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東北地理所在鹽堿對植物早期生長影響的研究中取得重要進展

來源：草地農牧業學科組

來源：草地農牧業學科組 | 發布時間：2018-06-15 | 【大中小】

　　土壤鹽漬化是影響農業生產和環境的世界性問題，全球7%的陸地面積和20%的灌溉土地受到鹽漬化的影響。鹽漬土根據土壤pH、電導率、鈉吸收比或土壤交換性鈉百分率被分為鹽土（saline soils）、蘇打土或堿土（sodic soils）或鹽堿土（saline-sodic soils）。此外，水勢、鹽含量也是表征土壤鹽漬化特征和程度的重要指標。模擬實驗研究中通常用溶液摩爾濃度等一到兩種參數來表征鹽脅迫，研究鹽對植物生長的影響。但究竟鹽分脅迫的何種參數是與植物早期生長最為相關并不清楚。

　　基于這一問題，東北地理所草地農牧業學科組以豆科牧草紫花苜蓿和禾本科牧草披堿草為對象，研究7種鈉鹽（單鹽NaCl、Na₂SO₄、NaHCO₃、Na₂CO₃，混合鹽NaCl：Na₂SO₄、NaHCO₃：Na₂CO₃、NaCl：Na₂SO₄：NaHCO₃：Na₂CO₃1:1摩爾比），共31個不同濃度的溶液處理對兩種牧草種子萌發和幼苗生長的影響，測定和計算每種溶液的pH、電導率、水勢、鈉離子濃度和鹽含量。研究結果發現，中性鹽Na₂SO₄的抑制作用大于NaCl，堿性鹽Na₂CO₃的抑制作用大于NaHCO₃，混合鹽中抑制性強的鹽類型起的作用更大。鹽含量或鈉離子濃度是與早期生長最相關的鹽參數，電導率是與兩個物種萌發起始時間最相關的參數，而pH和水勢不能很好的指示鹽對植物早期生長階段的影響。這一研究結果表明未來的相關研究應該考慮多鹽的脅迫作用，特別是對植物生長抑制性強的鹽；無論室內模擬、野外實驗還是鹽堿地改良，應更加重視鹽含量和電導率兩個參數。研究結果可為制定有效的鹽堿地恢復措施及鹽堿土地利用提供重要信息。

　　本研究成果于2018年5月在線發表于農學國際主流期刊Plant and Soil上，東北地理所張紅香副研究員為論文的第一作者，周道瑋研究員為通訊作者，相關工作得到國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）和國家自然科學基金的資助。

　　論文信息：

　　Hongxiang Zhang, Yu Tian, Bo Guan, Daowei Zhou, Zewei Sun and Carol C. Baskin (2018) The best salt solution parameter to describe seed/seedling responses to saline and sodic salts. Plant and Soil, 426:313-325.

　　表1 種子萌發和幼苗生長指標與鹽參數之間的相關系數。EC表示電導率（dS/m）；Ψ_p表示水勢（MPa），C表示鹽濃度（mM），S表示鹽含量（%），Na+表示鈉離子濃度（mM），GP表示萌發率，GT表示萌發起始時間，RL表示根長，SL表示莖長，Ch表示葉綠素含量。

		pH	EC	Ψ_p	C	S	Na⁺
	GP	0.118	-0.867^**	0.779^**	-0.691^**	-0.917^**	-0.920^**
Saline salts (3)	GT	-0.290	0.948^**	-0.895^**	0.864^**	0.884^**	0.936^**
M. sativa	RL	0.305	-0.742^**	0.621^**	-0.536^*	-0.812^**	-0.784^**
N=19	SL	0.389	-0.578	0.276	-0.272	-0.825^**	-0.713^*
	Ch	0.477	-0.954^**	0.798^**	-0.745^**	-0.964^**	-0.982^**
	GP	0.388	-0.900^**	0.856^**	-0.749^**	-0.950^**	-0.952^**
Saline salts (3)	GT	-0.349	0.979^**	-0.976^**	0.945^**	0.896^**	0.944^**
E. dahuricus	RL	0.091	-0.780^**	0.692^**	-0.595^*	-0.874^**	-0.833^**
N=19	SL	0.260	-0.967^**	0.922^**	-0.849^**	-0.932^**	-0.959^**
	Ch	0.302	-0.951^**	0.909^**	-0.841^**	-0.907^**	-0.936^**
	GP	-0.108	-0.808^**	0.591	-0.641^*	-0.690^*	-0.809^**
Sodic salts (4)	GT	0.143	0.733^*	-0.454	0.586	0.631^*	0.745^**
M. sativa	RL	0.042	-0.845^**	0.690^*	-0.766^**	-0.807^**	-0.857^**
N=11	SL	0.379	-0.929^**	0.813^**	-0.930^**	-0.953^**	-0.963^**
	Ch	-0.068	-0.868^**	0.506	-0.732^*	-0.789^**	-0.879^**
	GP	-0.298	-0.904^**	0.797^**	-0.764^**	-0.835^**	-0.925^**
Sodic salts (4)	GT	0.217	0.905^**	-0.822^**	0.809^**	0.868^**	0.935^**
E. dahuricus	RL	0.008	-0.782^**	0.766^**	-0.784^**	-0.795^**	-0.800^**
N=25	SL	-0.235	-0.942^**	0.862^**	-0.829^**	-0.891^**	-0.954^**
	Ch	-0.035	-0.927^**	0.890^**	-0.844^**	-0.903^**	-0.950^**
	GP	0.153	-0.648^**	0.621^**	-0.587^**	-0.715^**	-0.703^**
All salts (7)	GT	-0.225	0.753^**	-0.745^**	0.751^**	0.752^**	0.773^**
M. sativa	RL	0.485^*	-0.717^**	0.660^**	-0.623^**	-0.763^**	-0.741^**
N=30	SL	-0.067	-0.229	0.137	-0.175	-0.445^*	-0.335
	Ch	-0.010	-0.495^**	0.420^*	-0.461^*	-0.566^**	-0.548^**
	GP	-0.176	-0.608^**	0.598^**	-0.536^**	-0.657^**	-0.685^**
All salts (7)	GT	0.307^*	0.452^**	-0.472^**	0.454^**	0.453^**	0.497^**
E. dahuricus	RL	-0.150	-0.553^**	0.552^**	-0.485^**	-0.679^**	-0.640^**
N=44	SL	-0.066	-0.743^**	0.737^**	-0.686^**	-0.758^**	-0.792^**
	Ch	0.032	-0.626^**	0.648^**	-0.606^**	-0.651^**	-0.661^**

　　^*Correlation is significant at the 0.05 level.

　　^**Correlation is significant at the 0.01 level.

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