常生活和经济发展中都占有重要地位。

2.1抗低温

向日葵是耐低温作物，播种后在2℃～4℃时开始吸收养分，4℃～6℃开始发芽，8℃～10℃时正常发芽。幼苗耐寒力较强，可经受几小时-4℃的低温，低温过后即可恢复生长。在北方地区有其天然的优势，可以在其他作物之前播种。在寒冷的季节，即使是霜雪天气，向日葵仍能发育结实，比花生、芝麻、玉米等作物更具有低温抗逆能力，向日葵的特性使其能在高纬度、高寒山区种植，在这些地区进行推广，可以充分利用当地的土地资源。

2.2抗高温

向日葵生长过程中，日平均温度在10℃以上可以正常发育，15℃以上正常授粉结实。最适宜温度为31℃～37℃，属于喜温性作物。作为油料作物种植时，应选择昼夜温差较大的区域，在开花至生理成熟期达到这一条件，更有利于油分积累。

2.3抗干旱

从器官结构上看，向日葵根系深、根系分布范围广，主根长达1～2米，侧根分布的范围可达1.5米，大部分集中在65厘米的土层内，根量比玉米根量多1倍，有利于吸收土壤深层的水分；茎叶上密生白色茸毛，叶面富含腊质，能减少水分蒸发；茎秆中充满髓质，能贮存大量水分，有利于植株体内水分的调节。从生理特性上看，叶片致死饱和差大。有人测定叶片吸至饱和水时含量为78%，致死含水量为350%，至死饱和差为430%，因此抗旱能力强。

2.4抗水涝

据观察，在水淹4～7天后，向日葵叶片逐渐萎蔫；当涝情结束后，三分之二萎蔫的向日葵可以继续生长。在南方降水量较大区域，可以保障基本收益。

3　重金属胁迫对向日葵生理生化的影响

3.1 Pb对向日葵生理生化的影响

Pb是对向日葵生长发育有害的微量元素，如果Pb渗透进根、皮或叶片组织，向日葵细胞有丝分裂的效率将会大大下降，危害向日葵植株健康，甚至导致植株枯萎减产。

3.2 Cu对向日葵生理生化的影响

Cu在向日葵生长发育中是必要的微量元素，是电子传递和反应酶基础，Cu的缺乏会减少质体蓝素和细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。但过多摄入Cu对向日葵有巨大的危害，将导致二价铁在向日葵植株的转换，是缺铁病的病因之一。

4　研究成果与未来展望

4.1油用价值

葵花籽油油质观感清亮，口感较好，富含营养成分，所包含的亚油酸高达66%～75%，远高于豆油、菜籽油、花生油和其他油，而最新研究出来的高油酸种类更是具有极高的营养价值。葵花籽油除食用外，还有其他用途，由于保色性好所以可以制作油漆；在医药运用方面，提取亚油酸可以用于高血压症治疗。

4.2籽仁食用价值

向日葵籽仁中蛋白质含量为26%～29%，与花生籽相同，籽仁中有丰富的不饱和脂肪酸，食用起来营养又美味。日常生活中食用适量的葵花籽，可以预防心血管类疾病。葵花籽是我国常见的炒货零食之一。

4.3生物柴油价值

向日葵油脂与甲醇经过反应后产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、无环境污染等特点，减轻石油导致的空气污染压力，缓解乙醇型汽油供不应求导致的玉米价格持续上涨问题。

4.4未来展望

对于向日葵产业来说，各类植物逆境生长环境是影响产值的罪魁祸首，所以强化向日葵逆境能力，重视向日葵逆境研究，探索向日葵在逆境胁迫生长环境下的生长发育周期并施予科学的调控，是提高向日葵产量和品质的唯一途径。向日葵在我国油料植物生产中具有巨大的经济价值，了解各类胁迫对生理生化的影响，才能有效地抵御胁迫对向日葵造成的危害，可以为向日葵抗逆育种提供理论依据。尽管目前我国在植物逆境胁迫对植物的伤害研究方面已经是硕果累累，却也还远远不及欧美，研究的纵深比例还不够，某些伤害机理还存在盲点，科研手段和指标体系还需要进一步完善和改进。

［1］韩阳，李雪梅，朱延姝等.环境污染与植物功能［M］.北京：化学工业出版社，2005.7.

［2］向日葵可以净化污水［J］.环境科学动态，1997（1）：19.

卢宇平，1991年出生，福州人，硕士，研究方向：植物重金属抗逆性。