2种盐生植物根系的适盐特性
- 格式:pdf
- 大小:203.20 KB
- 文档页数:7
盐胁迫对植物根系构建和生长的影响研究植物是生命的重要组成部分之一,能够通过吸收养分和水分进行自身的生长发育。
然而,外部环境因素的变化会产生不同的影响。
盐胁迫是影响植物生长和发育的常见因素之一。
本文旨在探讨盐胁迫对植物根系构建和生长的影响,并对相关的研究成果进行探讨。
一、盐胁迫的影响机制盐胁迫是指土壤中含盐量过高,超过植物承受范围的现象。
当植物生长在盐胁迫的环境下时,会出现一系列的生理变化。
首先,土壤中的盐会导致渗透势降低,出现水分吸收不足和水分亏缺的现象。
其次,过高的盐浓度会导致细胞内外浓度差产生变化。
最后,盐胁迫还会导致一系列的离子不平衡、内源激素变化等现象。
二、盐胁迫对植物根系结构的影响盐胁迫对植物根系结构的影响表现在多个方面,其中包括根长、根毛、表面积等部分。
1. 根长盐胁迫对植物根长的影响是影响植物根系的最主要因素之一。
由于盐浓度高,使得植物在吸收水分和养分时变得更加困难。
较高的盐浓度会使植物的根长减少,从而减缓其生长速度。
2. 根毛的形态结构变化除了影响根长以外,盐胁迫还会造成植物根毛的形态结构变化。
当植物生长在盐胁迫的环境下时,会从钙离子、镁离子等养分中看到利用碳酸钙进行代替的典型现象。
这样会使得植物根系中的其他养分变得不足。
此外,盐胁迫还可能导致植物根部中的细胞膜、细胞芯、核等结构的扭曲、变形等现象。
3. 根系表面积的变化盐胁迫还会影响植物根系表面积的变化。
由于土壤中的盐分过高,使得土壤中的微生物活动率降低,从而导致表面积减少。
当植物继续长期生长在盐胁迫环境中时,其根系表面积会进一步缩小,并最终导致植物的死亡。
三、盐胁迫对植物根系生长的影响盐胁迫不仅会影响植物根系结构的形成,还会对植物根系的生长产生影响。
其中,盐浓度是影响植物根系生长的主要因素之一。
1. 低浓度盐胁迫的影响低浓度盐胁迫下,植物的种子发芽与根系生长都可以正常进行,并不会出现严重的根系形态结构变化。
然而,一些植物对盐的敏感性很高,即使在低浓度盐胁迫的条件下也会表现出根系发育受到限制和萎缩的现象。
农业科学研究Journal of Agricultural Sciences
第42卷第
4期Vol.42 No.42021年
12月
Dec. 2021
文章编号:1673-0747(2021)04-
0001-06
盐碱地盐生植物根际耐盐促生菌的筛选及鉴定梁翔宇,顾欣
,
刘文辉,
孙小涵,
白宇馨
,
马艳,李茜,赵莹(宁夏大学 农学院,
宁夏银川
750021)
摘 要:为开发利用盐生植物根际耐盐碱促生菌,选择宁夏银北地区盐碱地3种典型盐生植物:盐爪爪(Kalidiumfo- liaium)^碱蓬(Suaeda glauca)和芦苇(
Phragmites australis ),
利用培养法从其根际土壤中分离筛选耐盐威植物促生
菌。结果表明:从盐生植物根际土壤中分离获得可培养细菌83株,其中具有固氮功能的细菌23株,解磷菌
19株
,解
钾菌14株
,产IAA细菌15株,产铁载体细菌11株,具有ACC脱氨酶活性细菌10株。经过耐盐碱能力检测,
PJ10、
HL3和HY5菌株在(NaCl)=8%和pH=9的培养基中仍能生长。经分类鉴定,3株菌分别为壁芽葩杆菌(Poe讹iw
muralis)、短小芽葩杆菌(B pumilus)和萎缩芽葩杆菌(B airophaeus),其可作为新型微生物肥料的菌种。
关键词:盐生植物;盐緘地;根际促生菌中图分类号:Q939.96 文献标志码:A
盐碱化是全球耕地土壤面临的重要问题之一叫 为了利用盐碱化耕地并减少土壤盐碱化程度,人们
采用了许多土壤改良方法。其中,生物措施被认为是 较为有效且环境友好的措施叫例如,使用生物有机 肥可显著改善盐碱地的土壤性质叫施用菌剂可以 促进作物在盐碱化土壤中生长等I,生物有机肥和 菌剂中的耐盐碱有益功能菌发挥了重要作用叫 因此,分离获得耐盐碱性良好、可促进植物生长的功 能微生物对盐碱地改良及新型菌剂的开发具有重要 意义。根际促生菌(plant growth promoting rhizobacte- ria, PGPR)是指存在于植物根际周围的一类可以促 进植株生长,提高植株抗病性的微生物叫其对植物 生长和土壤改良均具有重要作用叫针对盐碱地植 物生长和土壤改良需求,耐盐碱的PGPR逐渐成为 研究热点。有研究者利用三级筛选体系从新疆碱蓬 (Suaeda glauca)根际土壤中分离获得PGPR菌,包 括芽抱杆菌(鸟“弘血sp.)、葡萄球菌(Staphylococcus sp.)、盐芽抱杆菌{Halobacillus sp.)、肠杆菌(EzUero- bacter sp.)和节杆菌(Arthrobacter sp.)回;从滨海盐碱 地的非盐生植物根际土壤中筛选获得了耐盐促生芽 抱杆菌 B. megaterium T1 -8 菌株和 B. pareflexus T4-9菌株㈣;从新疆盐爪爪(Kalidium foliatum )根际 土壤中分离获得了 57株细菌,分属4个门12个属,且 多数菌株兼有耐盐和促生作用问。以上研究说明,盐 碱地土壤中具有丰富的PGPR资源,有待进一步开发。银川平原位于我国西北部,由于气候、地质和人 为干扰等原因,土壤易发生盐碱化问。因此,当地对
