几种藜科盐生植物吸盐能力及生态学意义

  【目的】  聚盐能力是评价盐生植物对盐碱地生物改良能力的一个重要参考指标。针对不同的盐碱地类型,有目的地选择生物量大且聚盐能力强的盐生植物,是实现盐碱地快速改良的关键。比较不同盐生植物的盐离子吸收类型及能力,可为盐碱地生物改良选择适宜的植物材料提供参考。  【方法】  试验选取7种藜科盐生植物进行人工种植试验,包括野榆钱菠菜(Atriplex aucheri)、高碱蓬(Suaeda altissima)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、盐角草(Salicornia europaea)、红叶藜(Chenopodium rubrum)、驼绒藜(Ceratoides latens)和四翅滨藜(Atriplex canescens)。试验地土壤以粉粘粒为主,根层土壤(0—40 cm)平均含盐量为45.57 g/kg。在生育末期采样测定植物地上部生物量和Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl–、SO₄2–浓度。  【结果】  7种藜科植物地上部生物量为野榆钱菠菜(35077 kg/hm2)>盐地碱蓬(19507 kg/hm2)>高碱蓬(16160 kg/hm2)>驼绒藜(12421 kg/hm2)>四翅滨藜(10798 kg/hm2)>红叶藜(10134 kg/hm2)>盐角草(9576 kg/hm2)。高碱蓬、野榆钱菠菜、盐地碱蓬、盐角草和红叶藜5种植物组织内Na+、Cl–和SO₄2–浓度显著高于其他离子(P<0.05),而驼绒藜和四翅滨藜体内K+、Cl–和Na+浓度较高。7种藜科植物地上部Na+、Cl–和SO₄2– 3种盐离子累积总量为野榆钱菠菜(3835 kg/hm2)>盐地碱蓬(3145 kg/hm2)>盐角草(2749 kg/hm2)>高碱蓬(2253 kg/hm2)>红叶藜(615 kg/hm2)>四翅滨藜(367 kg/hm2)>驼绒藜(220 kg/hm2)。  【结论】  盐生植物可在重度盐碱地上存活并产生一定的生物量,野榆钱菠菜、盐地碱蓬、盐角草和高碱蓬均表现出较强的吸盐能力,但对不同离子的吸收累积能力不同。盐地碱蓬地上部SO₄2–吸收量显著高于其他几种植物,适宜于硫酸盐或氯化物–硫酸盐盐渍土的改良;盐角草对Cl–表现出极强的吸收能力,适宜氯化物盐渍土的改良。     

盐生植物种植对克拉玛依农业开发区盐分平衡的影响

水资源日益紧缺态势下,以水利工程措施调控灌区盐分平衡已难以为继,生物脱盐对于无排水灌区盐分平衡调控意义重大。以克拉玛依市农业开发区重盐化土壤为对象实施了盐生植物田间试验。基于水盐平衡原理,计算了灌溉水盐分输入量与盐生植物生物移盐量,构建了盐分平衡关系方程。研究结果表明,盐地碱蓬与野榆钱菠菜可以进行灌区脱盐,其中野榆钱菠菜两年的地上部分生物量分别为27 040.4和25 620.0kg/hm²,刈割后灰分盐移出量分别为7 618.6和7 019.5kg/hm²,移出的盐量是灌溉水引入盐量的7.8和7.2倍;盐地碱蓬两年的地上部分生物量分别为18 836.4和19 119.3kg/hm²,刈割后灰分盐移出量分别为5 258.0和5 185.0kg/hm²,移出的盐量是灌溉水引入盐量的5.4和5.3倍。在无排水灌区,盐生植物生物脱盐将是盐分平衡调控的重要途径。     

旱盐互作对盐地碱蓬生长及其渗透调节物质的影响

采用盆栽土培的方法,研究了不同干旱条件下盐胁迫对盐地碱蓬生长及其渗透调节物质的影响.结果表明:适量NaCl可提高干旱条件下盐地碱蓬的生物量和植株含水量,缓解其干旱胁迫.盐分改变了干旱条件下盐地碱蓬的渗透调节物质,随着盐浓度的增加,叶片中Na 、Cl-的积累增加,而叶片中的K 积累减少;干旱条件下,叶片Na 、Cl-以及K 的积累增加,增强了盐地碱蓬在干旱条件下的渗透调节能力.叶片中脯氨酸的积累随着土壤含盐量和土壤干旱程度的增加而增加.     

