盐碱地的植被恢复与盐碱地改良方法的评述

盐碱地的植被恢复与盐碱地改良方法的评述 136 No15 Vol第 36 卷第 5 期 吉 林 林 业 科 2007 年 9 月 技 Sep12007 J IL IN FORESTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY () 文章编号 :1005 - 7129 200705 - 0014 - 08 文献标识码 :A 中图分类号 : S945178 盐碱地的植被恢复与盐碱地改良方法的评述 1 1 1 2 朱 虹, 祖元刚,王文杰,闫永庆 ()11 东北林业大学 ,黑龙江 哈尔滨 150040 ;21 东北农业大学 ,黑龙江 哈尔滨 150030 摘要 :本文主要评述了适合在盐碱地种植的耐盐碱的植物品种和筛选耐盐植物的一些关键生理指标 ,以 及改良盐碱地的主要方法 ,并对盐碱地植被恢复的研究进行了展望 。 关键词 :盐碱地 ;植被恢复 ;盐碱地改良 ;植物品种 ;耐盐能力 Assessment of vegetation restoring and artificial interference in the saline - alkaline soil 1 1 1 2ZHU Hong, ZU Yuan - gang, WANG Wen - jie, YAN Yong - qing ()11 Northeast Forestry University , Harbin 150040 ,China ;21 Northeast Aricultural University , Harbin 150030 ,China Abstract : Saline - alkaline soil is a puzzle in the world , which destroys the vegetation to produce lots of desolation soil1 The significance measure should be adopted in restoration of vegetation1 The adaptive plant species in the saline - alkaline soil , some key physiological criteria for selecting salt tolerance in plant and restoring vegetation measure were summed up in this paper based on research articles from domestic and abroad studying scopes1 The suggestion on the restoration of vegetation in saline - alkaline soil was expatiated1 Key words : saline - alkaline soil ; restoration of vegetation ; improving saline - alkaline soil ; plant species ; salt tolerance () 剧 刘 桂 芝 , 2005 。盐 碱 地 在 中 国 的 分 布 很 土壤盐渍化是一个世界性的资源和生态问 ,全 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。据联合国粮农组织和教科文组织统计 广 ,主要分布在东北 、华北 、西北内陆地区以及 9 2 ( ) 球有各种盐渍土约 10 ×10hm,占全球陆地面 长江以北沿海地带 卢耀千 , 1994。可以说 , 积的 10 % , 广泛 分 布 于 100 多 个 国 家 和 地 区 。盐碱土的治理是我国生态建设与实现全面协调 盐碱土是地球上广泛分布的一种土壤类型 。我 可持续发展的当务之急 。 在世界的干旱和半 4 2 国盐碱土地资源总额约为 9 913 ×10hm,并且 干旱地区 ,农业产量是 4 2 (还存在约有 1 733 ×10hm的潜在盐碱土 张世 非常低的 ,这是由于在这些地区的农作物遭受) 了大量的非生物胁迫 ,其中土壤盐碱性在很大 绥 ,2006。土壤盐渍化 ,让大量的国土被荒芜 , ( 让生态环境更恶劣 ,让盐碱区的人们贫困更加程度上限制了作物的产量 Gorham ,1995 ; Shan2 ) non ,1998 ; Munns ,2002。盐碱地引起植物生长 的许多负反应 ,如土壤溶液中有很低的渗透势 、 收稿日期 :2007 - 04 - 27 营养失去帄衡 、盐胁迫 ,以及这些因素都在生理 ( ) 作者简介 :朱虹 1962 - , 女 , 哈 尔 滨 人 , 副 编 审 , 主 要 与生 物 水 帄 上 严 重 影 响 植 物 生 长 和 发 展从事植物生理和抗盐碱方面的研究 1 — 14 — ( ) Gorham et al1 ,1995。 111 抗旱 、耐盐碱的植物 促进盐碱地植被恢复 ,就需要在盐碱地上 国内外经验证明 ,在盐碱地上种植耐盐植 种植耐盐碱树种 。盐碱地植树造林首先是选择 物 ,不仅可改善生态环境 , 而且 可 利 用 耐 盐 植 对盐碱抗性强的树种 。