几种一年生盐生植物的吸盐能力郭洋;陈波浪;盛建东;胡浩东;徐财发【摘要】[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10.23g/kg,pH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-、SO42-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(18670kg/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(137g/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-、SO42-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-、SO42-的吸收能力极强,按阴离子类型划分盐角草属于SO42--Cl-型盐生植物,盐地碱蓬、高碱蓬、野榆钱菠菜属于Cl--SO42-型盐生植物;盐分积累量为高碱蓬(3499 kg/hm2)>盐地碱蓬(3061kg/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.【期刊名称】《植物营养与肥料学报》【年(卷),期】2015(021)001【总页数】8页(P269-276)【关键词】人工种植;盐生植物;盐分离子;吸盐特征【作者】郭洋;陈波浪;盛建东;胡浩东;徐财发【作者单位】新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830052;新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐830052【正文语种】中文【中图分类】S156.4土壤盐渍化问题正受到社会越来越普遍的关注,全世界约有1/3的土壤盐渍化,严重制约着农业生产,也是影响生态环境的重要因素之一。
盐胁迫下3种滨海盐生植物的根系生长和分布弋良朋;王祖伟【摘要】我国广大滨海地区的盐土上发育着大量的盐生植物,这些植物的根系对维持土壤稳定性,减小风蚀和水蚀具有重要作用.在水培条件下,针对碱蓬、盐角草和盐地碱蓬3种滨海盐生植物,研究它们在不同盐浓度条件下根系分布的差异.结果表明:一定浓度的盐分可以促进3种盐生植物生长,但较高浓度的盐抑制其生长,特别是对根系生长的抑制作用更大.在同样盐浓度下,盐地碱蓬的生长最快,生物量也最大.在盐分浓度较低时,3种盐生植物的主根长和总根长都有所增加,与对照相比,盐角草增加的幅度较大,但高浓度的盐会抑制根系总长度的增加,其中盐角草较碱蓬和盐地碱蓬抑制的程度轻.盐分对3种植物的根系平均直径没有显著的影响,但有减小的趋势.在水培条件下,碱蓬和盐角草的根系上、中、下部分布的较均匀,而盐地碱蓬的根系中部比上部和下部有显著的增加,盐分对每种植物的根系的分布没有显著的影响.从根系的分布特征可以推断:盐角草比碱蓬和盐地碱蓬具有较强的抗盐性和耐瘠薄能力;碱蓬的耐盐能力较其它两种植物差,盐角草的耐盐性最强.根据3种滨海盐生植物的根系生长和分布特征,证明这3种植物的根系分属于2种功能型,碱蓬是浅根系功能型,盐角草和盐地碱蓬是深根系功能型.根系分布的参数表明3种滨海盐生植物中盐地碱蓬是用来加强土壤稳定性最好的植物.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2011(031)005【总页数】8页(P1195-1202)【关键词】盐生植物;滨海;根系;分布;水培【作者】弋良朋;王祖伟【作者单位】天津师范大学城市与环境科学学院,天津,300387;天津师范大学城市与环境科学学院,天津,300387【正文语种】中文Abstract:Soil erosion and sloughing is a major environmental problem in the coastal areas.This sediment movement decreases available farmland,changes stream habitat,and increases the need of river