民勤绿洲盐生草周围土壤盐渍化类型及其盐分离子相关性研究

以民勤绿洲广泛分布的盐生植物盐生草为研究对象,对其周围不同距离范围内土壤盐渍化类型及盐分离子的相关性进行研究。结果表明:在距盐生草水平方向0—60cm范围内,从阴离子组成来看,0—40cm土层土壤盐渍化类型为氯化物—硫酸盐型,40—60cm土层土壤为硫酸盐—氯化物型;从阳离子组成来看,0—40cm土层土壤盐渍化类型为钙钠盐型,40—60cm土层土壤为钠盐型。同时盐生草周围土壤(0—60cm)盐分离子之间的Pearson相关分析结果和偏相关分析结果存在明显差异,其中偏相关分析相对能够更准确地反映多元变量其中两个变量之间的相关性,建议在研究类似盐分离子之间的相关性时采用偏相关分析。试验区盐生草周围土壤盐分离子的偏相关分析表明:距盐生草20,40cm处,与土壤全盐含量相关性最高的阴阳离子分别为SO2-4,Na+;距盐生草60cm处,与土壤全盐含量相关性最高的阴阳离子分别为Cl-,Na+。可见,在盐生草周围土壤(0—60cm)中,土壤盐分主要是氯化钠、氯化钙、硫酸钠和硫酸钙。     

NaCl胁迫下3种盐生植物生长发育及离子在不同器官分布特性研究

盆栽试验研究不同浓度NaCl盐胁迫下盐地碱蓬(Suaeda salsa)、碱蓬(Suaeda glauca)、中亚滨黎(Atriplexcentralasiatica)等3种盐生植物生长发育及离子在不同器官分布特性结果表明,随土壤含盐量的升高,盐生植物出苗率明显降低,但对碱蓬和中亚滨黎株高、碱蓬花序长度等有一定促进作用,并与土壤含盐量密切相关。盐地碱蓬和碱蓬叶片内Na 含量随土壤含盐量的增高而升高,其他离子有少量下降或变化不明显,而盐地碱蓬茎中离子含量随土壤含盐量的变化不显著。植株中各离子含量为Na>K/Mg>Ca,不同器官内含盐量为叶>茎。     

河北省滨海盐碱地土壤与盐生植物养分特征的研究

对滨海盐碱地土壤和植物样品分析结果表明,生长不同盐生植物的土壤含盐量不同,以生长白刺(Nitraria sibirica Pall.)的土壤含盐量最高,达18.5 g/kg,盐地碱蓬(Suaeda salsa L.Pall.)次之,柽柳的最低。盐生植物的生长改变了土壤养分特征,4种生长盐生植物的土壤养分含量均高于光板地,土壤有机质含量增加44％以上,生长木本盐生植物白刺、柽柳(Tamarix chinensis Lour.)的土壤养分含量高于生长草本盐生植物碱蓬、碱茅(Puccinellia distans Jacq.Parl.)的土壤,且不同盐生植物养分特征不同,白刺、柽柳N和P含量均高于盐地碱蓬、碱茅,K含量则与植物耐盐特性有关。     