多年来 ,经过实践 ,不断物 ,不失为目前治理盐碱地的有效措施 。在盐 总结出适合盐碱地的主要树种 ,有杨 、柳 、榆等 。 碱地上种植耐盐植物与当前农业种植结构调整 它们既耐盐碱又抗旱 。灌木主要有柳 、枸杞 、玫 相适应 ,可实现农业二元种植结构向三元种植 瑰 、丁香 、沙棘 、紫穗槐 、锦鸡儿 、胡杨 、小意杨 、 结构的转变 ,既可有效地抑制土壤盐分 ,改良盐 毛白杨等 。另外 ,为了增加品种 ,可以从干旱地 碱地 ,保持水土 ,恢复生态 ,改善生态环境 ,又能 区如新疆 、甘肃 、内蒙古等地引进抗盐碱 、抗旱 促使畜牧业发展 ,取得了显著的经济效益 ,因此 的品种 ,进行种植实验并筛选出适合本地生长 盐碱地种植耐盐植物是当前盐碱地高效利用的 () 的耐盐碱品种 。黄生林 2005从内蒙古 、甘肃 、 有效途径 ,值得大力推广 。 河南 、北京等地先后引进 22 个耐盐植物品种 , 随着国民经济和社会的迅速发展 ,人口增 在宁夏银北盐碱地上进行了筛选试验和示范种 长和耕地减少的矛盾日益突出 ,这种严峻形势 植 ,筛选出了红豆草 、苜蓿 、聚合草 、小冠花 、苇 迫使人们在控制人口 、节约耕地 、提高土地产出 状羊茅 5 个比较耐盐碱的植物 ,对盐碱地的改 的基础上寻求并开发新的土地资源和改善生态 良和高效利用具有较大的作用 ,取得较好的效 () 环境 邓运川 ,2003。因此 ,当务之急就是尽快() 果 黄 生 林 , 2005。另 外 , 可 积 极 开 发 乡 土 树 在原有耐盐碱树种选育的基础上 ,通过耐盐植 种 ,探讨当地野生资源树种 ,也具有重要的意义 物引进 、区域试验和造林标准制订 ,为地区防护 (张世绥 , 2006 ; 刘 桂 芝 , 2005 ; 卢 耀 千 , 1994 ; 邓 林建设 、盐碱地改良提供适宜的树种和改良技 ) 运川 ,2003 ;黄生林 ,2005 ; 牛东玲等 ,2002。张 术 ,增加树种多样性 ,调整树种结构 ,提高防护 ( ) 世绥 2006等 利 用 沧 洲 沿 海 地 区 的 乡 土 树 种 林的生态稳定性 、防护功能和综合效应 ,改善生 () 白刺,栽种在盐碱地 。白刺具有根系发达 、主 态环境和投资环境 ,都具有现实而深远的意义 。 根明显 、沙漠地区可深达 10 m 以上的特点 。特 本文从适合在盐碱地种植的耐盐碱的植物品种 别适合种植在土壤含盐量高于 2 %的地段 。 和筛选耐盐植物的一些关键生理指标 ,以及改 112 耐涝 、抗盐碱植物 良盐碱地主要方法等进行评述 ,为扼制土地盐我国盐碱土面积大 , 主要分布于 西 北 、华 渍化 ,提高土地生产力 ,增加生态 、社会和经济 北 、东北西部 ; 但还有些在海滨地区 ,低洼盐碱 效益提供一定的理论方面的科学参考 。 地地势低帄 、排水不畅 ,加之强烈蒸发 ,盐分不 ( 断积累于地表 ,造成水文 、地质条件恶化 林广 1 选择适合在盐碱地生长的植物种类 ) 思 ,2004。因此在低洼盐碱地造林 , 要慎重选 评价植物的耐盐碱胁迫的能力 ,需测定植 () 择树种 王文卿等 ,2000。广泛采用耐盐碱 、耐 物的生长形态和成活率等情况 ,因为它可以代 涝树种 。乔木树种有刺槐 、垂柳 、旱柳 、臭椿 、苦 (表植物体内许多生理机制的综合表现 Niknam 楝 、毛白杨 、白榆 、桑树 、梨树 、杏树 、枣树等 ,适 ) & McConB ,2000。据植物在盐碱土环境中生长 ,主要作为农田防护林 ,为耐寒 、 宜沙碱地生长 的表 现 , 分 为 耐 盐 生 植 物 和 非 耐 盐 生 植 物 耐涝 、耐盐性 树 种 。灌 木 树 种 有 紫 穗 槐 、白 蜡 ( ) Flowers et al1 ,1977 ; Maas & Nieman , 1978, 耐 条 、圣柳 、杞柳等 ,落叶灌木 ,生长迅速 ,适应性 盐植物通过离子积累可以保持较高的细胞膨胀 强 ,耐盐碱 ,可固沙护岸 ,适宜在盐碱湿地 、河滩 ( ) 势 Flowers et al1 ,1977; 反之 ,非耐盐生植物在 碱地 、帄原坡地 、沙碱荒地种植 。 盐胁迫条件下 ,不能保持细胞膨胀 。从生长角 在盐碱地上栽植适宜的植物种类 ,可以有 度来看 ,耐盐生植物是盐碱土中的天然植物群 ( 效地改 良 盐 碱 地 赵 可 夫 等 , 1999 ; 贾 恢 先 等 ,落 。目前 ,耐盐碱植物培育已取得了很大成就 , ) 2005。适宜的树种具有巨大的树冠能蒸发大 通过人工选育和常规育种技术 ,改进了很多有 量的水分 ,而它们巨大的根系又像一台抽水机 , ( 潜力 的 植 物 耐 盐 碱 性 Shannon , 1998 ; Ashraf , 将地下的水源源不断地向树冠输送 ,这样地下 ) 的水位就慢慢地下降 ,溶解在水中的盐碱也就 2002。 随着水慢慢地移到土壤的深层 ,这就是生物排 ,促进土壤排盐碱 。总之 ,采用植物来改良盐 候 水 、降低地下水位的作用 , 它改 变 了 局 部 小 气碱土是一个非常有前途的途径 。