and harbor dredging.It has been shown that soil stability can be increased through growing plants,but the extent to which this occurs is not known.The coastal regions of China are mostly sa1ine soil,on which halophytes grow widely.These roots of halophytes can maintain the stability of soil,and can reduce water erosion and wind erosion.However,root growth and distribution of these halophytes in the coastal region was very much unknown.We hypothesized that plants with higher root length densities and larger root diameters should stabilize the soils more than plants with lower root length densities and smaller root diameters.Three littoral halophytes:Suaeda glauca,Suaeda salsa and Salicornia europaea,were chosen in this study to investigate the differences in growth and distribution of their roots under varying salt concentration conditions in a solution culture.The results showed that:certain salt concentration could promote development of these three halophytes;but higher salt concentration could inhibit their growth,especially that of roots.Under the same salt concentration,Suaeda salsa grew the fastest,andaccumulated the largest amount of biomass.Under relatively lower salt concentration,the length of axial root and the total length of the roots of all three halophytes were increased;and comparing to the control,the roots of Salicornia europaea grew the fastest,but high salt concentration could restrain the increase of total root length.For all the three halophytes,salinity did not induce significant difference on the average diameter of roots,but with slight trend to reduce.Under the solution culture conditions,the middle and lower parts of the roots of Suaeda glauca and Salicornia europaea were rather equally distributed,but the central zone of Suaeda salsa roots was significantly increased than the upper and lowerzones.Salt concentration did not result in significant difference on roots spatial distribution of the three halophytes.The experimental results show that the saline tolerance capacity of