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    大慶肇源縣耐鹽植物篩選與耐鹽性研究

    2020-08-03 02:01:00李青楠穆丹梁英輝姚丹丹王瑩
    安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2020年9期
    關(guān)鍵詞:篩選耐鹽性

    李青楠 穆丹 梁英輝 姚丹丹 王瑩

    摘 要:大慶地區(qū)鹽堿地面積較大,分布廣泛,耐鹽植物豐富。該研究利用野外實(shí)地調(diào)查法,以黑龍江省大慶市肇源縣鹽堿地為對(duì)象,初步統(tǒng)計(jì)出在鹽堿地上適合生長(zhǎng)的耐鹽植物共有65種,隸屬于29科50屬。進(jìn)一步分析耐鹽植物資源狀況,對(duì)比鹽堿地改良方法和對(duì)策,得出生物改良是鹽堿地可持續(xù)發(fā)展的重要舉措,為大慶市肇源縣鹽堿地的生態(tài)改良及資源利用提供了有效依據(jù)。

    關(guān)鍵詞:大慶肇源縣;耐鹽植物;篩選;耐鹽性

    中圖分類號(hào) S156.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731(2020)09-0042-05

    Study on the Screening and Salt Resistance of Salt-resistant Plants in Daqing Zhaoyuan County

    Li Qingnan et al.

    (School of Life Science,Jamus University,Jamuus 154007, China)

    Abstract: The salt-alkali area in Daqing area is large, widely distributed and rich in salt-tolerant plants. Using field investigation method, the salt-alkali land in Zhaoyuan County, Daqing City, Heilongjiang Province, was the research object, and the preliminary statistics showed that there were 65 kinds of salt-tolerant plants suitable for growth in the salt-alkali land, belonging to 29 genus 50. Further analysis of the status of salt-tolerant plant resources, compared with the methods and countermeasures of salt-alkali land improvement, it is concluded that biological improvement is an important measure of sustainable development of saline-alkali land. This provides an effective basis for the ecological improvement and resource utilization of salt-alkali land in Zhaoyuan County, Daqing City.

    Key words: Daqing Zhaoyuan County; Salt-resistant plants; Screening; Salt resistance

    現(xiàn)如今,土壤鹽堿化已經(jīng)成為世界上最為重要的環(huán)境問題之一。土壤鹽堿化與沙漠化相伴而生,是綠地表面生態(tài)脆弱的區(qū)域,這不僅是對(duì)資源的破壞和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的損失,還對(duì)生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅[1]。世界鹽堿地面積約9.5億hm2,我國(guó)鹽堿地面積約1萬4hm2,約占我國(guó)國(guó)土面積的10.33%[2],位居世界第3,是名副其實(shí)的鹽堿地大國(guó)。鹽堿地在我國(guó)分布極廣,不少地區(qū)都有其蹤跡,在最新衛(wèi)星圖像所顯示和人員實(shí)地調(diào)查可知,黑龍江省大慶市肇源縣有8.7萬hm2鹽堿地,面積廣遠(yuǎn)遼闊,占該地土壤總面積的21.5%,為目前國(guó)內(nèi)鹽堿地集中分布的主要地區(qū)。

    鹽堿地的形成和所處的地質(zhì)與漫長(zhǎng)的歷史有關(guān),由于地殼不斷運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致版塊構(gòu)造發(fā)生改變,為其提供蘇打鹽分,隨著板塊運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)蘇打鹽分不斷聚集,經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間積累,形成現(xiàn)如今的鹽堿地。鹽堿地是重要后備土地資源,如利用不合理,會(huì)使該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到抑制,為使土壤資源被充分利用并可持續(xù)發(fā)展,應(yīng)采取措施改良鹽堿土壤。國(guó)內(nèi)外對(duì)鹽堿地都采取了一些有效措施[3],上世紀(jì)60年代,巴基斯坦改良鹽堿地措施主要以管井工程為主,而埃及對(duì)尼羅河三角洲實(shí)施的鹽漬土改良措施主要以暗管排水為主,這兩個(gè)整治工程浩大,世界影響力極強(qiáng)。自20世紀(jì)開始,美國(guó)[4]、澳大利亞[5-6]、印度[7-10]等國(guó)家持續(xù)開展鹽堿地改良研究并取得了良好的效果。國(guó)內(nèi)對(duì)鹽堿地的研究也取得了一定的進(jìn)展,如利用“井灌井排”和“抽咸換淡”方法對(duì)河南封丘以及山東禹城鹽漬地改造,以及在渤海灣治理濱海淤泥質(zhì)灘涂地區(qū)[11],皆獲得良好成效。

