大慶肇源縣耐鹽植物篩選與耐鹽性研究

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象，初步統(tǒng)計(jì)出在鹽堿地上適合生長的耐鹽植物共有65種，隸屬于29科50屬。進(jìn)一步分析耐鹽植物資源狀況，對比鹽堿地改良方法和對策，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 S156.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 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，這不僅是對資源的破壞和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的損失，還對生態(tài)環(huán)境造成巨大威脅[1]。世界鹽堿地面積約9.5億hm2，我國鹽堿地面積約1萬4hm2，約占我國國土面積的10.33%[2]，位居世界第3，是名副其實(shí)的鹽堿地大國。鹽堿地在我國分布極廣，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)與漫長的歷史有關(guān)，由于地殼不斷運(yùn)動，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)動帶動蘇打鹽分不斷聚集，經(jīng)長時(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。國內(nèi)外對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[4]、澳大利亞[5-6]、印度[7-10]等國家持續(xù)開展鹽堿地改良研究并取得了良好的效果。國內(nèi)對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，對于植物來說，出苗率相對較低。大慶市肇源縣是我國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種改良方法都對土壤鹽堿地的改良有著一定的作用[14]。化學(xué)方法，改良過程中費(fèi)用較昂貴，且改良過后易對土壤造成二次污染，影響該地區(qū)植物生長發(fā)育;物理改良中水利改良成效快，但過程不具有長久性，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，將生長良好的植物生長情況以及成長過程在鹽堿地上產(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)行綜合性評估，得出植物的耐鹽情況。

1.2.2.2 生理生化指標(biāo)法 對植物體內(nèi)的某些生理生化因子進(jìn)行檢測，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，也不完全按照測量指標(biāo)進(jìn)行判斷，利用2種方法，將觀察到植物的生長狀況和形態(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、桑科、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、桑科、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[22]。國外研究較早，20世紀(jì)60年代美國國家鹽堿地實(shí)驗(yàn)室，對耐鹽植物進(jìn)行系統(tǒng)研究[23-24]。經(jīng)過國內(nèi)外長時(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)對土壤鹽度的增加[26]。對于耐鹽植物資源，首先按照鹽堿植物本身生長特性以及適合生長的環(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，與我國鹽堿植物資源進(jìn)行整合;最后同世界鹽堿資源庫進(jìn)行比對，篩出我國獨(dú)有品種，建立耐鹽植物種質(zhì)基因庫，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，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，這種地下莖在生長過程中可吸收大量鹽分，長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，例如鯉、草、鰱、鳙以及鯽等，生活一段時(shí)間后，均生長良好。這是鹽堿湖泡水資源的優(yōu)勢所在，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，但在硫酸鹽土全鹽量1.5%以下可生長。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[34]。為使全國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)對植物應(yīng)用對于鹽堿地區(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）對于植物耐鹽性評價(jià)，找出統(tǒng)一完善的評定體系。

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（責(zé)編：王慧晴）