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东北地理所在盐碱对植物早期生长影响的研究中取得重要进展

本站小编 Free考研考试/2020-03-20
土壤盐渍化是影响农业生产和环境的世界性问题，全球7%的陆地面积和20%的灌溉土地受到盐渍化的影响。盐渍土根据土壤pH、电导率、钠吸收比或土壤交换性钠百分率被分为盐土（saline soils）、苏打土或碱土（sodic soils）或盐碱土（saline-sodic soils）。此外，水势、盐含量也是表征土壤盐渍化特征和程度的重要指标。模拟实验研究中通常用溶液摩尔浓度等一到两种参数来表征盐胁迫，研究盐对植物生长的影响。但究竟盐分胁迫的何种参数是与植物早期生长最为相关并不清楚。
　　基于这一问题，东北地理所草地农牧业学科组以豆科牧草紫花苜蓿和禾本科牧草披碱草为对象，研究7种钠盐（单盐NaCl、Na2SO4、NaHCO3、Na2CO3，混合盐NaCl：Na2SO4、NaHCO3：Na2CO3、NaCl：Na2SO4：NaHCO3：Na2CO3 1:1摩尔比），共31个不同浓度的溶液处理对两种牧草种子萌发和幼苗生长的影响，测定和计算每种溶液的pH、电导率、水势、钠离子浓度和盐含量。研究结果发现，中性盐Na2SO4的抑制作用大于NaCl，碱性盐Na2CO3的抑制作用大于NaHCO3，混合盐中抑制性强的盐类型起的作用更大。盐含量或钠离子浓度是与早期生长最相关的盐参数，电导率是与两个物种萌发起始时间最相关的参数，而pH和水势不能很好的指示盐对植物早期生长阶段的影响。这一研究结果表明未来的相关研究应该考虑多盐的胁迫作用，特别是对植物生长抑制性强的盐；无论室内模拟、野外实验还是盐碱地改良，应更加重视盐含量和电导率两个参数。研究结果可为制定有效的盐碱地恢复措施及盐碱土地利用提供重要信息。
　　本研究成果于2018年5月在线发表于农学国际主流期刊Plant and Soil上，东北地理所张红香副研究员为论文的第一作者，周道玮研究员为通讯作者，相关工作得到国家重点基础研究发展计划（973计划）和国家自然科学基金的资助。
　　论文信息：
　　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 种子萌发和幼苗生长指标与盐参数之间的相关系数。EC表示电导率（dS/m）；Ψp表示水势（MPa），C表示盐浓度（mM），S表示盐含量（%），Na+表示钠离子浓度（mM），GP表示萌发率，GT表示萌发起始时间，RL表示根长，SL表示茎长，Ch表示叶绿素含量。
pH
 EC
 Ψp
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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