兩種典型鹽生植物耐鹽機(jī)理及應(yīng)用耐鹽植物改良鹽漬土研究.pdf

1、土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的資源問(wèn)題和環(huán)境問(wèn)題。全世界擁有占土地面積約25％的鹽漬土,同時(shí)土壤的次生鹽漬化也日趨嚴(yán)重。近二十年來(lái),關(guān)于植物耐鹽機(jī)理的研究已成為一個(gè)熱點(diǎn),但是通常只考慮單一的鹽脅迫(NaCl),而往往忽略了堿脅迫和鹽堿混合脅迫。由中性鹽(NaCl、Na2SO4)引起的脅迫通常稱(chēng)為鹽脅迫,而由堿性鹽(NaHCO3、Na2CO3)引起的脅迫通常稱(chēng)為堿脅迫。土壤中一旦含有HCO3-或CO32-,將導(dǎo)致土壤pH升高,則植物既受到鹽脅迫

2、,又受到堿脅迫。土壤鹽化和堿化往往交織在一起,鹽堿混合脅迫是鹽漬化存在的主要問(wèn)題之一。以典型鹽生植物為材料進(jìn)行抗鹽堿生理研究,對(duì)于揭示植物對(duì)鹽堿混合脅迫的適應(yīng)機(jī)制及鹽漬土的生物學(xué)治理均具有重要意義。鹽漬土改良的研究已有100多年的歷史,主要采用工程措施、化學(xué)措施和生物學(xué)措施。工程措施和化學(xué)措施見(jiàn)效快,但副作用也較大,如利用淡水洗鹽,在洗鹽的同時(shí),除了可以把鈉鹽排走外,同時(shí)也排走了植物所必需的礦質(zhì)元素(如氮、磷、鉀等)；化學(xué)措施在排鹽的同

3、時(shí)還會(huì)帶來(lái)二次污染；這兩種措施的造價(jià)也比較高。而利用生物學(xué)措施,不僅可以避免這些缺點(diǎn),而且同時(shí)可以帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 本研究以典型鹽生植物互花米草(Spartina alterniflora)和鹽地堿蓬(Suaedasalsa)為材料,將中性鹽NaCl、Na2SO4和堿性鹽Na2CO3、NaHCO3按不同比例混合,模擬出多種不同鹽度和pH的混合鹽,分別對(duì)種子和幼苗進(jìn)行處理。種子部分的主要研究結(jié)果包括：⑴不同堿度的處理組對(duì)

4、兩種植物種子萌發(fā)的影響趨勢(shì)基本一致,即均隨鹽度的增高發(fā)芽延遲,發(fā)芽率降低。⑵互花米草和鹽地堿蓬種子在低鹽度脅迫處理下萌發(fā)率較高,在短時(shí)間內(nèi)種子迅速萌發(fā)；高鹽度脅迫處理下互花米草種子和鹽地堿蓬種子萌發(fā)率較低,發(fā)芽延遲；經(jīng)脅迫處理未萌發(fā)的種子復(fù)萌后幾乎全部萌發(fā),表明在高鹽漬化土壤環(huán)境中種子暫不萌發(fā),待適宜條件下復(fù)萌,這樣就可避免在高鹽條件下幼苗的大規(guī)模死亡,這可能是互花米草和鹽地堿蓬種子耐鹽堿的一種機(jī)制。⑶多元回歸表明,鹽度是影響種子萌發(fā)的

5、決定性因素,pH值、緩沖量(代表堿度的指標(biāo))對(duì)種子萌發(fā)影響較小。幼苗部分的主要研究結(jié)果包括：①在較低的pH下,互花米草能夠在所有鹽度處理下存活,最高鹽度可達(dá)600mmol L-1([Na+]=900 mmol L-1),表明互花米草具有很高的耐鹽性；在中等的堿脅迫下能全部存活(pH≤9.56),表明其具有一定的耐堿性。鹽地堿蓬同樣具有較高的耐鹽性,最高鹽度達(dá)360 mmol L-1([Na+]=480 mmol L-1)時(shí)仍能全部存活；

6、鹽地堿蓬具有更高的耐堿性,甚至在pH=10.40仍能全部存活。②互花米草和鹽地堿蓬幼苗的相對(duì)生長(zhǎng)率、相對(duì)根系活力及電解質(zhì)外滲率等脅變指標(biāo)均隨鹽度和堿性鹽比例增加而加劇。此外,對(duì)于混合鹽堿脅迫而言,鹽脅迫與堿脅迫間具有協(xié)同作用。③互花米草和鹽地堿蓬幼苗中Na+含量隨鹽度和堿度的增加而增加,同時(shí)K+含量減少,表明這兩種植物體內(nèi)Na+和K+吸收存在競(jìng)爭(zhēng)抑制。游離脯氨酸含量均隨著鹽度的增加而增加,同時(shí)隨堿度增加也增加,表明游離脯氨酸不僅作為滲透

7、調(diào)節(jié)物質(zhì),還可能用來(lái)平衡植物體內(nèi)pH平衡。互花米草中可溶性糖含量隨鹽度和堿度增加而增加,但鹽地堿蓬中卻減少,表明可溶性糖含量與植物耐鹽性的關(guān)系在不同植物種類(lèi)中不同。④鹽度、緩沖量、pH的綜合是評(píng)價(jià)鹽堿混合脅迫脅強(qiáng)的理想指標(biāo)。
　　 本研究在天然鹽漬土上,種植了包括鹽地堿蓬及美國(guó)引進(jìn)的新麥草等二十幾種耐鹽植物。經(jīng)過(guò)3年的種植,其中鹽地堿蓬(Suaeda salsa)、長(zhǎng)穗偃麥草(Elytrigia elongata)、高羊茅(Fe

8、stuca elata)、指狀格蘭草(Bouteloua dactyoides)、新麥草(Psathyrostachys juncea)5種植物生長(zhǎng)旺盛。為考察修復(fù)效果,選擇種植耐鹽植物樣地和裸地(對(duì)照),對(duì)其土壤理化性質(zhì)、酶活性及微生物數(shù)量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,種植3年后,土壤容重明顯下降,土壤濕度增加,有機(jī)碳、總氮、有效磷和鉀含量增加,土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量增多,土壤脲酶、脫氫酶、β-葡糖苷酶活性升高,尤其在表層的0～20 cm