    1 研究地概況及研究方法

    1.1 研究地概況 肇源縣,地處黑龍江省西部,松嫩兩江左岸,為大慶市下轄縣[12]。氣候?yàn)楸睖貛Т箨懶詺夂颍摰匚锓N資源豐富,草本植物約1800多種,還有車前子、防風(fēng)等野生藥材百余種。境內(nèi)多為低地平原、沼澤、泡泊與河川,同時(shí)含有面積較大的鹽堿地,鹽堿化面積為8.8萬hm2[13]。鹽堿地大致可分3類:輕度鹽堿地、中度鹽堿地和重度鹽堿地。輕度鹽堿地地上水生植物成活率較高,平均在20%~80%;中度鹽堿地的鹽濃度較為高些,出苗成活率平均在40%~50%;而重度鹽堿地上的含鹽百分比過高,對(duì)于植物來說,出苗率相對(duì)較低。大慶市肇源縣是我國(guó)鹽堿地分布比較集中的地區(qū),有輕度鹽堿化面積2.6萬hm2,中度鹽堿地2.8萬hm2,重度鹽堿地3.4萬hm2,因此改良鹽堿地對(duì)恢復(fù)肇源縣整體生態(tài)具有重要意義,應(yīng)篩選出適合鹽堿地改良的有效措施。

    1.2 調(diào)查方法

    1.2.1 鹽堿地改良方法 分3類化學(xué)改良、物理改良以及生物改良,3種改良方法都對(duì)土壤鹽堿地的改良有著一定的作用[14]?;瘜W(xué)方法,改良過程中費(fèi)用較昂貴,且改良過后易對(duì)土壤造成二次污染,影響該地區(qū)植物生長(zhǎng)發(fā)育;物理改良中水利改良成效快,但過程不具有長(zhǎng)久性,且成本也較高。生物改良措施成本較上2種方法更低廉,此外還具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,并且改良過程中綠色無污染,改良后土壤鹽堿濃度降低。

    1.2.2 耐鹽植物調(diào)查

    1.2.2.1 直接法 根據(jù)大慶市肇源縣的鹽堿地分布情況,直接觀察植物在該地區(qū)的成活情況,將生長(zhǎng)良好的植物生長(zhǎng)情況以及成長(zhǎng)過程在鹽堿地上產(chǎn)生的反應(yīng)進(jìn)行記錄,最后將其匯總,在各個(gè)方面進(jìn)行綜合性評(píng)估,得出植物的耐鹽情況。

    1.2.2.2 生理生化指標(biāo)法 對(duì)植物體內(nèi)的某些生理生化因子進(jìn)行檢測(cè),觀察因子在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的反應(yīng),以體現(xiàn)出植物體機(jī)制耐鹽程度。

    1.2.2.3 混合法 在植物耐鹽性評(píng)價(jià)過程中,綜合直接法和生理生化方法,既不滿足于直接法的肉眼觀看,也不完全按照測(cè)量指標(biāo)進(jìn)行判斷,利用2種方法,將觀察到植物的生長(zhǎng)狀況和形態(tài)指標(biāo),與植物本身生理指標(biāo)相結(jié)合[19]。2 結(jié)果與分析

