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摘要土壤條件對翅堿蓬生長發育的影響試驗結果表明,翅堿蓬的生長發育與土壤條件關系密切。土壤鹽分對翅堿蓬的生長發育起著重要作用,水分是決定翅堿蓬生長的又一重要因素,二者共同決定著翅堿蓬的生長變化。土壤水分不足,導致土壤鹽分含量高是導致翅堿蓬死亡的主要原因。
關鍵詞：土壤條件;翅堿蓬;生長發育;影響
翅堿蓬(SuaedaheteropteraKitag)又稱黃須菜,在植物分類上屬黎科堿蓬屬植物,為一年生噬鹽的草本植物,其莖、葉營養豐富,不僅可以食用,而且可以入藥[1,2]。翅堿蓬由于噬鹽的特性,因而成為陸地向海灘深處進軍的先鋒植物和沿海灘涂的觀賞植物,并有保護環境、凈化污水等重要作用[3,4]。在盤錦地區遼闊的潮間帶上生長著大量的堿蓬。由于堿蓬的莖及肉質的葉為紅色,遠眺海灘呈現一片紅色,因而被稱為紅海灘,成為盤錦地區一個重要的旅游景點,曾于1997年被列為遼寧“五十佳景”之一。但是近年來,生長在紅海灘上的翅堿蓬在整個生長季的不同時期都有面積大小不等、不明原因的死亡。為了查明其淵源,使盤錦市這一有益的自然資源得到保護和有效利用,進行了本項研究。現將試驗結果總結如下。
1材料與方法
1.1供試材料
試驗材料為自然保護區紅海灘上的翅堿蓬種子。試驗于2006~2007年在盤錦市蘆葦科學研究所進行。
1.2試驗方法
1.2.1土培試驗。用土取自自然保護區灘海管理站灘涂土壤,設12個處理:Cl-含量分別為0、5、10、12、15、20、25、30、33、35、37、40g/L的NaCl水溶液,處理代號依次為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12,其中以0g/L為對照(CK)。3次重復,隨機排列。6月12日當株高20cm左右時開始處理,至7月11日,共處理7次,每桶澆鹽水7330mL。10d后調查植株死亡數、株高、葉相(長×寬)、葉色（中國論文聯盟整理）,根系生長狀況等[4]。
1.2.2沙培試驗。用沙為一般河沙,設12個處理(同土培試驗),3次重復,隨機排列。這一試驗在完全接受自然光照射的條件下進行。7月1日株高15cm時,做不同鹽濃度處理,至7月9日止澆3次,每桶共澆鹽水5000mL。然后定期調查植株死亡數、株高、葉色、葉相(長×寬)、根系等。
1.2.3水培試驗。采用分析純氯化鈉,海水取自自然保護區灘海管理站。設13個處理,分別為:Cl-含量為10、15、18、20、22、24、25、26、27g/L,海水原液(全鹽32.8g/L、Cl-含量20.11g/L)、2/3海水原液、3/4海水原液,自來水為對照(CK)。3次重復,隨機排列。2007年6月17日、18日選生長均勻、健壯的種苗,通過蓋在燒杯上的硬紙板上的苗孔,將苗固定,每杯10株植物,然后用硬紙板蓋好,以防止蒸發。26日緩苗后按上述不同濃度溶液進行處理,7月10日調查植株的死亡率。
同時,測定土壤和海水樣的8項離子、全鹽、pH值及土壤的氮、磷、有機質含量。
2結果與分析
2.1鹽分對翅堿蓬生長的影響
翅堿蓬在盤錦地區4月下旬至5月上旬平均氣溫達到10℃、10cm土溫穩定在9℃時出苗。幼苗期生長緩慢,在進入5月中旬開始出現分枝,這時地溫回升加快,營養生長速度也在加快,到6月中旬至7月中旬生長最快,8月中下旬至9月上中旬開花,轉入以生殖生長為主,植株生長緩慢下來,一直延續到11月中旬左右籽粒成熟為止,生育期180d左右。
試驗結果表明,隨鹽分濃度的增加,對翅堿蓬的影響也隨之加大,其中處理6、7、8、10、11、12的翅堿蓬生長明顯受到抑制,生長緩慢,直到植株死亡(見表1)。表2是各處理的土樣化驗分析結果,從表2中可以看出,當土壤中鹽分含量達到15.4mg/g以上時翅堿蓬生長嚴重受到抑制,甚至死亡,達到20mg/g以上時短期內就大量死亡。
適宜環境條件下,翅堿蓬葉為肉質線型,長0.8~4.0cm,寬約1mm。隨著鹽分含量的增加,葉片長度變化不大,但葉片寬度急劇增加,強烈肉質化,含汁量增加,生長在室外的沙培試驗及野外調查葉片變化趨勢相同。隨著鹽濃度的增高,不僅葉片發生形態上的變化,葉色也發生了變化,由淺綠→綠、紅相間→紅色。使翅堿蓬變紅的土壤全鹽含量為10(10.31)mg/g左右(見表3)。