滨海盐土区4种典型耐盐植物盐分离子的积累特征

为了筛选降盐效果优良的适宜植物材料以合理利用耐盐植物改良滨海盐碱地,本研究通过田间试验系统探究了盐地碱蓬、田菁、红麻和高丹草的盐分离子积累特征。结果表明:4种植物地上生物量在成苗期和成熟期均为总生物量的80%以上,且大小为田菁红麻盐地碱蓬高丹草。高丹草和红麻对K+、Ca2+的吸收运输能力最强,盐地碱蓬和田菁对Na~+的吸收运输能力最强。根据各盐分离子占植物积累总盐分的比例,高丹草对K+积累量高于其他离子;田菁在成苗期主要积累K+,在成熟期主要积累Cl~–和Na~+;红麻主要积累Cl~–和K+;盐地碱蓬主要积累Na~+和Cl~–,其体内的Na~+和Cl~–分别占积累盐分总量的比例明显高于其余植物。从成苗期到成熟期的生长过程中,盐地碱蓬表现出Na~+积累比例持续下降,Cl~–积累比例逐渐升高的趋势;田菁和高丹草表现为Na~+和Cl~–积累比例均升高;红麻的Na~+和Cl~–积累比例则表现为逐渐下降趋势。盐地碱蓬、田菁和红麻是滨海盐土改良的优良植物材料。     

黑果枸杞改良塔里木河上游阿拉尔垦区盐碱地的效果分析

探讨极端干旱区黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)改良盐碱地的效果及盐分与土壤有机质之间作用规律。连续田间监测对比中度盐渍土(5～10 g/kg)、重度盐渍土(10～22 g/kg)和盐土(>22 g/kg)3种土壤条件黑果枸杞植株的成活率,以及栽培3年对0～20、20～40、40～60 cm土层Na+、Cl-、SO42-、有机质、碱解氮含量以及果实产量的影响。结果表明,土壤总盐含量与黑果枸杞存活率之间符合二次函数,总盐含量大于7.97%致死黑果枸杞植株。此外,栽培黑果枸杞后,3种盐渍土20～40 cm土层Na+、Cl-和SO42-含量显著减小,并以盐土最为显著,其他各土层盐离子含量未显著降低。盐土碱解氮含量显著增加,其他类型盐渍土各土层有机质和碱解氮显著降低。土壤总盐降低速率与土壤有机质增量呈负相关。经修复的盐渍土有利于黑果枸杞产量显著增加。综上所述,增产过程中黑果枸杞降低了中重度盐渍土中Na+、Cl-和SO42-含量,消耗了20～40 cm土层较多养分。     

不同溶质及矿化度对土壤溶液盐离子的影响

中国西北旱区水源短缺已成为农业生产的重要限制因素,如何科学有效地利用微咸水资源对于提高灌区水资源利用效率和保障粮食安全生产具有十分重要的意义。该研究以甘肃省秦安县果园粉砂质黏壤土为研究对象,基于土壤水分特征曲线的测定方法,采用蒸馏水(CK)和不同矿化度(1, 3, 5, 10 g/L)的NaCl、Na2SO4两种类型的盐溶液对土壤饱和浸泡8～12 h后离心,收集不同转速下的释水溶液,研究不同吸力(pF分别为1.0,1.49,2.01,2.71,3.49,4.09)条件下土壤释水溶液盐分离子的组成。结果表明:不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液电导率、HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+的影响差异均达极显著(p0.01)或显著水平(p0.05)。相同矿化度的NaCl和Na2SO4在土壤释水过程中对不同盐分离子的影响不同。同为1g/L的NaCl和Na2SO4,NaCl中的Cl-置换土壤中HCO3-的能力要强于Na2SO4中的SO42-。在土壤水吸力(pF)小于2.01时,高矿化度(3 g/L)的NaCl对于土壤溶液中Ca2+的解离具有促进作用,且促进能力随着矿化度的增大而增大;在土壤水吸力(pF)大于2.01时,加入溶液中的Cl-和SO42-均具有抑制土壤中HCO3-的解离,加入溶液中的Cl-具有抑制土壤中SO42-的解离,加入溶液中的SO42-具有抑制土壤溶液中Cl-的解离,低矿化度(1 g/L)的NaCl对于土壤溶液中Ca2+的解离具有抑制作用。不同矿化度的NaCl和Na2SO4,对土壤溶液中Mg2+的解离具有促进作用。因此,从微咸水利用于盐渍化土壤改良的角度来看,对于苏打型盐土,可尝试用含Cl-和SO42-的盐水灌溉;对于硫酸盐型盐土,可尝试用含Cl-的盐水灌溉;对于氯化物型盐土,可尝试用含SO42-的盐水灌溉。     