Suaeda glauca was the lowest than the other two halophytes,and the capacity of Salicornia europaea was ranked at the top place.Suaeda salsa and Salicornia europaea belonged to a deep root type and its survival depended on water in deeper soil and groundwater.Suaeda glauca belonged to shallow-rooted types and thus depended on water in shallow upper soil.Different functional types of the root systems of littoral halophytes had profound influence on the growth and distribution of root system,and this implied that the functional types had formed different mechanisms to effectively adjust their own to water conditions in the soil during their adaptations.The parameters of root distribution indicated that Suaeda salsa should have the best capability to increase soil stability.Key Words:halophyte;littoral;root system;distribution;solution culture随着我国沿海地区大规模的开发建设,滨海地区的土地利用和土地覆盖状况发生了巨大的变化,滨海大面积的盐生植物草地被建设用地所取代[1]。
论盐碱地种植耐盐植物的脱盐效果的研究摘要:盐碱土是世界上广泛分布的一种具有特殊性质的土壤类型,是一种非常重要的土地资源。
然而,在盐碱地上却存在很多植物不适合生长的情况。
而对于某些植物而言,却能够适应盐碱地的物理化学环境,能够很好地生长。
本文主要对盐碱地上种植耐盐植物的脱盐效果进行重点研究。
关键词:盐碱地;耐盐植物;脱盐效果引言盐碱土地作为地球上普遍存在的一种土壤类型,是地球上一种非常重要的土地资源,大概占地球陆地总面积的1/4,面积约为10多亿公顷。
盐碱地一般分布于世界各国国家干旱的区域,主要分布于非洲、欧洲、亚洲以及北美洲以西的部分地区。
我国的北方地区盐碱地较多,例如我国的天津地区就是一个盐碱地较多的地区。
对于大部分植物而言,是不适合在盐碱土地上生长的,主要原因在于该种类型的土壤的含盐量较高。
本文主要以田菁、海边月见草、沙枣几种植物为例,阐述了盐碱地种植上述耐盐植物的脱盐效果。
1 几种植物耐盐能力概述1.1 田菁在对田菁耐盐能力进行测试过程中,主要设计了不同浓度的食盐溶液(nacl溶液),由试验数据可以看出,随着食盐溶液浓度的逐渐升高,田菁的株高和生物量逐渐降低,而且其死亡率也逐渐增高。
然而,当食盐溶液的浓度小于o.6%时,田菁的株高、生物量以及死亡率三个指标均受到浇灌的食盐溶液浓度的影响不大。
当食盐溶液浓度为0 8%时,田菁的株高、生物量大幅下降,分别为31厘米和149克,死亡率也比较高,达到了62.5%。
1.2 海边月见草将食盐溶液分别配成各种不同浓度,即0, 0.3,0.6,0.9,1.2,1.5,1.8,2.1,2.4(%)等浓度梯度,当食盐溶液的浓度小于0.3%时,海边月见草在分支数、分枝长以及生物量三个指标方面没有下降的趋势,而且还远远高于对照组的植物的指标。
由此可以看出,海边月见草不受盐胁迫的影响。
当食盐溶液的浓度,0.3-1.5%范围之内,随着nacl溶液浓度的增高,海边月见草的上述几个指标及生物出现了逐渐下降的趋势,而且死亡率也逐渐升高。
Journal of Agricultural Catastrophology 2023, Vol.13 No.7植物耐盐生理机制及耐盐性研究进展蒋宇杰山东师范大学,山东济南 250000摘要 盐胁迫会对作物的生长造成一定的影响,从而造成产量下降。
阐述了盐胁迫对植物的影响,并综述了植物耐盐机理的研究、植物的耐盐性等。
通过对国内外有关文献的分析,提出了一些可以改善作物耐盐性的方法,进一步研究植物的抗盐性,给选育和生产奠定了基础。
