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。     

几种一年生盐生植物的吸盐能力

【目的】土壤盐渍化在新疆发生面积多,分布广,利用盐生植物对盐分的超富集能力,选育生物量大且体内盐分浓度高的品种,可有效改良盐碱地。本试验比较了几种主要盐生植物的吸收离子类型和盐分积累量,为科学合理利用盐生植物进行盐碱地改良提供科学依据。【方法】选取一年生盐角草(Salicornia europaea)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、高碱蓬(Suaeda altissima)和野榆钱菠菜(Atripex aucheri Moq.)为材料进行人工种植,试验地土壤为壤土和砂壤土,耕层土壤盐分均值为10.23 g/kg,p H为8.36,属于中度盐化土壤。采用完全随机排列设计,在生育早期、中期和末期采样测定植物地上、地下部分干物质量和K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4浓度。【结果】生育末期四种盐生植物地上生物量均占整株生物量的89%以上,高碱蓬(23302 kg/hm2)蓬野榆钱菠菜(20379 kg/hm2)盐地碱蓬(18670 kg/hm2)盐角草(9096 kg/hm2)。盐分总浓度盐角草(215 g/kg)盐地碱蓬(152 g/kg)高碱蓬(137 g/kg)野榆钱菠菜(103 g/kg)。不同植物离子含量不同,K+浓度以高碱蓬中最高,Na+、Cl-、SO2-4在盐角草中最高,Ca2+、Mg2+浓度在盐地碱蓬中最高;4种盐生植物对Na+、Cl-、SO2-4的吸收能力极强,按阴离子类型划分盐角草属于SO2-4-Cl-型盐生植物,盐地碱蓬、高碱蓬、野榆钱菠菜属于Cl--SO2-4型盐生植物;盐分积累量为高碱蓬(3499 kg/hm2)盐地碱蓬(3061 kg/hm2)蓬野榆钱菠菜(2180 kg/hm2)盐角草(2080 kg/hm2)。【结论】盐生植物对土壤的改良效果主要以生育末期刈割时单位面积从土壤中吸收的盐分总量来衡量,这取决于此时地上部分生物量与植株体内盐分浓度的大小。植物会根据其生长需求选择吸收土壤中矿物质元素,盐角草对的Na+、Cl-的吸收能力强于盐地碱蓬、高碱蓬和野榆钱菠菜,尤其对Cl-表现出极强的选择吸收能力。     

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。     

盐地碱蓬生长对滨海重盐碱地的改土效应

盐地碱蓬是滨海盐碱地生态系统群落演替中的先锋物种,也是植被建设的重要植物。为探究盐地碱蓬对滨海盐碱地的改土效应以及作用机制,通过滨海平原盐碱地原生盐地碱蓬群落土壤调查,结合室内土柱种植试验,研究了盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构、土壤水分入渗特征及土壤盐分分布的影响,比较了盐地碱蓬通过植株吸收盐分和通过改善土壤结构促进盐分淋洗对滨海盐碱地降盐、改土的效果。结果表明:1)盐地碱蓬生长对滨海盐土土壤结构有明显的改善效果,野外生长盐地碱蓬的0～20cm土层土壤容重显著低于裸地,而土壤孔隙度显著高于裸地地块;室内土柱种植盐地碱蓬降低了各层土壤容重,平均降低6.16%;增加了各层土壤孔隙度,增加1.59%～5.15%。2)盐地碱蓬生长显著提升了滨海盐土土壤水分入渗性能。野外入渗试验结果显示,相同入渗时间内,生长盐地碱蓬的土壤累积入渗量、初始入渗率及稳定入渗率分别是裸地的3.6倍、2.5倍和3.0倍。室内土柱模拟试验结果显示,盐地碱蓬处理土壤的初始入渗率为0.08mm·min?1,是裸地处理的2.6倍;稳定入渗率为0.03mm·min?1,是裸地处理的3.0倍。3)盐地碱蓬的生长明显降低了土壤含盐量,盐地碱蓬收获后,野外调查试验和室内土柱试验中裸地处理0～40cm土层土壤含盐量分别降低2.67%和12.98%,而盐地碱蓬处理分别降低12.08%和49.28%。野外调查和室内土柱试验中,盐地碱蓬植株移走的盐量分别占总脱盐量的5.60%和2.26%,淋洗脱盐量分别占总脱盐量的94.40%和97.74%。以上结果表明,滨海重盐碱地种植盐地碱蓬具有明显的降低土壤含盐量的作用,这种作用除植株吸收带走部分盐分外,更重要的是通过盐地碱蓬的生长改善了土壤结构、加速了土壤水分入渗、促进了土壤盐分的淋洗。     

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。     

盐地碱蓬SsDREB基因的克隆与表达分析研究

盐地碱蓬（Suaeda salsa L.）是典型的盐碱地指示性植物。本研究以盐地碱蓬为材料,根据其他植物中干旱应答元件结合蛋白保守区的氨基酸序列设计简并引物,通过PCR扩增到一条长180bp的cDNA片段,继而利用RACE技术克隆了一个盐地碱蓬DREB基因全长cDNA,命名为SsDREB。SsDREBcDNA全长为14...     