小叶碱蓬和白麻土壤—叶片生态化学计量学特征对不同盐生境的响应

[目的] 分析干旱区盐生植物生境土壤与叶片生态化学计量特征在不同盐生境下变化趋势及主要限制因子,为研究干旱区盐生植物生长发育过程中养分限制因子和适应机制提供基础研究资料,同时为荒漠植物的生态保育和恢复提供参考。[方法] 选取艾比湖湿地国家级自然保护区稀盐盐生植物小叶碱蓬(Suaeda microphylla)和拒盐盐生植物白麻(Apocynum pictum),测定其生境土壤pH值、含水量、盐分、速效磷、铵态氮、有机碳、全氮、全磷以及植物叶片有机碳、全氮、全磷,分析两种植物叶片与生境土壤生态化学计量特征的关系,探究植物叶片生态化学计量特征的土壤限制因子。[结果] ①随着盐分增加,两种植物生境土壤磷下降,有机碳、氮及化学计量比呈上升趋势,土壤养分含量受盐渍化程度影响显著; ②两种植物叶片氮受土壤盐分影响显著,随盐分降低呈下降趋势,与土壤氮含量的变化趋势一致,叶片N/P平均值均小于14,表明研究区两种植物均受土壤氮含量限制; ③RDA分析表明,影响小叶碱蓬叶片生态化学计量的主要因子为土壤pH值(p=0.034)、含水量(p=0.002),而白麻主要受土壤磷(p=0.002)、铵氮(p=0.048)影响。[结论] 不同类型盐生植物在土壤—植物生态化学计量特征耦合关系上存在差异。稀盐盐生植物小叶碱蓬主要受土壤pH值、含水量的影响,拒盐盐生植物白麻主要受土壤磷、铵态氮含量影响。     

两种盐生植物在南北疆地区的适生性及吸盐能力

为了摸清盐生植物在南北疆改良盐碱地的实际应用效果,更好地利用盐碱植物,在南北疆地区进行田间试验,研究了两种盐生植物在新疆南北疆盐碱地的适应性及吸盐能力。结果表明,盐生植物在南疆的成活率明显高于北疆;而盐地碱蓬成活率明显要高于海篷子;北疆种植的盐生植物其植物体内的总含盐量明显高于南疆种植的盐生植物,其中盐地碱蓬高出约55%,海篷子高出约46%。由此可以看出,盐地碱蓬和海篷子更适合于南疆地区生长,而在北疆环境两种盐生植物吸盐能力均强于南疆环境,海蓬子吸盐能力明显强于盐地碱蓬。     

天津市滨海盐碱地刺槐种植区水盐动态变化规律

[目的]通过对滨海地区盐碱土水盐动态变化规律的研究,为该地区的土壤利用以及植树造林提供科学依据。[方法]以天津大港地区刺槐林土壤为研究对象,研究不同土层的土壤水盐年份变化和盐分离子分布特征。[结果]试验地土壤全年含水量变化范围在11.9%~28.8%;含盐量变化范围在4.2%~18.4%。春(3—5月)秋(9—11月)季节土壤含水量低,含盐量高,土壤盐分含量随土层深度增加逐渐降低;夏季(6—8月),土壤含水量高,含盐量低,土壤盐分含量随土层深度的增加逐渐升高。pH值在7.37~8.39之间,土壤中K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-春季表层土壤(0—10cm)含量最高,分别为0.04,4.27,2.69,1.04和10.03g/kg。除SO2-4和HCO-3外,其他盐分离子在春季变异系数(29.99~162.98)明显大于夏秋季节(2.87~88.13)。[结论]不同土层的土壤含水量和含盐量随当地降雨量呈明显的季节性变化;试验地区土壤属于碱性土壤,随季节变化不明显;K+,Na+,Ca2+,Mg2+和Cl-与含盐量变化趋势保持一致,SO2-4和HCO-3随季节变化没有明显的规律性;春季各盐分离子在土壤中分布极为不均。     

