关键词土壤条件;翅碱蓬;生长发育;影响
翅碱蓬(suaeda heteroptera kitag)又称黄须菜,在植物分类上属黎科碱蓬属植物,为一年生噬盐的草本植物,其茎、叶营养丰富,不仅可以食用,而且可以入药[1,2]。翅碱蓬由于噬盐的特性,因而成为陆地向海滩深处进军的先锋植物和沿海滩涂的观赏植物,并有保护环境、净化污水等重要作用[3,4]。在盘锦地区辽阔的潮间带上生长着大量的碱蓬。由于碱蓬的茎及肉质的叶为红色,远眺海滩呈现一片红色,因而被称为红海滩,成为盘锦地区一个重要的旅游景点,曾于1997年被列为辽宁“五十佳景”之一。但是近年来,生长在红海滩上的翅碱蓬在整个生长季的不同时期都有面积大小不等、不明原因的死亡。为了查明其渊源,使盘锦市这一有益的自然资源得到保护和有效利用,进行了本项研究。现将试验结果总结如下。
1材料与方法
1.1供试材料
试验材料为自然保护区红海滩上的翅碱蓬种子。试验于2006~2007年在盘锦市芦苇科学研究所进行。
1.2试验方法
1.2.1土培试验。用土取自自然保护区滩海管理站滩涂土壤,设12个处理:cl-含量分别为0、5、10、12、15、20、25、30、33、35、37、40g/l的nacl水溶液,处理代号依次为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12,其中以0g/l为对照(ck)。3次重复,随机排列。6月12日当株高20cm左右时开始处理,至7月11日,共处理7次,每桶浇盐水7 330ml。10d后调查植株死亡数、株高、叶相(长×宽)、叶色,根系生长状况等[4]。
1.2.2沙培试验。用沙为一般河沙,设12个处理(同土培试验),3次重复,随机排列。这一试验在完全接受自然光照射的条件下进行。7月1日株高15cm时,做不同盐浓度处理,至7月9日止浇3次,每桶共浇盐水5 000ml。然后定期调查植株死亡数、株高、叶色、叶相(长×宽)、根系等。
1.2.3水培试验。采用分析纯氯化钠,海水取自自然保护区滩海管理站。设13个处理,分别为:cl-含量为10、15、18、20、22、24、25、26、27g/l,海水原液(全盐32.8g/l、cl-含量20.11 g/l)、2/3海水原液、3/4海水原液,自来水为对照(ck)。3次重复,随机排列。2007年6月17日、18日选生长均匀、健壮的种苗,通过盖在烧杯上的硬纸板上的苗孔,将苗固定,每杯10株植物,然后用硬纸板盖好,以防止蒸发。26日缓苗后按上述不同浓度溶液进行处理,7月10日调查植株的死亡率。
同时,测定土壤和海水样的8项离子、全盐、ph值及土壤的氮、磷、有机质含量。
2结果与分析
2.1盐分对翅碱蓬生长的影响
翅碱蓬在盘锦地区4月下旬至5月上旬平均气温达到10℃、10cm土温稳定在9℃时出苗。幼苗期生长缓慢,在进入5月中旬开始出现分枝,这时地温回升加快,营养生长速度也在加快,到6月中旬至7月中旬生长最快,8月中下旬至9月上中旬开花,转入以生殖生长为主,植株生长缓慢下来,一直延续到11月中旬左右籽粒成熟为止,生育期180d左右。
试验结果表明,随盐分浓度的增加,对翅碱蓬的影响也随之加大,其中处理6、7、8、10、11、12的翅碱蓬生长明显受到抑制,生长缓慢,直到植株死亡(见表1)。表2是各处理的土样化验分析结果,从表2中可以看出,当土壤中盐分含量达到15.4mg/g以上时翅碱蓬生长严重受到抑制,甚至死亡,达到20mg/g以上时短期内就大量死亡。
适宜环境条件下,翅碱蓬叶为肉质线型,长0.8~4.0cm,宽约1mm。随着盐分含量的增加,叶片长度变化不大,但叶片宽度急剧增加,强烈肉质化,含汁量增加,生长在室外的沙培试验及野外调查叶片变化趋势相同。
随着盐浓度的增高,不仅叶片发生形态上的变化,叶色也发生了变化,由浅绿→绿、红相间→红色。使翅碱蓬变红的土壤全盐含量为10(10.31)mg/g左右(见表3)。