    2.1 鹽生植物名錄的確定與區(qū)系 根據(jù)黑龍江省大慶市肇源縣的鹽堿地進(jìn)行現(xiàn)狀調(diào)查研究,初步統(tǒng)計(jì)到大慶地區(qū)常見的植物共有84科294屬442種,其中,菊科48屬63種,薔薇科17屬37種,豆科15屬28種,蓼科3屬16種,忍冬科4屬9種,松科3屬7種。通過查閱文獻(xiàn)資料與現(xiàn)實(shí)土壤概況查詢結(jié)果相結(jié)合,并對(duì)該地區(qū)部分植物進(jìn)行土壤鹽堿度的相關(guān)實(shí)驗(yàn),建立關(guān)于該地區(qū)的鹽生植物名錄(詳見表1)。由表1可知[20],肇源縣耐鹽植物有65種,分屬29科50屬。在4個(gè)以上的植物種類的優(yōu)勢(shì)科中,屬種數(shù)量依序?yàn)楹瘫究疲?屬)、豆科(5屬)、藜科(4屬)、薔薇科(4屬);其他植物種類科的分布,如忍冬科(3屬)、木犀科(3屬)、胡頹子科(2屬);傘形科、旋花科、茄科、楊柳科、蓼科、葡萄科、藍(lán)雪科、鳶尾科、榆科、山茱萸科、???、紫葳科、柏科、松科、報(bào)春花科、香蒲科、胡桃科、菊科、莎草科、千屈菜科、檉柳科以及漆樹科(1屬)。在4種以上種類數(shù)量的優(yōu)勢(shì)屬中,以種的數(shù)量依次排序?yàn)樗N薇科(9種)、禾本科(7種)、豆科(6種)、藜科(6種)、木犀科(6種)。除鳶尾科、榆科和忍冬科(3種)、胡頹子科(2種),傘形科、旋花科、茄科、楊柳科、蓼科、葡萄科、藍(lán)雪科、山茱萸科、???、紫葳科、柏科、松科、報(bào)春花科、香蒲科、胡桃科、菊科、莎草科、千屈菜科、檉柳科以及漆樹科均有1種。植物集中在少數(shù)科中,以種的數(shù)量依次排序?yàn)樗N薇科、禾本科、豆科、藜科和木犀科,共34種,約占總種數(shù)的52.3%(詳見表2)。

    2.2 植物耐鹽堿能力 通過對(duì)黑龍江大慶肇源縣篩選出的鹽生植物名錄分析,得出名錄中植物多為耐鹽堿、對(duì)土壤凈化能力強(qiáng)的植物[21]。輕度鹽堿地含有可溶性鹽在0.5%范圍內(nèi),中度內(nèi)含可溶性鹽在0.6%~2%,重度鹽堿地含大量的可溶性鹽在2%以上。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析:委陵菜、莓葉委陵菜、鵝絨委陵菜、黃刺玫、月季、玫瑰、山杏、東北杏、榆葉梅、甘草、刺果甘草、樹錦雞兒、胡枝子、紫穗槐、防風(fēng)、牽牛、龍葵、梓樹、紅皮云杉、接骨木、錦帶花、紅瑞木、旱柳、桑樹、香蒲、東北連翹、水曲柳、金銀木、褐鞘蓼、白蠟、胡桃、丁香、紫丁香、暴馬丁香、豬毛菜、地膚、堿地膚、木地膚、鹽爪爪、千屈菜、水蔥、五葉地錦、堿草、星星草、沙棗、費(fèi)菜、鳶尾、沙棘、榆樹、白榆、春榆,共有51種輕度耐鹽堿植物。中度耐鹽堿植物有丹東檜柏、二色補(bǔ)血草、結(jié)縷草、馬藺和溪蓀,共5種。草木犀、鹽地堿蓬、檉柳、火炬樹、狗牙根、狗尾草、虎尾草、蘆葦和堿蒿,這9種植物可歸為重度耐鹽植物(詳見表3)。