表 1 抗旱 、耐盐碱植物适宜不同气候区的代表树种 植物种 特性 适宜地区 ( 柽 柳 Tamarix chinen2 甘肃 、河 北 、河 南 、山 东 、湖 北 、安 徽 、江 极耐盐碱 ,耐旱 、耐湿 、耐热 、耐寒 、耐瘠薄 )sis Lour 苏 、浙江 、福建 、广东 、云南( 白蜡 Fraxinus chinen2 乔木 ,适应性很强 ,喜温暖 、湿润 ,耐寒 、耐涝 、 东北中南部 ,经黄河流域 、长江流域 , 南 )sis Roxb1 耐盐碱 、耐干旱 ,东南至福建 ,西至甘肃 达广东 、广西 乔木 ,喜光深根性 ,抗风 、抗烟 、抗旱能力强 , 对土地要求不严 ,较耐盐碱 ,不耐涝 ,是盐碱 ( )华北地区 白榆 Ulmus pumila地区的乡土树 ( 侧 柏 Platycladus ori2 耐盐固沙植物 。它们耐盐碱 、耐沙埋 沙漠和盐碱地区 ,沧洲沿海地区 )entalis ( 滨海新区的塘沽 、汉沽 、大港 、东丽 、津南 沙柳 S alix cheilophila适应性很强 ,耐盐碱 、耐干旱 ) Schneid1 及宁河 、静海 。 ( ( )白 蜡 Fraxinus grif 2 抗盐碱 、抗干旱的转基因优良杨树 青杨派山东省东营市 ) f ithii 新品种 ( ,喜深厚肥沃 、沙壤土 ,不耐 对土壤要求不严 毛 白 杨 Populusto2 东北地区 )过度干旱 ,稍耐碱mentosa Carr1 ( 苇 状 羊 茅 Festuca宁夏银北盐碱地上 耐盐碱又抗旱 ,适应性强 )arundiancea shreb1 ( )的积累和糖的含量减少 。Freitas et al1 2001 2 筛选耐盐植物的一些关键生理指标 ( ) ( 指出 , 红 豆 Vigna unguiculata 较 栽 培 种 Piti2在过去的几十年中 ,植物培育已取得了很 ) ube有较高的耐盐性 ,因为有很高渗透势可以 + + + 2 大成就 ,利用人工选择和常规育种方法培育了 调节有机离子 Na , K和 Ca 的积累 。相反 , 大量有耐盐碱潜力的耐盐碱植物 。虽然当今分 在豆类中 ,比非耐盐性植物较耐盐性植物有较 子生物学方法被广泛利用 ,然而 ,至今大多数的 ( ) 好渗透势 Ping et al1 ,2002。在小麦中 ,耐盐性 选育方式都还是仅仅基于植物形态学特性的差 栽培品种较非耐盐性植物有较高的渗透势 。异来选育抗盐品种 。植物形态学特性是植物遗 传学和环境共同对植物生长的影响 ,及耐盐性 212 光合作用 关于光合作用与植物生长之间关 相关的生理现象的综合表现 。事实上 ,生理指 系的文献 标比植物形态学特性能提供更多的相关信息 。 报导有许多研究表明 ,一些植物生长和光合作 耐盐的主要指标有渗透势调节 、光合作用 、水分 ( 用量有很少联系 ,如 : Hibiscus cannabinus Curtis 相关系数和离子相关性等 。 ) ( & Lauchli ,1986、Hordeum vulgare Rawson et al1211 渗透调节 渗透调节被认为是植物在盐碱胁( ) ) 1988、Trif olium repens Rogers & Noble , 1992 。 迫下抵抗 但在另一些作物中发现 ,在含有高盐浓度条件 盐伤害的重要的有效的耐盐机理 。所以 ,在不 下 ,植 物 产 量 与 光 合 作 用 呈 正 相 关 。如 , Zea 同植物种中的渗透调节机理的研究 ,对改进植 ( ) mays Crosbie & Pearce , 1982、Spinacia oleracea 物耐盐性是非常有效的 。例如 ,在研究耐盐品 (( ) Robinson et al1 ,1983、Phaseolus vulgaris See2 ( ) 种的 A nnewrolepidium chinense 耐 盐 机 理 时 , ( ) mann & Critchley , 1985 、Vigna mungo Chandra() Ochiai & Matoh 2001发现在盐胁迫下渗透势与) Babu et al1 ,1985。在其它植物种中 ,像甜菜和 植物生长呈正相关 ,它主要是由于钾 、大豆蛋白 茄子 ,甚至在中等盐浓度的条件下光合速率有 () 增加趋势 ,相反 ,Downton et al1 1985没有发现 — 16 — 高浓度盐对菠菜的光合速率有何影响 。Steduto 透势的调节 。 () 对于耐盐性和它对植物水分相关性影响的 et al1 2000发现 ,中等浓度盐条件下向日葵的 光合速率没有受到影响 。 ,提高在盐分 理解可以帮助改进植物培养措施 这些报导表明在不同种和同一个种的不同 土壤中作物的产量 。 栽培变种中存在光合速率的遗传差异 。因此 , 3 植物不同的耐盐能力的应用 在盐碱胁迫条件下 ,根据不同植物种的光合速 率与不同植物种的耐盐碱性有个体变化关系 , 盐碱地植被恢复的研究表明 ,主要绿化乔 ( ) 对于光合速率与植物生长密切关系的这些植物 木 37 种 ,隶属 17 科 刘萍等 ,2005。但不同林 种来说 ,光合速率可以作为对这些耐盐性植物 木的耐盐能力大不相同 ,根据植物的耐盐性的 种的选择标准 。在盐碱胁迫下 ,对具有较高的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 比较 ,从中选择出耐盐能力强的树种 。