关键词 盐胁迫;植物生长机理;抗盐性中图分类号:Q945.78 文献标识码:B 文章编号:2095–3305(2023)07–0020-031 盐胁迫对植物的影响 盐胁迫对植物生长和发育等方面都有明显的影响。
究其原因,主要有以下2点:第一,盐胁迫会使植株的水分吸收能力下降,从而使植株的生长受到抑制,这就是所谓的渗透胁迫[1]。
如果过量的盐分进入植株,就会对植株的细胞产生损伤,进而对植株的生长产生更大的影响。
第二,离子毒性在盐的浓度到达临界点后会出现,导致植物无法保持离子平衡,从而导致二次伤害。
结果表明,盐胁迫对植物的萌发、生长、光合色素、光合作用、离子平衡、养分平衡等都有影响。
1.1 盐分对植物生长发育的影响种子发芽是植物生命活动的基础和关键环节,是影响植物生长发育和繁殖的重要因素。
研究观察到,光果甘草和胀果甘草在400 mmol/L NaCl条件下的萌发率、根长、根鲜重等均显著降低。
有研究表明,盐害对松果菊种子发芽有显著的抑制作用,对发芽、发芽指数等都有明显的抑制作用,会延迟种子萌发时间,使其萌发周期拉长[2]。
总之,盐分胁迫对种子萌发有一定的抑制作用。
盐害对植株的表现效应主要有:新枝生长缓慢,植株高度下降,叶片枯黄、枯萎等,而与生理变化相比,植株生长速度较慢。
植物受到盐害的第一个征兆是老叶,然后是新叶。
植物老叶的盐害表现为:叶片边缘和叶片尖端先枯萎,接着变为黄绿色,再到凋谢,最终叶片发黑,叶片枯死。
盐生植物耐盐机理及PGPR促生机制研究进展作者:薄波哈斯其木格萨日娜来源:《南方农业·上》2024年第03期摘要盐生植物因其特殊的生存策略能够在盐渍环境下正常生长,是研究植物耐盐机理的良好材料。
盐生植物的根际存在着耐盐菌库,其中植物根际促生菌为缓解盐胁迫、促进植物正常生长起到了重要作用。
综述了盐生植物稀盐、泌盐和拒盐的特性,总结了其适应高盐环境的生理机制,同时对根际促生菌的促生机理进行了系统梳理,讨论了盐生植物及其根际促生菌对改良盐碱地发挥的作用及存在的问题。
关键词盐生植物;耐盐机理;根际促生菌;促生机理中图分类号:Q945.78 文献标志码:C DOI:10.19415/ki.1673-890x.2024.05.005盐碱土是指土壤中盐分浓度较高或含有可溶性盐类且可能对植物生长发育造成直接危害的土壤种类。
据统计,全球不同类型的盐碱化土地总面积已达到1×109 hm2,广泛分布于亚洲、美洲、欧洲、澳洲等地,且以每年10%的速度递增,是世界各国普遍面临的环境问题[1]。
我国盐碱土面积位列世界第三,总面积约9 913万hm2,集中分布在西北、华北、东北及滨海地区,影响着23个省区市总面积超过3 330万hm2的耕地,其中具有农业利用价值的占中国耕地总面积的10%以上[2]。
盐碱土中过量的矿质元素如Na+或Cl−通过渗透胁迫和离子胁迫影响植物的正常生理代谢,导致植株枯萎甚至死亡。
但在盐碱土的极端环境中生存着一类特殊的盐生植物,它们能够在盐浓度高达5 g·L-1的环境中生长[3]。
经过长期的适应与进化,盐生植物演化出各种生存策略以适应在盐碱土中生长,例如产生相容溶质以增加细胞质渗透压、在液泡中积累Na+及从细胞中排除Na+等[4]。
微生物是土壤肥力的隐形提供者,土壤和根系微生物相互作用调节植物的生长发育过程,其中,生存在植物根际土壤中能够直接或间接促进植物生长、增加作物产量、帮助植株适应极端环境的微生物称为植物根际促生菌(Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)[5]。
淮北师范大学2013届学士学位论文毕业论文(设计)的题目植物耐盐机制的研究进展学院、专业生命科学学院生物科学研究方向逆境植物生理学学生姓名黄晓丹学号20091501047指导教师姓名张强指导教师职称副教授2013年 3 月 29 日目录引言 (3)1植物耐盐性的研究 (3)1.1渗透调节物质的积累....................................................................................................................1.2离子区域化 (1)1.3维护膜系统的完整性 (2)1.4大分子蛋白的积累 (2)2 如何提高植物的耐盐性 (2)2.1 对现有植物进行耐盐性筛选 (3)2.2植物在组织器官水平上的耐盐机制 (3)2.3利用现代生物技术育种 (3)3 结语 (6)参考文献 (6)致谢 (8)植物根系耐盐机制的研究进展黄晓丹(淮北师范大学生命科学学院)(指导教师:张强)摘要:盐是影响植物生长发育和产量的最重要的环境因素之一。
长期处于盐性环境中植物的生理特性会发生一定的变化。
从生理学、生物化学、盐胁迫分子生物学机制的角度对植物对盐胁迫的反应研究进行了回顾,并提供了一些现有知识技术水平上可以提高植物盐耐性的办法。