膜下滴灌间作盐生植物棉田水盐运移特征及脱盐效果

盐生植物改良盐碱地作为改良盐碱地最有效的方法之一,具有成本低,效率高,环境友好等特点,有良好的应用前景。该文包括2个研究目标:1)研究间作不同盐生植物的膜下滴灌棉田水盐运移特性;2)研究不同地下水埋深条件下盐生植物的盐碱地改良效果。针对第1个研究目标,设置了3种(孜然、碱蓬、苜蓿)间作盐生植物,进行大田试验,分析地下水埋深相似条件下间作不同盐生植物时土壤水盐分布状况;针对第2个研究目标,设置了4种地下水埋深(1.5、2.0、2.5、3.0 m),进行均衡场试验,研究不同地下水埋深条件下间作盐生植物时地下水的补给比例和土壤脱盐效果。结果表明:1)膜下滴灌棉田间作盐生植物能明显提高棉花生育期膜间和膜内0~30 cm土层平均含水率,且碱蓬效果最明显;间作条件下苜蓿、碱蓬、孜然、对照0~100 cm土层平均脱盐率依次为55.97%、-18.77%、-21.43%、-307.52%,即苜蓿的总脱盐率效果最好;间作盐生植物能在一定程度上抑制0~100 cm土层钠离子和氯离子的聚集,同时增加棉花产量和提高其水分利用效率,且碱蓬对抑制盐离子累积的效果最好;2)间作条件下,地下水埋深越浅,0~100 cm土层平均含水率越高,膜内膜间的含水率差异越小,土壤的脱盐率越低。与未间作相比,间作种植有效的提高了土壤脱盐率,增加了棉花产量、提高了地下水补给比例和水分利用效率。可见,膜下滴灌棉田间作盐生植物不仅可以有效降低土壤含盐量,增加其含水率,还可以增加棉花产量和提高其水分利用效率,且间作碱蓬和苜蓿的节水、脱盐、增产效果较好,这为膜下滴灌土壤盐碱地改良提供了有效的理论支撑。     

改良和开发利用盐渍化土壤的生物学措施

在盐碱地上种植碱蓬和苜蓿的试验结果表明，种植碱蓬有明显的脱盐作用，０～６０ｃｍ深度土壤中的Ｎａ含量每年减少８３～１２８ｋｇ／亩．种植柽柳等８种盐生　和耐盐植物，一年后耕层土壤有机质，Ｎ、Ｐ、Ｋ养分，细菌，真菌数量增加，容重变小，渗透系数增大，土壤肥力状况得以改善．本文还提出８种有种植价值经济盐生植物，并对８种盐　生的耐植物的经济效益进行了比较．     

碱蓬的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果

试验研究了碱蓬的耐盐能力及其对滨海盐渍土的改良效果。通过盐水浸泡试验,发现碱蓬种子在NaCl浓度<20.0g/kg的溶液中可正常发芽。盆栽和田间耐盐试验表明,碱蓬的耐盐能力在25.0g/kg左右,耐盐极限为35.0g/kg左右。碱蓬种植试验表明,种植碱蓬能够有效地降低土壤表层含盐量,增加土壤有机质含量,提高土壤中N、P、K的含量。研究证明碱蓬是一种耐盐能力很强的盐生植物,对滨海盐渍土具有显著的改良作用。     

盐地碱蓬浮床对海水养殖水体原位修复的效果

[目的]研究盐地碱蓬(Suaeda salsa)由陆地生境转移到浮床盐水生环境后的生长情况及其对海水养殖池塘水体原位修复的效果,为利用盐生植物原位修复海水养殖池塘提供方法。[方法]测定修复期间盐水浮床和陆地两种生境下盐地碱蓬的生长及生理生化指标,并监测海水养殖池塘水体水质。[结果]试验期内浮床生境中盐地碱蓬适应良好,生物量显著增加,其中浮床生境盐地碱蓬根系活力、叶片含氮量分别显著高于同期陆地生境中的盐地碱蓬。水质检测表明,修复后浮床区水体中总氮、总磷、氨氮和化学需氧量分别为3.34,0.20,0.47,0.35mg/L,均明显低于对照区,去除效果良好。[结论]盐地碱蓬从陆地生境转移到浮床盐水生境后可以适应水生环境,并通过根系吸收部分去除水中的氮、磷等污染元素。盐地碱蓬原位修复海水养殖池塘水体具有较好的潜力。     