许 光合速率并促进作物生长的品种进行选育 ,并 多学者在这方面也有过许多研究 ,在林木方面 , () 进行基因工程的作物培育是可行的 。 韩希忠等 2002根据树木生长状况和年均生长 + + + 2 + 213 KΠNa 和 Ca ΠNa 比率量将黄河三角洲滨海地带引种的 50 余种耐盐 + 在胁迫条件下 ,由于发生过多的 Na 交换 园林树种分为强耐盐 、中度耐盐 、轻度耐盐和不 + + + + 2 ( 量 ,在土壤中发现 Na ΠK和 Na ΠCa 比率很 耐盐四个等级 费引海等 , 2005 ; 汤巧香 , 2004 ; + ( ) ) 韩希忠等 , 2002。汪贵斌 等 2001以 叶 片 中 高 ,植物 在 这 种 环 境 中 吸 取 高 浓 度 Na , 然 后+ + 2 + + 2 + + + K和 Ca 吸收量就减少了 。K和 Ca 可能被 Na 浓 度 、Na ΠK作 为 树 木 耐 盐 能 力 评 价 指 ( ) 标 ,认 为 刺 槐 Robinia pseudoacacia L1和 侧 柏 保存在细胞膜中 。植物在盐胁迫条件下 ,保持 + + + ( () ) 适当 K并依靠 K选择吸收和选择细胞 K和 L1Franco最强 ,能在土 Platycladu orientalis+ ( Na 分 隔 区 以 及 它 们 在 帅 苗 的 分 布 Munns et 壤含 盐 量 013 % , 015 % 的 土 壤 上 生 长 ; 银 杏 + + ( ) ) Ginkgo biloba L1次之 ,能在土壤含盐量 013 % al1 ,2000。在植物中高 KΠNa 选择能力被认 ( ( ) 为 是 一 个 耐 盐 性 重 要 标 准 Flowers et al1 , 左右的土壤上生长 ; 火炬松 Pinus taeda Linn1 ) () 1997。Kafkafi 1984指出 ,耐盐植物 Beta Vul2则只能在土壤含盐量 013 %以下的土壤上生长 (( ) ) garis 根部比非耐盐性植物 Phaseolus vulgaris 根 汪贵斌等 , 2001。苑增武 2000等对大庆地 + 部有更强的 K亲和力 。在棉花中 , 孙小芳等 区 9 种主要造林树种的耐盐碱能力进行评价 , () ( ) 认为乔木树种 109 柳 S alix109、灌木树种柽柳 2000发现 , 耐盐植物体中较非耐盐植物体中 + ( ) ( () 积累了更多的 K。但是 , He & Cramer 1993没 Tamarix chinensis Lour1、枸杞 L ycium chinense + + ) ( 有发现 KΠNa 比率与耐盐植物有紧密关系 , Mill1耐盐碱能力最强 ,是盐碱地 土壤 p H819 + + + + ) ( 所以他们建议 , KΠNa 比率以及 K- Na 与 以下 改 良 绿 化 的 主 要 造 林 树 种 苑 增 武 等 , ) 植物耐盐性关系不大 ,还不能完全作为选择植 2000。 物耐盐性标准 。 除了选择当地树种以外 ,国外科学家也采 取预处理植物种子的方法 ,使植物提高耐盐碱 2 . 4 水分相关性 ( ) 水势 、溶解势和细胞膨胀势在植物细胞中 的能力 。如西班牙的 Encarna Cayuela 2001利 有密切相关性 ,并在盐胁迫的条件下 ,明显影响 用当地含高盐浓度的盐水提前侵泡番茄种子 植物生长 。作为一般 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 ,当植物由于一个较 15 d ,然后再种植 ,实验表明植物的耐盐碱能力 ( ) 低的外部水势 ,经历一个较高的渗透势时 ,溶解 明显提高 Encarna Cayuela et al1 ,2001。 势同时减少 ,形成渗透调节过程 。 利用育种选育耐盐碱品种是近来我国治理 在盐胁迫条件下 ,渗透调节是由于来自于 盐碱地的趋势 。林木育种学家用小美系杨选育 出的自然杂种和人工杂种是最耐盐碱的造林树 外 部 基 质 中 离 子 吸 收 或 有 机 渗 透 积 累 ( ) Chaparzadeh et al1 ,2003。在渗透压下 ,无论是 种 ,但是这些杨树品种只能耐 较 轻 度 的 盐 碱 。 干旱还是盐胁迫条件下 ,细胞膨胀势的减少都 抗盐碱树种 ,杨树是林木育种专家通过多年造 ( ) 限制植物生长 Greenway & Munns ,1980。当细 林和盆栽试验而选育出的抗盐优良杨树无性 胞膨胀势减少到细胞壁阈值以下时 ,植物生长 系 ,然而它们的耐盐量却是有限度的 。实践证 明 ,传统的育种技术选育的耐盐碱植物新品种 , 停止 ,细胞脱水 。总之 ,对细胞膨压的反应是渗 () 其耐碱性总是有限的 张克强等 ,2005。 ,不能在生产中真正推广 。 制 因此 ,要积极培育新的 耐盐碱的树种 。我 412 化学方法改良盐碱地 化学改良就是应用一 些酸性盐类物质来改 国最近培育出在重度盐碱地上种植的树种 ——— 松柏 、圣柳 ,经过实验已经证明 ,可以成功地种 良盐碱地的性质 ,降低土壤的酸碱度 ,增加土壤 的阳离子代换能力 ,降低土壤的含盐量 ,增强土 植在重度盐碱地上 ,这在一定程度上解决了在 ( 壤中微生物和酶的活性 , 促进 植 物 根 系 生 长 。 