对植物盐胁迫研究现状及进展情况进行了综述, 目的在于为开展植物抗盐机理研究、选育培育耐盐植物新品种提供依据。
关键词:盐胁迫;耐盐机制;离子吸收;抗氧化酶Progress of Studies on Salt Tolerance Mechanisms inPlant RootHUANG Xiao-dan(School of Life Science , Huaibei Normal University)Tutored by ZHANG QiangAbstract:Salinity is the major environmental factor limit ing plant growth and productivity. The responses of plant to salinity stress are reviewed with emphasis on physiological,biochemical,and molecular mechanisms of salt tolerance. Methods within current literature for enhancing salt tolerance of plants are provided. The current researches on salt stress in plants were summarized. This may help to study the salt tolerant mechanism and breeding new salt-toler ant plants.Keywords:salt stress; salt-tolerant mechanism ;ion absorption; antioxidant enzyme引言土壤的盐碱化问题一直威胁着人类赖以生存的有限土壤资源,是日益严重的环境和生态问题之一。
《3种地被植物耐盐性差异及外源钙对其盐胁迫缓解作用的研究》一、引言随着全球气候的变化和人类活动的加剧,土壤盐渍化问题日益严重,对农业生产和生态环境造成了严重影响。
因此,研究植物的耐盐性及其机理,对于改良盐碱土壤和提高农作物产量具有重要意义。
地被植物作为生态系统的重要组成部分,其耐盐性的研究也日益受到关注。
本研究选取了三种地被植物,通过对其耐盐性的比较分析,探究外源钙对盐胁迫的缓解作用,以期为盐碱地的植被恢复和农业改良提供理论依据。
二、研究方法1. 材料选择本研究选取了三种地被植物:狗牙根、紫花苜蓿和鸢尾。
这三种植物在盐碱地中较为常见,具有较好的生长潜力和适应性。
2. 实验设计将三种地被植物分别置于不同浓度的盐胁迫条件下(0、50、100、150 mmol/L NaCl),并设置外源钙处理组(添加CaCl2),以探究其耐盐性及外源钙的缓解作用。
每个处理组设置三个重复。
3. 测定指标观察并记录植物的生长状况、叶片颜色、生长速度等指标,同时测定植物体内的盐离子含量、叶绿素含量、脯氨酸含量等生理指标。
三、实验结果与分析1. 生长状况与生理指标在盐胁迫条件下,三种地被植物的生长均受到抑制,但不同植物之间的耐盐性存在差异。
狗牙根在较高浓度的盐胁迫下仍能保持较好的生长状态,紫花苜蓿次之,鸢尾的耐盐性相对较弱。
在生理指标方面,外源钙处理组的植物体内盐离子含量较低,叶绿素含量和脯氨酸含量较高,表明外源钙对盐胁迫具有一定的缓解作用。
2. 耐盐性比较通过对生长状况和生理指标的分析,我们发现狗牙根的耐盐性最强,紫花苜蓿次之,鸢尾的耐盐性相对较弱。
这可能与三种植物的生物学特性有关,也与它们的遗传背景和适应环境的能力有关。
3. 外源钙的缓解作用在盐胁迫条件下,外源钙处理组的植物生长状况明显优于对照组。
外源钙能够降低植物体内的盐离子含量,提高叶绿素含量和脯氨酸含量,从而缓解盐胁迫对植物造成的伤害。
这表明外源钙对提高植物的耐盐性具有一定的作用。
第46卷第7期2010年7月林业科学SCIENTIASILVAESINICAEVol.46,No.7Jul.,2010
2种盐生植物根系的适盐特性
*
高瑞如1,2赵瑞华1杜新民1黄振英2杨学军2魏学智1黄培祐3(1.山西师范大学生命科学学院临汾041004;2.中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093;3.新疆大学生命科学与技术学院乌鲁木齐830046)
关键词:盐生植物;盐节木;盐爪爪;根长密度;根生物量;离子含量中图分类号:S718.45;Q945.12文献标识码:A文章编号:1001-7488(2010)07-0176-07
收稿日期:2009-02-09;修回日期:2009-09-25。基金项目:国家自然科学基金面上项目(30570281,30872074)、国家科技基础条件平台建设子项目(2005DKA21006)。*黄振英为通讯作者。