根系生长情况调查发现,处理1~3在0~25cm深的范围内有大量的须根生长,甚至在桶底聚成一团;处理4、处理5须根稀少,大都聚集在0~10cm范围内;处理6~12基本没有分布。这说明盐分对根的生长和吸收能力的影响是很大的。随着盐浓度的增加,翅碱蓬开花受到影响,甚至不能开花。沙培处理也有相同的趋势。
2.2水分状况对翅碱蓬生长的影响
翅碱蓬耐水淹的能力也很强。在红海滩上,随着潮起潮落,每天都要受水淹,有时持续2~3h,水退后还能正常生长。水培试验中,将翅碱蓬根完全浸泡在不同浓度的盐水中,在达到耐盐极限之内,能存活很长时间。在自来水(对照处理)和低盐浓度下,能维持生命到开花。对照有7%的植株能存活146d以上。海水处理的在处理后的第19天全部死亡,其他各处理也有随着cl-含量的增加死亡率增高的趋势(见表4)。
在不同盐浓度土培试验中,将土壤在自然干燥的情况下,分0~10cm、0~25cm 2个不同层次取样并进行化验分析,通过化验结果对比可以看出,0~10cm表土层即翅碱蓬根系大量生长的层面含盐量远高于深土层,甚至成倍数增加(见表5)。由此可见,在盐碱滩涂上如果水分不足,即干旱引起盐分在土壤表层积累,给翅碱蓬生长带来的危害是非常严重的。
2.3营养条件对翅碱蓬生长的影响
在土培试验中,由于土壤中含有维持其生命活动的营养物质,所以能开花结实,产生一定量的种子(见表6)。而在沙培试验中,由于沙子中所含的营养物质微乎其微,不能或很少产生正常种子(包括对照)。
3结论与讨论
试验结果表明,翅碱蓬的生长发育与土壤条件关系密切。土壤盐分对翅碱蓬的生长发育起主要作用,水分是决定翅碱蓬生长的又一重要因素,二者之间有着非常密切的关系,共同决定着翅碱蓬的生长变化。土壤水分不足,导致土壤盐分含量高是最终导致翅碱蓬死亡的主要原因。
翅碱蓬对盐分尽管有极高的抗性,如在叶片形态上表现出强烈肉质化,它能从环境中吸收大量盐分,并把原生质中的盐排到体内的盐泡中,使原生质不致因积累过高盐分而受伤害。另一方面,由于细胞中含有大量可溶性盐,使其渗透压大为提高[5]。因此,它的根系仍然可以从具有很高的渗透势的盐碱土壤溶液中吸收一些水分,以保证生长发育和光合作用对水分的需求,同时,其细胞中的原生质对盐分也有较强的抗性,不易受盐的毒害[6]。但是,翅碱蓬的抗盐能力也是有限度的,当达到它的耐盐极限时,就会受到抑制
(16g/l左右),再高时由于反渗透现象的发生,因而导致根系不能吸收水分,翅碱蓬萎蔫死亡。
近年来,淡水资源的短缺日渐严重,盘锦地区1999~2006年降雨量7年间都在历年(20年资料)平均降雨量以下,特别是1999~2002年,降雨量只有450mm左右。2000年、2001年极端高温,高温出现的天数都在20d以上,32.1~34.8℃出现在7月中旬[7]。这种高温、干旱,使土壤淋溶作用减弱,表层盐分含量增加,因此水、盐消长矛盾更加突出,使翅碱蓬的正常生长受到严重抑制。高温、少雨、过高的盐分,加速了翅碱蓬的死亡,这也是每年6~7月翅碱蓬发生死亡的一个重要原因。翅碱蓬此时正值营养生长期,没有进入生殖生长,不能产生种子,如果死亡,可以说是毁灭性的。因为翅碱蓬是靠种子繁殖的一年生植物,靠海水等途径携带的种子进行繁殖是非常有限的,因此在翌年会出现裸滩。
4参考文献
[1] 曹虎.盐生植物与盐碱地农业[j].植物杂志,2000(5):10-11.
[2] 邵秋玲,李玉娟. 盐地碱蓬开发前景广阔[j].植物杂志,1998(3):12.
[3] 胡博路,杭瑚.翅碱蓬的抗氧化活性研究[j].中国海洋药物,2001,20(4):29-31.
[4] 张宪政.作物生理研究法[m].北京:农业出版社,1992.
[5] 张其德.盐协迫对植物及其光合作用的影响(中)[j].植物杂志,2000(1):28-29.
[6] 张其德. 盐协迫对植物及其光合作用的影响(下)[j].植物杂志,2000(2):32-33.
[7] 黄荣辉,周连童.我国重大气候灾害特征形成机理和预测研究[j].自然灾害学报,2002,11(1):1-9.
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