    2.3 鹽生植物改良鹽堿地的應(yīng)用效果 鹽堿地具有一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),是一種隨著生態(tài)改良可供利用的資源,應(yīng)采取合理的保護(hù)措施。筆者認(rèn)為鹽堿地是資源,應(yīng)秉承可持續(xù)發(fā)展方針,以資源保護(hù)為主,合理開發(fā)為輔,綜合布局。首先在田間開展植物種植實(shí)驗(yàn),分析植物生理機(jī)能,再對(duì)耐鹽植物深入研究。耐鹽植物具有較強(qiáng)耐鹽能力,能在鹽漬環(huán)境中正常生長(zhǎng)[22]。國(guó)外研究較早,20世紀(jì)60年代美國(guó)國(guó)家鹽堿地實(shí)驗(yàn)室,對(duì)耐鹽植物進(jìn)行系統(tǒng)研究[23-24]。經(jīng)過國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)時(shí)間不斷探索發(fā)現(xiàn),全球鹽生植物約1600余種,其中耐鹽植物種資源繁多[25],這些植物資源主要目標(biāo)是能夠應(yīng)對(duì)土壤鹽度的增加[26]。對(duì)于耐鹽植物資源,首先按照鹽堿植物本身生長(zhǎng)特性以及適合生長(zhǎng)的環(huán)境進(jìn)行分類,為其建立適合的自然保護(hù)區(qū),例如我國(guó)紅樹林自然保護(hù)區(qū);其次篩選出當(dāng)?shù)啬望}植物種質(zhì)基因,與我國(guó)鹽堿植物資源進(jìn)行整合;最后同世界鹽堿資源庫(kù)進(jìn)行比對(duì),篩出我國(guó)獨(dú)有品種,建立耐鹽植物種質(zhì)基因庫(kù),秉承可持續(xù)發(fā)展原則,再進(jìn)行系統(tǒng)的研究,使植物資源得以充分開發(fā)利用。

    2.3.1 低洼鹽堿地種植水稻 “鹽隨水來、鹽隨水去”,水分是鹽分遷移的載體,土壤中水分的運(yùn)動(dòng)變化直接影響土壤中鹽分的變化[27-28],所以說調(diào)控土壤中的水分是鹽堿地治理和改良利用的核心。低洼鹽堿地保水性十分優(yōu)良,可以用來種植水稻。開發(fā)種植水稻,是實(shí)現(xiàn)鹽堿地資源充分利用的重要途徑[29]。稻田的保水層可以保持水分,使其不被鹽分所消耗,這樣有效抑制鹽分聚集。實(shí)踐表明:種植水稻可以使鹽堿地內(nèi)的鹽分減少,隨著種植時(shí)間增長(zhǎng),土壤中鹽分濃度降低速度明顯加快,并且其中的有機(jī)質(zhì)含量和一些對(duì)身體有益的因素都在不斷增加。以上說明,以稻治堿是低洼鹽堿地合理利用,農(nóng)民特別是居住在鹽堿地附近的處于長(zhǎng)期貧困的人們來說,這是脫貧致富的有效途徑。

    2.3.2 鹽堿濕地育葦 鹽堿濕地由于處理不當(dāng),而導(dǎo)致面積不斷擴(kuò)大,鹽堿化隨之加重。這一現(xiàn)象表明,在開發(fā)時(shí)要充分考慮環(huán)境因素[30]。鹽堿濕地的保育勢(shì)在必行,根據(jù)不斷地實(shí)驗(yàn),濕地育葦-葦塘養(yǎng)魚這個(gè)模式出現(xiàn)在大眾視野。研究過程中發(fā)現(xiàn),在鹽堿濕地培育植物是一件很不容易的事情,但蘆葦卻具有很強(qiáng)的抗鹽堿的能力,它具有這種耐鹽堿的能力的原因來源于它發(fā)達(dá)的地下莖,這種地下莖在生長(zhǎng)過程中可吸收大量鹽分,長(zhǎng)此以往可以改善鹽堿濕地。同時(shí),蘆葦還具有其他的能力,例如它對(duì)環(huán)境有很好的凈化能力等。這種模式既發(fā)揮了鹽堿地的功能,又提高了鹽堿地的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