盐胁迫下氮素形态对油菜和水稻幼苗离子运输和分布的影响

【目的】土壤盐碱化是制约农作物产量的主要因素之一,盐胁迫影响养分运输和分布,造成植物营养失衡,导致作物发育迟缓,植株矮小,严重威胁着我国的粮食生产。在必需营养元素中,氮素是需求量最大的元素,NO-3和NH+4是植物吸收氮素的两种离子形态。植物对盐胁迫的响应受到不同形态氮素的调控,研究不同形态氮素营养下植物的耐盐机制对提高植物耐盐性及产量具有重要的意义。【方法】本文以喜硝植物油菜(Brassica napus L.)和喜铵植物水稻(Oryza sativa L.)为试验材料,采用室内营养液培养方法,研究了NO-3和NH+4对Na Cl胁迫下油菜及水稻苗期生长状况、对Na+运输和积累的影响,以对照与盐胁迫植株生物量之差与Na+积累量之差的比值,评估Na+对植株的伤害程度。【结果】1)在非盐胁迫条件下,硝态氮营养显著促进油菜和水稻根系的生长;盐胁迫条件下,油菜和水稻生物量均显著受到抑制,Na Cl对供应铵态氮营养植株的抑制更为显著。2)盐胁迫条件下,两种供氮形态下,油菜和水稻植株Na+含量均显著增加,硝态氮营养油菜叶柄Na+显著高于铵态氮营养,叶柄Na+含量/叶片Na+含量大于铵营养油菜,硝态氮营养水稻根系Na+含量显著低于铵营养,地上部则相反。3)铵营养油菜和水稻Na+伤害度显著高于硝营养植株。4)盐胁迫条件下,硝态氮营养油菜地上部和水稻根系K+含量均显著高于铵态氮营养。5)盐胁迫条件下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株。【结论】与铵营养相比,硝营养油菜和水稻具有更好的耐盐性。硝态氮处理油菜叶柄Na+显著高于铵态氮处理,能够截留Na+向叶片运输。同时,供应硝态氮营养更有利于油菜和水稻吸收K+,有助于维持植物体内离子平衡。盐胁迫下,硝营养油菜和水稻木质部Na+浓度,韧皮部Na+和K+浓度及水稻木质部K+浓度均高于铵营养植株,表明硝态氮营养油菜和水稻木质部-韧皮部对离子有较好的调控能力,是其耐盐性高于铵营养的原因之一。     

微咸水滴灌条件下不同盐分离子在土壤中的分布特征

开展田间试验研究微咸水滴灌条件下不同盐分离子在土壤中的分布特征。试验采用5个水平的微咸水灌溉处理：电导率分别为1.1 dS/m(K1)，2.2 dS/m(K2)，2.9 dS/m(K3)，3.5 dS/m(K4)和4.2 dS/m(K5)，重复3次，按随机区组布置。试验结果表明：滴灌条件下各种盐分离子的迁移速度与分布特性不同，Ca²⁺、Mg²⁺与SO^2-₄易于被灌溉水分淋洗，主要分布在湿润体外围，而HCO^-₃、Na⁺与Cl^-主要分布在湿润体内部。生育期内土壤剖面上的平均盐分含量没有增加，但对土壤结构与作物有重要影响，Cl^-、Na⁺、HCO^-₃有增加的趋势。     