我国重度盐碱地上植树绿化的难题 解有亮 , ) 改善土壤的物理性质 ,增加土壤团粒构 ,协调土 2005。 壤水肥气热 ,增加土壤肥力 ,丰富的有机质和腐 4 改良盐碱地的主要措施 殖质能提高基质的固氮能力和磷的可溶性 。促 进其有效吸收 ,提高造林成活率和促进林木生 在盐碱地的治理过程中 ,根据改良措施的 () 长 。A1H1 罗赞诺夫 1939曾指出 ,只有在分析不同 ,可分为 生 物 、物 理 、化 学 三 个 大 的 方 面 。 () 每个地区的自然条件 土壤 、水文地质 、气候和 在土壤盐碱化地区 , 根据土壤 盐 碱 化 程 度 、性 经营管理条件的基础上 ,才能对盐碱化问题进 质 、所处地区不同 ,其改良措施也不相同 。 行解决 ; 并指出 , 由于各国自然 条 件 差 异 性 很 4 . 1 物理方法改良盐碱地 大 ,应根据不同地区的土壤特点来确定采取相 物理改良就是采用一些物理的方法进行改 () 应的措施 刘盛等 ,2006。我国也有人进行过 造盐碱土 ,如采用灌溉排水系统 ,冲洗脱盐 、松 ( ) 这方面的研究工作 , 苏洪君等 2005在黑龙江耕 、压沙等方法 ,达到改良利用的目的 。其中 , 省青冈县永丰镇丁家店屯南的实验地施入调理 以淋洗排盐为主的工程措施是国外盐碱地治理 剂后 ,使土壤的 p H 值下降了 016 , 全盐含量下 () 的主要手段 Qadir 等 , 1996 ; Murtaza 等 , 2006, 降了 01469 % 。使土壤的有机质 、全氮 、全磷含即建立完善的排灌系统 ,结合深翻改土 、换土 、 量增加 ,土壤肥力增高 ,为树木生长创造了良好 淋洗 、淤积等措施达到降低耕作层含盐的目标 。 的环境 。施入调理剂还可提高造林成活率 ,由 工程措施虽然应用较为广泛 ,但存在着用工量 ( ) 原来的 6211 %增加到 9413 % 施入 310 kg,造 大 、投入成本高 、维持时间有限或受限于水资源 () 林成活率增加了 3212 % 苏洪君等 ,2005。紧张等一系列问题 ,且不能从根本上降低土壤 () Gupta 等 1988指出 ,碱化土壤的改良需加 盐分 , 必 须 结 合 其 它 措 施 进 行 。段 登 选 等 入含钙物质来置换土壤胶体表面吸附的钠或采 () 2000研究出在低洼盐碱地开展薄膜隔盐碱的 用加酸或酸性物质的方法改良 。采用石膏以及 工程措施 ,即利用塑料薄膜隔水的作用 ,阻断盐 工业废渣改良碱土在国际国内已是成功的经 碱上升的通路 ,达到稳定降盐碱的效果 ,但塑料 验 。在采取化学改良剂的同时 ,结合使用有机薄膜难于降解 ,带来土地的二次污染问题 。全 肥 、种植耐碱环境的植物等措施 ,可以改善土壤 () 达人等 1995在帄罗县位于宁夏黄河冲积帄原 2 物理性状及增加土壤营养 。史汉祥等进一步研 ( 下游 面 积 2 046 hm, 是 银 北 引 黄 区 产 粮 大 制了用工业废渣吸 附 SO后 改 良 盐 碱 地 的 措2 ) (县,从 1974 年采取排灌 开沟排水 、排盐 、降低 施 。上述化学改良存在较多的问题 ,首先是涉 ) () (潜水位、灌 灌溉 、冲洗、管 灌排工程 、渠道防 及到多个产业链 ,无法协调和实施 ;其次是造成 ) 渗等措施 ,在盐碱地改良方面取得了很好的进 改良盐碱地其它形式的污染加重 ,例如 ,对于苏 () 展 全达人等 ,1995。 为了达到控制土壤表面打盐 碱 土 , SO的 引 入 虽 然 能 够 降 低 土 壤 p H 2 水分蒸发 、减轻盐 值 ,但产生的溶解性更强的 NaSO对植物根系 2 4 的盐分胁迫加重 。 碱成分向地表富集的目的 ,研制了一系列地表 ( 覆盖措施 。例如秸秆覆盖 王诠庄等 ,1989 ; 李 413 生物方法改良盐碱地 ( ) 生物措施改良盐碱地 ,即用植物改良盐碱 新举等 ,1999、茎叶切碎覆盖或残茬覆盖 王小 ( ) ) 琳 ,1996、地膜覆盖 樊润威等 , 1996、水泥硬 地 ,方法易行 ,经济效益显著 。生物措施可以逐 (( ) 渐改变土壤的物理特性 ,使土壤结构发生变化 ,壳覆盖 毛学森 ,1998、沥青乳剂覆盖 王久志 , ) 质地变得疏松 ,透气和贮水能力增强 。最近 ,王 1986等等 ,这些方法在抑制地表水分蒸发甚至 () 玉珍等 2006在山东省东营市选择了不能种植 土壤培肥方面起到了很好的效果 ,但或因成本 过高 、产出过低 ,或因二次污染 ,或因受资源限 — 18 — ( 农作物的地区 ,研究了 6 种植物 翅碱蓬 、中亚 1116 %,1317 % ; 孔隙度 耕作层土壤密度降低 ) 滨藜 、圣柳 、白刺 、地肤和罗布麻的结果表明 ,提高 1212 %,1317 % 。增施有机肥后耕作层土 ( 植物可以对土壤在不同程度上进行改良 ,3 a 后 壤碱 化 度 可 下 降 6917 %, 7610 % 张 克 强 等 , ) 的测定结果表明土壤有机物和 N 、P 、K 等都有 2005。 ( 因此 ,在治理和改良盐碱地的过程中 ,也要 明显的增加 王玉珍等 , 2006 ; 王志春等 , 2002 ; ) 尚军等 ,2000。 植物改良土壤盐碱化的作用表采取综合措施 ,在结合化学物理改良措施以外 现在采用适 还应采取生物改良的措施 ,提高土壤肥力 ,获得 ( ) 合地表物覆盖 ,可以减少地表蒸发 ,减少盐分在 盐碱地改良较好效果 姚洪林等 ,2005。