根系生長情況調查發現,處理1~3在0~25cm深的范圍內有大量的須根生長,甚至在桶底聚成一團;處理4、處理5須根稀少,大都聚集在0~10cm范圍內;處理6~12基本沒有分布。這說明鹽分對根的生長和吸收能力的影響是很大的。隨著鹽濃度的增加,翅堿蓬開花受到影響,甚至不能開花。沙培處理也有相同的趨勢。
2.2水分狀況對翅堿蓬生長的影響
翅堿蓬耐水淹的能力也很強。在紅海灘上,隨著潮起潮落,每天都要受水淹,有時持續2~3h,水退后還能正常生長。水培試驗中,將翅堿蓬根完全浸泡在不同濃度的鹽水中,在達到耐鹽極限之內,能存活很長時間。在自來水(對照處理)和低鹽濃度下,能維持生命到開花。對照有7%的植株能存活146d以上。海水處理的在處理后的第19天全部死亡,其他各處理也有隨著Cl-含量的增加死亡率增高的趨勢(見表4)。
在不同鹽濃度土培試驗中,將土壤在自然干燥的情況下,分0~10cm、0~25cm2個不同層次取樣并進行化驗分析,通過化驗結果對比可以看出,0~10cm表土層即翅堿蓬根系大量生長的層面含鹽量遠高于深土層,甚至成倍數增加(見表5)。由此可見,在鹽堿灘涂上如果水分不足,即干旱引起鹽分在土壤表層積累,給翅堿蓬生長帶來的危害是非常嚴重的。
2.3營養條件對翅堿蓬生長的影響
在土培試驗中,由于土壤中含有維持其生命活動的營養物質,所以能開花結實,產生一定量的種子(見表6)。而在沙培試驗中,由于沙子中所含的營養物質微乎其微,不能或很少產生正常種子(包括對照)。
3結論與討論
試驗結果表明,翅堿蓬的生長發育與土壤條件關系密切。土壤鹽分對翅堿蓬的生長發育起主要作用,水分是決定翅堿蓬生長的又一重要因素,二者之間有著非常密切的關系,共同決定著翅堿蓬的生長變化。土壤水分不足,導致土壤鹽分含量高是最終導致翅堿蓬死亡的主要原因。
翅堿蓬對鹽分盡管有極高的抗性,如在葉片形態上表現出強烈肉質化,它能從環境中吸收大量鹽分,并把原生質中的鹽排到體內的鹽泡中,使原生質不致因積累過高鹽分而受傷害。另一方面,由于細胞中含有大量可溶性鹽,使其滲透壓大為提高[5]。因此,它的根系仍然可以從具有很高的滲透勢的鹽堿土壤溶液中吸收一些水分,以保證生長發育和光合作用對水分的需求,同時,其細胞中的原生質對鹽分也有較強的抗性,不易受鹽的毒害[6]。但是,翅堿蓬的抗鹽能力也是有限度的,當達到它的耐鹽極限時,就會受到抑制
(16g/L左右),再高時由于反滲透現象的發生,因而導致根系不能吸收水分,翅堿蓬萎蔫死亡。
近年來,淡水資源的短缺日漸嚴重,盤錦地區1999~2006年降雨量7年間都在歷年(20年資料)平均降雨量以下,特別是1999~2002年,降雨量只有450mm左右。2000年、2001年極端高溫,高溫出現的天數都在20d以上,32.1~34.8℃出現在7月中旬[7]。這種高溫、干旱,使土壤淋溶作用減弱,表層鹽分含量增加,因此水、鹽消長矛盾更加突出,使翅堿蓬的正常生長受到嚴重抑制。高溫、少雨、過高的鹽分,加速了翅堿蓬的死亡,這也是每年6~7月翅堿蓬發生死亡的一個重要原因。翅堿蓬此時正值營養生長期,沒有進入生殖生長,不能產生種子,如果死亡,可以說是毀滅性的。因為翅堿蓬是靠種子繁殖的一年生植物,靠海水等途徑攜帶的種子進行繁殖是非常有限的,因此在翌年會出現裸灘。
4參考文獻
[1]曹虎.鹽生植物與鹽堿地農業[J].植物雜志,2000(5):10-11.
[2]邵秋玲,李玉娟.鹽地堿蓬開發前景廣闊[J].植物雜志,1998(3):12.
[3]胡博路,杭瑚.翅堿蓬的抗氧化活性研究[J].中國海洋藥物,2001,20(4):29-31.
[4]張憲政.作物生理研究法[M].北京:農業出版社,1992.
[5]張其德.鹽協迫對植物及其光合作用的影響(中)[J].植物雜志,2000(1):28-29.
[6]張其德.鹽協迫對植物及其光合作用的影響(下)[J].植物雜志,2000(2):32-33.
[7]黃榮輝,周連童.我國重大氣候災害特征形成機理和預測研究[J].自然災害學報,2002,11(1):1-9.