CharacteristicsofRootSystemsofTwoHalophytesforAdaptabilitytoSalinityGaoRuiru1,2ZhaoRuihua1DuXinmin1HuangZhenying2YangXuejun2WeiXuezhi1HuangPeiyou3(1.SchoolofLifeScience,ShanxiNormalUniversityLinfen041004;2.StateKeyLaboratoryofVegetationandEnvironmentalChange,InstituteofBotany,TheChineseAcademyofSciencesBeijing100093;3.CollegeofLifeScienceandTechnology,XinjiangUniversityUrumqi830046)
Abstract:HalocnemumstrobilaceumandKalidiumfoliatumaretwodominantspeciesinhalophyticplantcommunitiesinXinjiang.Thestrongadaptabilitytosalinityisprobablyrelatedtothecharacteristicsoftheirrootsystems.Thefieldinvestigationandlaboratoryanalysiswereusedtoexaminethedistributionpatternsofrootsystems,thewatercontentofdifferentdiameterroots,andtheioncontentsinsoil,rootxylemandcortexofthetwohalophytes.ResultsshowedthattherootsofH.strobilaceumandK.foliatumverticallydistributedasdeepas70and80cmsoillayers,andmostrootsdistributedin30-60and20-50cmdepthsrespectively.Rootshorizontaldistributionofthetwospeciesallexceeded140cm.Thedistributionpatternofrootfreshweightinsoilwassimilartothatofrootlengthdensity.pHvalue,andthecontentsofsaltandwaterindifferentedaphiclayersmayinfluencethepatternofrootdistribution.AsforH.strobilaceum,therootlengthofdiameterlessthan0.3cmaccountedforonly10.33%oftotalrootlength,andthemeanwatercontentinrootcortexwiththerootdiameterfrom0.3cmto0.5cmwashighest(78.10%).AsforK.foliatum,therootlengthofdiameterlessthan0.2cmwas7.81%oftotalrootlength,andthemeanwatercontentinrootcortexoftherootdiameterfrom0.5cmto0.6cmwashighest(68.01%),suggestingthatthehighwatercontentinrootcortexmaycontributetotheadaptabilitytosaline.Inbothspecies,thecontentsofCl-,SO2-4,Mg2+,andCa2+inrootcortexandxylemwererelativelyhighandpositivelycorrelatedwiththeseionsinsoil.WiththeexceptionofCa2+,thecontentsofotherionswereinsignificantlydifferent(P>0.05)betweenrootcortexandxylem.ItissuggestedthatthehighcontentofCa2+maypromoteplantsadaptingtothesalinesoil.Keywords:halophyte;Halocnemumstrobilaceum;Kalidiumfoliatum;rootlengthdensity;rootbiomass;thecontentofions