在上 世纪 70 年代末 , 为提高农作物在盐碱地的产 地表的积累 。经研究表明 :可以选用豆科植物 , () 有红豆草 、毛苕子等 。由于植物可以减少地面 量 ,治理和改良盐碱地时 ,王守纯 1986就曾提 蒸发 ,减少盐分的表聚 ,削弱了突然碱度 ,从而 出在盐渍土区建立“淡化肥沃层”,即在不要求 降低了 p H 值 。 减少土体盐贮量的前提下 ,通过提高土壤肥力 , 以肥对土壤盐分进行时 、空 、形的调控 ,在农作 有些 植 物 能 耐 p H 值 为 810 , 915 的 重 碱 地 ,有沙棘 、多枝圣柳 、桑树等 ,还有些植物又有 物主要根系活动层 ,建立一个良好的肥 、水 、盐 ( 排盐作用 。这些植物可以对硫酸盐 、氯化物等 生态环境 ,达到农作物持续高产稳产 邓运川 , ) ( ) 盐类产生很强的耐力 ,并且有泌盐腺 、泌盐孔结 2003。陈恩凤 1984也曾提出“治水是基础 , 培肥是根本”的观点 ,通过培肥改土 、加厚熟土 构 ,如 : 圣柳 、花花柴等 , 为高效抗盐 植 物 。因 (此 ,种植耐盐植物对盐碱地具有明显的脱盐作 层等农业措施来增加土壤有机质含量 解有亮 , ) () 用 。方波等 2005利用植物改良方法可使盐碱 2005。他们所说的肥主要是指种植绿肥 、秸秆 还田 、施用厩肥三个方面 。研究指出 ,要巩固盐 地 0,20 cm 、0,100 cm 土层帄均土壤脱盐率分 碱地改良效果 ,防御土壤返盐 ,需要配合适当的 别达 3111 %和 1911 % 。其中以种植红豆草的 0 农业措施 ,特别是培肥土壤 ,持续利用盐碱地的 ,20 cm 土层土壤脱盐率最高 ,达 5615 % ; 其次 ( ) 关键是加强培肥和种植 张永宏 ,2005。随着 是 苜 蓿 、聚 合 草 、小 冠 花 , 脱 盐 率 分 别 为 对综合治理措施的研究和应用 ,林业方面的植 被恢复研究也会趋向于强调综合改良措施 。 3610 % 、2510 % 、2212 % ; 苇状羊茅脱盐率最低 , () 仅为 1518 % 张永宏 ,2005。 植物对盐碱地进 行有效改良的过程中 ,还 5 林木植被恢复研究展望 表现在对盐碱地土壤的有益微生物数量种群的 增加 。选择适合的植物 ,如植物根系发达的 、易 在盐碱地植被恢复的研究中 ,生物措施是 繁殖的植物 ,不但可以减低盐碱地盐分含量 ,而 最重要的治理盐碱的改良措施 ,但必须因地治 且由于根系发达 ,可以有效增加土壤中微生物 宜地选择适合的林木耐盐碱品种 。林木种质是 含量 ,并能增加细菌 、放线菌 、真菌等有益菌群 一种丰富的基因资源 ,它对生态环境的作用是 ( 的数量 ,分别为 213 、413 和 7110 倍之多 林学 其他作物 、草本无法取代的 。因此 ,有必要更系 ) 政等 ,2006,使土壤遭到盐碱破坏的酸碱帄衡 统地研究其它盐生植物和非盐生植物特别是林 环境得到恢复 。 木中造林绿化树种的耐盐性及生理生态特性 , 414 采取综合治理措施尤其在植物耐盐机理和内在规律方面应有更大 () 突破 苏洪君等 ,2005。通过比较林木现有的 、 在常年的生产实践中 ,人们认识到要防治 土壤盐碱化 ,采取任何单项的措施效果都是有 自然界本身创造的树种之间耐盐能力的差异 , 限的 ,且不稳定 ,易反复发生 ,必须贯彻因地制 大面积系统地评价树种耐盐水帄及阈值 ,从而 宜和综合治理的原则 。我国大同盆地苏打型盐 广泛筛选和深入挖掘优良耐盐种质 ,并及时应 碱地 ,治理难度较大 ,通过 4 a 来的综合治理试 用和服务于林业生产和工程 ,为盐碱地区耐盐 验研究表明 :同时采取水利措施 、施加化学改良 碱树种的全面选择提供依据 。另外 ,分子生物 剂 ,碱化度都有明显的下降趋势 ,土壤 p H 由原 学基因工程培育耐盐植物新品种成为了科学家 来的 9176 下降到 8116 。农业上采取的措施是 的努力方向 。植物转基因工程育种 ,就是凭借 帄整土地 , 耕作层脱盐 率 可 达 5510 % , 深 翻 后 现代生物技术获得的遗传材料新异组合的活生 物体 ,也可说是用外源基因导入植物体基因组 , ,但还未完全弄清 。除了基因工程外 ,生物工 识 引起植物的遗传改变 ,从而获得新的植物品种程中还经常利用组织培养或培养过程中发生突 () 李彬等 ,2005。这种采用现代生物技术研制 变的特点 ,人工诱导 、选择出所期望的突变细胞 的转基因植物在国内外并不鲜见 ,蕃茄 、大豆 、 系 ,直到长出整株植物 ,并且有稳定的耐盐碱特水稻等转基因植物层出不穷 ,如今超市中的不 性和稳定的遗传特性 。少食用油就是用转基因大豆提炼成的 。然而 , 通过耐盐碱树种引种 ,为盐碱地造林提供 通过转基因技术获得的林木新品种却是寥寥无 几 。但据中国林业报报道 ,从科学界传来振奋 适宜的耐盐碱树种或品种 , 建 设 多 树 种 、多 林 人心的好消息 : 世界上第一个可用于大田生产 种 、多层次 、高效益的综合盐碱地防护林体系 , () 的转基因抗盐碱杨树 ———中天杨 八里庄杨培 对于盐碱地区脆弱的生态系统的恢复 、提高该育成功 。专家认定 ,这一研究成果在杨树抗盐 地区生态防御能力 、减少灾害损失等都将起到 碱性转基因体系及抗盐碱性新品种选育等方面 ( 积极的促进作用 。 ) 达到国际先进水帄 张一栗 ,2004。通过对这 一转基因株系进行组培 、盆栽 、水培 、田间试验 虽然国内外耐盐碱树种选育和盐碱地治理 等抗盐碱性测定 ,结果表明 : 当含盐量为 014 % 技术近年来发展很快 ,但西方发达国家在这一 ,015 %时 ,组培 、盆栽 、水培等不同条件下 , 转 领域处于领先水帄 。引进国外优良耐盐碱树种基因 株 系 的 帄 均 成 活 率 分 别 为 70 % 、33 % 、 ( 及配 套 栽 培 技 术 Pathak , et al1 , 1998 ; Yokota , 65 % ,田 间 试 验 条 件 下 转 基 因 株 系 成 活 率 达) 2003 ;Daeter et al1 ,19931,不失为一条迅速提升 54 %,80 % ,而试验中所有对照杨树的成活率 我国防护林建设和盐碱地治理水帄的途径 。 ( 则极 低 或 全 部 死 亡 。目 前 , 中 天 杨 张 一 栗 参考文献 ) 2004已获得国家专利植物新品种保护权 ,国家 林业局也将其列为盐碱干旱地区造林的优良品 1 Ashraf M 1Salt tolerance of cotton : some new advances 种和重点推广新品种 。这一成果预示着盐碱地 () J 1 Crit1 Rev1 Plant Sci ,2002 ,21 1: 1 - 301 2 Borsani O. , Valpuesta V. and Botella M 1A. Developing 变成绿洲不是梦 ,我国盐碱地的开发治理找到 salt tolerant plants in a new century : a molecular biology ap2 了一条可操作的新途径 。 proach J 1 Plant Cell , Tissue and Organ Culture , 2003 , 73 采用分子生物学 、生物化学和细胞生物学 () 2:101 - 1151 等先进的技术手段 ,基因工程的发展将促进与 3 Chandra Babu R 1 , Srivinisan P1 S1 , Natarajaratnam N1 盐胁迫有关的遗传和生理过程研究 ,筛选 、鉴定 & Sree Rangasamy S1 R1 Relationship between leaf photosyn2 和利用优良抗盐基因 ,从而使植物耐盐性改良 () thesis and yield in blackgram Vigna mungo L1 Heppergen2 向人工控制的方向发展 。以上这些方面仍会是 otypesJ 1 Photosynthetica , 1985 ,19 : 159 - 1631 今后植物耐盐性研究的重要课题 ,成为国内外 4 Chaparzadeh N 1 , Khavari - Nejad R1 A1 , Navari - Izzo 植物耐盐性研究热点 。 F1 & Izzo A1Water relations and ionic balance in Calendula ( ) Borsani 等 2003认为盐碱地限制植物的 officinalis L1 under salinity conditions J 1 Agrochimica , 生长和影响植物的产量 ,利用典型的育种技术 2003 ,47 : 69 - 791 改变植物的耐盐碱性 ,目前的结果都不太理想 5 Curtis P 1 S1 & Luchli A1The role of leaf area develop2 (ment and photosynthetic capacity in determining growth of ) Borsani ,et al1 ,2003。因此 , 选择基因工程来 kenaf under moderate salt stressJ 1 Aust1 J 1 Plant Physiol , 获得耐盐碱性品种 。首先应辨认耐盐性基因 , 1986 ,13 :353 - 3651 () 有三种方法 : 1要辨认在整个生长过程中的重 6 Daeter W 1 , Slovik S1 W1 , Hartung1 The p H gradients in () 要的耐盐性基因 。2辨认通过盐压调节的表 the root system and the abscisic acid concentration in xylem () 达式的基因 ,这可用于其它植物种中 。3辨认 and apoplastic saps J 1 Phil1 Trans1 R1 Soc1 Lond1 B , Bi2 最具有决定性的耐盐基因 。但问题的关键是在 ol1 Sci , 1993 ,341 , 49 - 561 不同种中 ,不同的发育阶段和不同的器官中很 7 Downton W 1 J 1 S1 , Grant W1 J 1 R1 & Robinson S1 难比较不同基因的耐盐性 。