8.2 植物对盐渍土的适应性在线视频

同学们好

本节我们学习植物对

逆境土壤的适应性部分

盐渍土

我们首先了解下盐渍土的定义

盐渍土是盐土 碱土

以及各种盐化碱化土壤的总称

这些土壤中都含有过量的盐分

一般来说

钠盐是造成土壤盐分过高的主要盐类

世界上盐土面积很大

约有四亿公顷

占灌溉农田面积的1/3

我国盐碱土总面积达到两千万公顷

约占总耕地面积的10%

盐渍土上植物生长的障碍主要是

由于盐分浓度过高引起的

由于淋溶作用较弱

大量水溶性盐分如高浓度的钠离子

镁离子

硫酸根等存留在根层土壤中

可通过不同的方式影响植物的生长

由于土壤中盐分含量过高

对植物生长发育产生的毒害

被称为盐害或盐胁迫

一般将植物盐害分为原初盐害

和次生盐害

原初盐害是指盐胁迫

对质膜的直接作用

次生盐害是指由于土壤盐分含量过高

从而导致的土壤水势的下降

对植物产生的渗透胁迫

以及由于离子竞争所导致的

营养元素的缺乏

下面了解下盐分对植物的危害包括

渗透胁迫

当土壤中盐分含量增加时

渗透压也随之增加

而水分的有效性即水势却相应降低

使植物根系吸水困难

出现生理干旱现象

质膜的伤害高浓度的钠离子

可置换细胞膜上结合的钙离子

进而质膜结构被破坏

细胞内的离子及有机溶质外渗

盐分过高会引起植物代谢紊乱

抑制光合作用

蛋白质合成受阻

造成有毒有害物质的积累等

高钠破坏土壤结构

阻碍根系生长

高钠的盐土及土粒的分散度高

易堵塞土壤孔隙

导致气体交换不畅

根系呼吸微弱

代谢作用受阻

养分吸收能力下降

造成营养缺乏

那么植物具有哪些耐盐机理呢

根据植物对盐分的反应不同

可将其分为两大类型

一类是盐生植物

另一类是淡生植物或淡土植物

盐土植物一般具有较完善的

抗盐或耐盐调节机制

可生长的盐浓度范围

大约为1.5%到2%

而淡生植物则没有

上述的调节机制

可生长的盐度范围

为0.2%到0.8%

因而易受盐害

应该指出的是

很多植物并不容易划分其类型

实际上是属于这两类植物之间的

过渡类型

下面我们来了解植物耐盐的机理

大致分为七种

第一 拒盐作用

植物借助生物膜

对离子吸收的选择性

以及根部的皮层结构及凯氏带

能有效阻止过量盐分进入体内

这一机理在植物中普遍存在

第二排盐作用

有些植物本身

并不能阻止盐分离子的吸收

为了避免过量盐分积累长期适应的结果

发展了排盐系统这一机理

可以防止许多淡土植物免受盐碱的危害

大部分豆科植物的耐盐品种

属于这种机理

有些高度适应于盐土的盐生植物

其排盐机制主要是靠盐腺

盐腺是叶表皮形成的一种特殊结构

它一直深入到叶肉细胞内部

细胞质浓厚

且具有保持代谢活性的离子泵

这些离子泵依靠代谢能量

将盐分逆电化学势梯度排出体外

由于盐腺细胞的共质体系统与

叶肉细胞相连

因此能够有效的降低叶肉细胞中

盐分的浓度

植物体内不同功能基因也会参与

钠离子的吸收和外排过程

从表中可以看出

不同基因通过调控根系传感器信号

地上部生长光合作用

钠离子及有机溶质的积累等生理过程

以增强组织对渗透胁迫的耐受力

并调控钠离子的吸收和外排

从而提高植物的耐盐性

第三稀释作用

有些植物借助于旺盛生长

以吸收大量水分或

增加茎叶的肉质化程度

使组织含水量提高

从而稀释体内盐分浓度

第四分隔作用

离子分隔作用是指某些植物将过量盐分

阻隔与对生命活动影响较小的

器官中的现象

离子分隔作用可以在器官水平

组织水平和细胞水平上进行

在一些耐盐水稻品种的植株内

钠的含量分布为老叶高于茎

高于幼叶和穗使得新生器官及

生殖器官得到保护

在组织水平上

水稻根系维管束外层细胞的

含钠量最高

而维管束内则比较低

这种分布限制了钠向地上部的运输

使得地上部免受盐害

此外

钠离子在质外体及共质体的分布

也是影响耐盐性的重要因素

在细胞水平上

钠离子的区隔化主要发生在液泡中

液泡区隔化是由液泡膜上的钠-质子

逆向转运蛋白实现的

该过程既能有效的将盐分集中于液泡中

这样既能保护细胞质免受

高浓度钠的毒害

又降低了细胞的渗透势

维持细胞正常新陈代谢

所需要的胞内环境

但是

对于大多数盐敏感性的的植物

钠离子区隔化在液泡中的能力很弱

第五渗透调节

渗透调节是指植物在盐分胁迫条件下

在细胞内合成并积累有机和无机溶质

以平衡外部介质或液泡内

渗透压的功能

渗透物质

包括有机物和无机离子两大类

其中有机物通常有蔗糖、脯氨酸

甜菜碱等

在盐土植物中

脯氨酸和甜菜碱的浓度很高

通常只有一些典型的盐生植物

能利用无机离子作为渗透物质

而不至于受毒害

第六避盐作用

有些植物由于它们特定的生物学特征

可以避开盐分积聚阶段

以达到在高盐环境中能顺利完成

其生长发育

例如生命周期短

提早或延迟发育和成熟的

一些盐生植物

它们在种子萌发阶段不耐盐

或耐盐能力弱

当种子成熟后

一直休眠到雨季到来时

表土的盐分被淋溶到下层土壤

种子这时才开始萌发

从而避开了土壤高盐阶段

使幼苗顺利成活

正常生长的红树是典型的避盐植物

另外

有些植物通过增加扎根深度

在剖面层次上避开

高浓度盐分的上层土壤

下扎到盐分含量低的深层土壤中

吸收水分

例如碱蓬和滨藜根系可下扎五米

木豆树和骆驼刺的根系入土深度

可达二十米以上

第七耐盐作用

某些植物具有耐盐的能力

原生质内含有高浓度的盐分时

也不构成危害

例如碱蓬属于盐生植物

它们或是依赖盐分生存

或是在高盐环境下

其生长发育得改善

或是能够忍耐高浓度的盐分

本节思考题

如何提高植物的耐盐性