兩種典型鹽生植物耐鹽機理及應用耐鹽植物改良鹽漬土研究.pdf

1、土壤鹽漬化是一個世界性的資源問題和環(huán)境問題。全世界擁有占土地面積約25％的鹽漬土,同時土壤的次生鹽漬化也日趨嚴重。近二十年來,關于植物耐鹽機理的研究已成為一個熱點,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)引起的脅迫通常稱為鹽脅迫,而由堿性鹽(NaHCO3、Na2CO3)引起的脅迫通常稱為堿脅迫。土壤中一旦含有HCO3-或CO32-,將導致土壤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題之一。以典型鹽生植物為材料進行抗鹽堿生理研究,對于揭示植物對鹽堿混合脅迫的適應機制及鹽漬土的生物學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、化學措施和生物學措施。工程措施和化學措施見效快,但副作用也較大,如利用淡水洗鹽,在洗鹽的同時,除了可以把鈉鹽排走外,同時也排走了植物所必需的礦質元素(如氮、磷、鉀等)；化學措施在排鹽的同

3、時還會帶來二次污染；這兩種措施的造價也比較高。而利用生物學措施,不僅可以避免這些缺點,而且同時可以帶來一定的經(jīng)濟效益。
　　 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,分別對種子和幼苗進行處理。種子部分的主要研究結果包括：⑴不同堿度的處理組對

4、兩種植物種子萌發(fā)的影響趨勢基本一致,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)對種子萌發(fā)影響較小。幼苗部分的主要研究結果包括：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360 mmol L-1([Na+]=480 mmol L-1)時仍能全部存活；

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生長率、相對根系活力及電解質外滲率等脅變指標均隨鹽度和堿性鹽比例增加而加劇。此外,對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K+含量減少,表明這兩種植物體內(nèi)Na+和K+吸收存在競爭抑制。游離脯氨酸含量均隨著鹽度的增加而增加,同時隨堿度增加也增加,表明游離脯氨酸不僅作為滲透

7、調(diào)節(jié)物質,還可能用來平衡植物體內(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系在不同植物種類中不同。④鹽度、緩沖量、pH的綜合是評價鹽堿混合脅迫脅強的理想指標。
　　 本研究在天然鹽漬土上,種植了包括鹽地堿蓬及美國引進的新麥草等二十幾種耐鹽植物。經(jīng)過3年的種植,其中鹽地堿蓬(Suaeda salsa)、長穗偃麥草(Elytrigia elongata)、高羊茅(Fe

8、stuca elata)、指狀格蘭草(Bouteloua dactyoides)、新麥草(Psathyrostachys juncea)5種植物生長旺盛。為考察修復效果,選擇種植耐鹽植物樣地和裸地(對照),對其土壤理化性質、酶活性及微生物數(shù)量進行了研究。結果表明,種植3年后,土壤容重明顯下降,土壤濕度增加,有機碳、總氮、有效磷和鉀含量增加,土壤細菌、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