分子生物学的发展 P1Photosynthetic and stomatal responses of spinach leaves to 使人们对植物耐盐机理有了分子水帄上的认 salt stressJ 1 Plant Physiol ,1985 ,77 : 85 - 881 8 Encarna Cayuela Maria T 1 , Esta Margarita Parra , et al1 NaCl pre - treatment at the seedling stage enhances fruit yield — 20 — of tomato plants irrigated with salt water J 1Plant and Soil , 1 R1 & Mccomb J1Salt tolerance screening of 21 Niknam S () 2001 ,230 21 231 - 2381 selected Australian woody species - a reviewJ 1 Forest Ecol1 9 Flowers T 1 J 1 , Troke P1 F1 & Yeo A1 R1 The mecha2 Manage ,2000 ,139 : 1 - 191 nism of salt tolerance in halophytes J 1 Annu1 Rev1 Plant 22 Ochiai K 1 & Matoh T1Mechanism of salt tolerance in the Physiol ,1977 ,28 : 89 - 1211 grass species , Anneurolepidium chinense1 I1 Growth response 10 Freitas J 1 B1 S1 , Chagas R1 M1 , Almeida I1 , et a2l to salinity and osmotic adjustment J 1 Soil Sci1 Plant Nutr , 1Expression of physiological traits related to salt tolerance in 2001 ,47 : 579 - 5851 two contrasting cowpea cultivars J 1 Documentos Embrapa 23 Pathak H 1 and Rao D1L1N1Carbon and nitrogen miner2 Meio - Norte ,2001 ,56 : 115 - 1181 alization from added organic matter in saline and alkali soils () J 1 Soil Biol1 Biochem ,1998 ,30 6: 695 - 7021 11 Gorham J 1Mechanism of salt tolerance of halophytes1 In : 24 Ping A 1 , Inanaga S1 , Cohen Y1 ,et al1Salt tolerance in Choukr - Allah , R1 , Malcolm , C1 V1 & Hamdy , A1 () eds1: Halophytes and biosaline agriculture J 1 Marcel two soybean cultivars J 1 J 1 Plant Nutr , 2002 , 25 : 407 - Dekker , New York ,1995 ,207 - 2231 4231 12 Gorham J 1 Mechanism of salt tolerance of halophytes1 25 Ping A 1 , Inanaga S1 , Cohen Y1 ,et al1Salt tolerance in In : Choukr - Allah , R1 , Malcolm , C1 V1 & Hamdy , A1 two soybean cultivarsJ 1 J Plant Nutr ,2002 ,25 : 407 - 4231 () eds1: Halophytes and biosaline agriculture J 1 Marcel 26 Qadir M 1 , Qureshi R1 H1 , Ahmad N1Reclamation of a Dekker , New York , 1995 ,207 - 2231 saline - sodic soil by gypsum and Leptochloa fusca J 1 Geo2 () 13 Greenway H 1 & Munns R1Mechanism of salt tolerance in derma , 1996 ,74 3 - 4: 207 - 2171 non - halophytes J 1 Annu1 Rev1 Plant Physiol , 1980 , 31 : 27 Robinson S 1 P1 , Downton W1 J 1 S1 & Millhouse J1 149 - 1901 A1Photosynthesis and ion content of leaves and isolated chlo2 14 Gupta R. 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