Mineral ion composition of halophytes and associated soils in Western Canada

Abstract

The mineral ion contents of seven halophytic species in the family Chenopodiaceae, and associated soils were examined. Each species was found growing in soils with wide ranges of salinity, sodicity and salt ion composition. Absolute concentrations of Na, Ca, Mg, K, Cl and SO₄ in shoot tissue differed significantly among species. Species were classified into two groups: (1) chloride halophytes, with ion composition dominated by Na and Cl (Atriplex patula, Chenopodium rubrum, Salicornia rubra and Suaeda depressa), and (2) alkali halophytes, with relatively high K, Mg, Ca and low Cl contents (Chenopodium salinum, Kochia scoparia and Salsola pestifer). All species accumulated ? and excluded SO₄, relative to concentrations of these ions in soil. Salsola pestifer was unique in strongly excluding Na.     

胶州湾滨海湿地土壤的盐渍化特征

[目的]了解胶州湾滨海湿地土壤盐渍化特征,为胶州湾滨海湿地保护和区域土壤盐渍化防治提供科学依据。[方法]在胶州湾选取芦苇、碱蓬、光滩及大米草4种典型滨海湿地分层采集土壤样品,通过测定土壤pH值、电导率和主要盐离子浓度开展研究。[结果]胶州湾滨海湿地土壤盐分含量表现由低到高依次为:芦苇湿地碱蓬湿地光滩湿地大米草湿地,盐渍化类型呈现由滨海硫酸盐—氯化物型向氯化物盐渍化土类型过渡的特征;垂直方向上,大米草湿地和芦苇湿地具有表层积盐特征,碱蓬和光滩湿地则呈现出下层稍高趋势。除CO_3~(2-)(和HCO_3~-离子以外,胶州湾滨海湿地土壤主要盐离子含量均呈现出与全盐量、电导率一致的规律,主要盐离子浓度从高到低依次为:Cl~-Na~++K~+SO_4~(2-)Mg~(2+)HCO_3~-Ca~(2+)。[结论]胶州湾滨海湿地土壤属于极重度盐化土,呈现自芦苇湿地向大米草湿地方向递增趋势;土壤碱度上属非碱化土,与土壤含盐量呈相反趋势,但植被易受苏打碱化土的潜在毒害作用。     

黄河口湿地不同植物群落土壤盐分与养分分布特征

为研究黄河口湿地不同植物群落下土壤盐分与养分含量的空间变化特征以及盐分与养分指标之间的关系,运用经典统计分析、Pearson相关分析、单因素方差分析等方法,开展了植物样地调查和土壤剖面采样分析。结果表明:(1)研究区土壤全盐(TS)、K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~–、SO_4~(2–)等盐分指标含量及有效磷(AP)、速效氮(AN)、全氮(TN)等养分含量在土壤表层(0～5 cm)最高,随着土壤深度的增加呈递减之势。(2)土壤属于重盐土类型(含盐量大于4.0 g/kg),Cl~–、Na~+含量远高于其他离子,是导致土壤盐渍化的主要成分。3种植物群落土壤表层(0～5 cm)TS含量分异特征表现为柽柳群落碱蓬群落芦苇群落。钠吸附比分析表明,3种植物可能会在10～20 cm土层较早受到Na~+的毒害。差异显著性检验结果表明,K~+、Na~+、HCO_3~–含量在不同植物群落间差异性显著(P0.05);除全磷(TP)外,其余土壤养分含量在相同土层不同植物群落之间或在不同土层相同植物群落之间均有显著性差异(P0.05)。(3)Pearson相关分析表明,3种植物群落的土壤盐分与养分指标之间相关性不显著,但TS与Na~+(P0.05)、Cl~–含量(P0.01)均呈显著性相关。3种植物群落土壤养分均处于亏缺状态,土壤相对贫瘠。土壤N∶P均14,植物受制于氮元素。控制或减少氯盐及钠盐的投入、增施有机肥和覆盖有机质含量高的物质是一条减轻黄河口湿地土壤盐渍化的合适途径。