    2.3.3 鹽堿湖泡養(yǎng)魚 目前,隨著時(shí)代不斷進(jìn)步,有些實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明,許多品種在鹽堿湖泡中飼養(yǎng)可以生長(zhǎng),例如鯉、草、鰱、鳙以及鯽等,生活一段時(shí)間后,均生長(zhǎng)良好。這是鹽堿湖泡水資源的優(yōu)勢(shì)所在,這種方式不僅可以改善原有的不良生態(tài)環(huán)境,使其具有良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),還可以將泄洪排澇的作用發(fā)揮到極致。此外,通過適當(dāng)?shù)拇胧┻€可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究。

    3 結(jié)論與討論

    近年來,鹽堿地面積在不斷增加,新增的鹽堿地越來越多,并且有些鹽堿地的鹽堿化程度也在逐漸增加,鹽脅迫嚴(yán)重制約作物生產(chǎn)力[31]。選擇適合的方法是實(shí)現(xiàn)鹽堿地改良成功的關(guān)鍵,生物改良則是最有效的措施。與此同時(shí),耐鹽植物開發(fā)利用及相關(guān)系列研究成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)[32]。本研究對(duì)黑龍江省大慶市肇源縣地區(qū)耐鹽植物篩選和植物耐鹽性進(jìn)行了調(diào)查分析,結(jié)果表明,適宜肇源縣生長(zhǎng)的耐鹽植物資源共65種,分屬于29科50屬。其中最多的是薔薇科、禾本科、豆科、藜科、木犀科;其次是鳶尾科、榆科、忍冬科、胡頹子科等。特耐鹽植物占統(tǒng)計(jì)的6.2%,有檉柳、鹽地堿蓬、蘆葦和堿蒿,檉柳是篩選出耐鹽植物中耐鹽能力最強(qiáng)的植物,強(qiáng)耐鹽植物占統(tǒng)計(jì)的7.7%,有火炬樹、狗牙根、狗尾草、虎尾草等,中度耐鹽植物占統(tǒng)計(jì)的7.7%,有丹東檜柏、二色補(bǔ)血草、結(jié)縷草、馬藺等。輕微耐鹽堿的植物占比重較大,占統(tǒng)計(jì)的78.4%,有香蒲、東北連翹、水曲柳、金銀木、褐鞘蓼、白蠟、胡桃等。在實(shí)驗(yàn)過程中,我們發(fā)現(xiàn)沙棗在氯化鹽土中含鹽量超0.4%則無法繼續(xù)生長(zhǎng),但在硫酸鹽土全鹽量1.5%以下可生長(zhǎng)。這些耐鹽植物的發(fā)現(xiàn)可以減緩?fù)寥利}堿化,使土壤中含鹽量減低,同時(shí)可以逐步減少鹽堿化土壤面積,同時(shí)在發(fā)現(xiàn)植物的過程中,可以對(duì)植物資源進(jìn)行貯備和珍藏。

    鹽堿地隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,逐步得到了一些有效的解決方法,不再成為令我們頭疼的大問題,如:免耕覆蓋和耕翻覆蓋、水利工程、農(nóng)業(yè)耕作、土壤培肥保育等多項(xiàng)措施的配套綜合應(yīng)用[33]。在實(shí)驗(yàn)過程中,我們利用低洼鹽堿地種植水稻、鹽堿濕地育葦和鹽堿湖泡養(yǎng)魚等方法,同樣可以改變鹽堿地,改善植物生長(zhǎng)[34]。為使全國(guó)鹽堿地土地改良和植被恢復(fù),今后需深入開展以下研究工作:(1)加強(qiáng)對(duì)植物應(yīng)用對(duì)于鹽堿地區(qū)后的適應(yīng)性、凈化土壤效果的研究;(2)研究如何合理配置植物以提高凈化效率和景觀需求;(3)對(duì)于植物耐鹽性評(píng)價(jià),找出統(tǒng)一完善的評(píng)定體系。

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    (責(zé)編:王慧晴)

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