高盐废水人工湿地处理中耐盐植物的筛选

天津塘沽作为滨海新区核心区,是目前天津发展最快的地区之一。由于本区盐碱土壤等自然条件,污水中盐分含量较高,制约了废水的回用。本文通过模拟人工湿地实验,比较了芦苇(Phragmites australis)、盐地碱篷(Suaeda salsa)、碱蒿(Artemisia anethifolia)、黄花鸢尾(Iris wilsonii)、盐角草(Salicornia europaea)和大米草(Spartina anglica)等耐盐植物对轻污染水体中高浓度氯离子的去除能力,筛选出去除能力较强的植物,并确定植物对盐分去除率达到最大时的生态系统条件。结果表明,适合人工湿地的耐盐碱植物对氯离子的去除效果依次为:芦苇盐地碱篷碱蒿黄花鸢尾盐角草大米草,停留时间一般在第4 d时可达到平衡。该研究为利用人工湿地处理高盐废水提供了科学依据。     

海蓬子中高亲和钾离子转运体SbHKT1基因的克隆、表达及生物信息学分析

本研究利用RACE技术从真盐生植物海蓬子中获得了高亲和钾离子转运体SbHKT1基因1647bp完整的ORF框。序列分析结果表明,该基因编码548个氨基酸,分子量为62.10kD,理论等电点为9.33;氨基酸序列中第1个～第35个属信号肽序列,第197个～第537个属离子转运体（TrkH）家族特征序列;该基因编码的蛋白具有10个跨膜结构,N端跨膜区及中部膜上呈现明显的疏水性,C端及中部多个跨膜区呈现强疏水性,符合载体类运输蛋白的特点,因此推测SbHKT1蛋白为跨膜运输蛋白。Blast分析显示该蛋白与碱蓬SsHKT1氨基酸同源性高达77%,与冰叶日中花、赤桉和小麦HKT类蛋白的同源性分别为63%、52%和46%。SbHkt1基因表达存在组织特异性：正常生长条件在根、茎中表达较低,在叶片中几乎看不到表达;在高盐低钾的环境下,各组织表达明显升高,高盐低钾胁迫处理8h,其根部表达处于高峰期;经100μmol/L脱落酸处理4h,根部表达达到最高;干旱胁迫（20%PEG6000）处理2h,根部表达量明显上升。由此推断,该基因参与了植物在高盐低钾、渗透、干旱等非生物胁迫下的生理调控。由于目前已克隆的HKT类蛋白基因多来自非盐生植物,对盐生植物内源HKT基因的研究相对较少,因此,海蓬子内源HKT1基因的全长的获得有助于我们进一步研究该基因在高盐钾饥饿环境下运输钾离子,调节植物体内Na＋/K＋平衡的功能,对于揭示真盐生植物的耐盐机制,将其运用于非盐生植物,培育新的耐盐品种具有一定的意义。     

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。     

丛枝菌根真菌Glomus mosseae 提高超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性和真盐生植物盐地碱蓬耐盐性

Arbuscular mycorrhizal (AM)-mediated plant physiological activities could contribute to plant salt tolerance. However, the biochemical mechanism by which AM fungi enhance salt tolerance of halophytic plants is unclear. A pot experiment was conducted to determine whether salt tolerance of the C 3 halophyte Suaeda salsa was enhanced by the AM fungus Glomus mosseae. When 60-day-old S. salsa seedlings were subjected to 400 mmol L-1 NaCl stress for 35 days, plant height, number of leaves and branches, shoot and root biomass, and root length of G. mosseae-colonized seedlings were significantly greater than those of the nonmycorrizal seedlings. Leaf superoxide dismutase (SOD) activity at all sampling times (weekly for 35 days after salt stress was initiated) and leaf catalase (CAT) activity at 2 and 3 weeks after salt stress was initiated were also significantly enhanced in G. mosseae-colonized S. salsa seedlings, while the content of leaf malondialdehyde (MDA), a product of membrane lipid peroxidation, was significantly reduced, indicating an alleviation of oxidative damage. The corresponding leaf isoenzymes of SOD (Fe-SOD, Cu/Zn-SOD1, and Cu/Zn-SOD2) and CAT (CAT1 and CAT2) were also significantly increased in the mycorrhizal seedlings after 14 days of 400 mmol L-1 NaCl stress. Our results suggested that G. mosseae increased salt tolerance by increasing SOD and CAT activities and forming SOD and CAT isoforms in S. salsa seedlings.