植物在吸收水分和营养物质的过程中,根系起关键性作用(Satomuraetal.,2006),同时根系在土壤中的分布格局反映出植物的生态适应对策(Hartleaetal.,2006),这种对策在逆境中表现为增加其生存的机会(冯锋等,2000)。盐生植物作为一类具有特殊适应能力的植物,生长于盐渍化土地上,这种适应对策可能表现在种子萌发(高瑞如等,2007;Songetal.,2006;Quetal.,2008)、幼苗生长(李圆圆等,2003;韩张雄等,2008)、形态结构(陆静梅等,1998;赵可夫,2002)、生理(孙黎等,2006;贾娜尔·阿汗等,2007)及分子调控(Yinetal.,2002)等方面。有关温带荒漠植物根系的研究主要集中于沙生植物(Dubrovskyetal.,1997;Ricardoetal.2002;Puenteetal.,2004;Carolynetal.,2004;Rodriguezetal.,2004;Hartleaetal.,2006),而对盐生植物根系的研
究不多,弋良朋等(2007)通过控制试验研究盐分对盐生植物幼苗根系影响得出,较高浓度的NaCl可以抑制梭梭(Haloxylonammodendron)、囊果碱蓬第7期高瑞如等:2种盐生植物根系的适盐特性(Suaedaphysophora)和钠猪毛菜(Salsolanitraria)3种盐生植物幼苗根系的生长(弋良朋等,2007a;Yietal.,2007),而200mmol·L-1NaCl降低盐生车前(Plantagomaritima)的根鲜质量和提高根系的含水量,但并没有抑制根长的生长(Rubiniggetal.,2003),野外调查发现亚麻叶碱蓬(Suaedalinifolia)根冠部分发育根套,耐盐能力可能因此增强(高瑞如等,2006)。王俊等(2008)对盐生植物群落地下生物量进行调查,得出群落中植物根系生物量密度分布格局与土壤盐分水盐动态密切相关,这种相关可能是由于根冠区土壤盐分特异变化引起的(郗金标等,2004),尽管这些研究结果在说明根系与植物耐盐性的关系上具有一定的作用,但均集中于实验室单盐模拟和群落水平上的研究,对自然生境中的盐生植物个体根系分布格局及适盐特性研究不足。盐节木(Halocnemumstrobilaceum)和盐爪爪(Kalidiumfoliatum)均为藜科多年生植物,分布较广,是盐生荒漠群落的优势物种(Songetal.,2006;Quetal.,2008)。有关这2种植物的研究主要集中在种子萌发生态学(高瑞如等,2007;Songetal.,2006)、群落特征(孔令韶等,1995)、分子生物学特征(曾幼玲等,2007),类黄酮、咖啡酸酯及香豆素等化学成分提取和资源开发等方面(Miftakhovaetal.,1999;2001;Gibbonsetal.,1999)。笔者对新疆准噶尔盆地南缘自然生境中的盐节木和盐爪爪长期调查发现:这2种植物具有很强的适盐性,甚至可在土壤表面具有2~6cm厚的盐壳中生存,其之所以能在高盐地上生存,可能与根系特征有关。2003年5月,采用野外调查和实验室分析相结合,对自然生境中的盐节木和盐爪爪根系分布格局与土壤水、盐和pH等的关系;粗细根分布特征及其水分含量与植物耐盐性关系;离子在根系中的分布及其与土壤中离子含量的关系等进行研究,以期从根系的特征上探明盐生植物适应高盐环境的机制,丰富植物适盐机制的理论,同时对荒漠植物的生态恢复策略的制定和植物资源的开发具有重要参考意义。1研究区概况本项研究是在准噶尔盆地古尔班通古特沙漠南缘的新疆建设兵团103团进行(87°25′—87°36′E,44°18′—44°40′N,海拔450~510m)。由于该区紧邻沙漠,气候炎热干燥,降水稀少。最冷月(1月)均温-20.7℃,最热月(7月)均温22.2℃,年均温度2.7℃、大气相对湿度61.90%、降水量153.88mm,无霜期162天,≥10℃以上积温3490℃,日照
2955.2h(自治区气象局提供,2004)。蔡家湖辖区
内盐渍化土地8785.7hm2(1988年资料,103团土地局提供)。4月份以后,该地到处可见白色盐花,盐花下面是厚约2~6cm的盐壳,其主要成分是硫酸盐和盐酸盐,0~30cm土壤层可溶性盐含量达(8.68±0.85)%。在严酷的生境中,生长着如藜科
(Chenopodiaceae)的雾滨藜(Bassiadasyphylla)、密
枝猪毛菜(Salsolaimplicata)、延叶猪毛菜(S.pachyhpyl)、亚麻叶碱蓬(S.linifolia)、盐节木和盐
爪爪等,蒺藜科的西伯利亚泡泡刺(Nitrariasibirica),柽柳科的长穗柽柳(Tamarixelongata)、多