了解平欧杂种榛对盐胁迫的生理响应及不同品种的耐盐性差异,可为耐盐品种的选育及其在盐碱地的合理利用提供科学参考.以3个品种平欧杂种榛(达维、辽榛7号、玉坠)幼苗为材料,在盆栽条件下设置对照、轻度、中度和重度盐胁迫处理(NaCl浓度分别为0、50、100和200 mmol·L-1),测定叶片耐盐相关的生理指标.结果表明:盐胁迫对达维叶片相对含水量的影响不显著,重度胁迫下辽榛7号和玉坠叶片相对含水量分别显著降低12.5％和27.9％.随着盐胁迫程度的增强,叶片可溶性糖和可溶性蛋白表现为先升后降的特点;脯氨酸呈持续增加趋势,轻度、中度、重度胁迫下分别提高19.6％、35.3％和96.9％.叶片相对电导率、丙二醛和过氧化氢酶活性随着盐胁迫程度的增强而升高,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性分别呈先升后降和先降后升的特点.随着盐胁迫程度的增强,叶片Na+和Cl-不断增加;K+呈先升高后降低的趋势,中度、重度胁迫下分别显著提高43.6％和降低28.3％;K+/Na+呈下降趋势,重度胁迫下显著降低69.5％.综合分析表明:轻、中度盐胁迫下,平欧杂种榛叶片通过积累渗透调节物质,提高抗氧化酶活性,维持离子平衡,对盐胁迫进行积极反馈,以减弱逆境胁迫下活性氧的危害,保护膜系统的结构和功能.重度盐胁迫超出了平欧杂种榛正常生理活动的阈值,植物遭受危害.辽榛7号通过生理调节耐受盐胁迫的能力最强,其次为玉坠,达维最弱.

为探究不同土地利用类型盐碱土无机磷组分特征及其影响因素,以华北地区典型盐碱地为供试土壤,分析辣椒地、轻度盐碱玉米地、重度盐碱玉米地、向 日葵地、羊草地、虎尾草地、碱蓬草地和裸地共8种土地利用类型土壤无机磷组分的差异特征.结果表明:盐碱土壤无机磷组分中Ca10-P所占比例最高,其他磷组分含量依次表现为Ca8-P＞Al-P＞O-P＞Fe-P＞Ca2-P.冗余分析和相关性分析结果表明,Ca2-P和Ca8-P与土壤pH、电导率、钠吸附比呈显著负相关(P＜0.05),与速效磷、速效氮、速效钾呈显著正相关(P＜0.05),土壤理化因子共解释了 36.03％无机磷组分特征.因此,盐碱土中Ca2-P、Ca8-P是土壤磷有效性的关键组分,且主要受到pH、电导率和钠吸附比影响.根据8种土地利用类型土壤磷组分差异和理化性质,辣椒和向 日葵可分别作为轻度和重度盐碱地改良利用的首选农作物,羊草可作为盐碱地生态修复的草地物种.此外,可以通过改善盐碱地土壤pH、电导率、钠吸附比、有机质等理化性质来提高土壤磷有效性.

盐碱地分区规划防治是提高区域盐碱综合治理效果,降低治理成本的有效途径,对实现区域生态恢复、土地可持续利用和保障粮食安全具有重要实践价值.当前,在区域景观生态风险分析基础上,进行盐碱地规划防治研究的研究尚显不足.以大庆市林甸县为研究区,以景观生态学理论为视角,基于RS和GIS技术平台,综合运用最小累积阻力模型和空间分析方法,分析了生态流和生态阻力面,构建了区域景观生态风险格局;结合关键景观与盐碱地的生态廊道分析等方法,确定盐碱地防治分区;并进一步确定了防治分区中的核心防治区域.结果表明:林甸县盐碱地面积为263 km2,其景观生态风险格局呈现西部和南部的景观生态风险等级较高,东北部、中部和西南部较低的特征,其中,高危区、重度危险区占地区总面积41.24％,集中分布在地区下游的沼泽湿地周围,说明保护沼泽湿地迫在眉睫.林甸县的两条土地盐碱化防治景观生态廊道是以最低防治成本实现土地盐碱化预防和治理的最佳区域,其主要分布在15个村(镇)上,未来应将此地区作为规划防治的核心.基于景观生态风险格局的盐碱地分区规划防治研究,为大尺度土地盐碱化综合防治提供了新的思路和方法,研究结果对林甸县未来开展土地盐碱化预防和治理提供了科学依据.

重度盐碱地改良的长期效果尚存在争议,本研究在松嫩平原开展不同方式的杨树人工林栽植以实现土壤改良的目的,并对土壤内环境、杨树光合过程以及生长状别予以系统性研究.结果 表明,重度盐碱地土壤结构内部结构分布更加均匀,疏松、垒结、空隙度、通气、透水能力、比表面积均得到改善;土壤中C和Fe元素含量平均分别增加29.7％、13.9％,Na元素含量平均减少82.4％,因此土壤胶粒凝聚土壤肥力增强,土壤盐碱化减缓;杨树光合速率、呼吸速率、高度、胸径、分枝数、分枝长、冠幅直径的增长率分别为328％-381％、98％～153％、23.8％、35.3％、160％、100％、73.5％,丘式“一”字沟改良后的根系生长最佳.该研究为松嫩平原退化盐碱地生物改良提供基础数据支持.

种植多用途耐盐碱树种是盐碱地生态修复的有效手段之一,具有显著的生态效益和经济效益.沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)是其中的代表性植物,是我国干旱半干旱地区盐碱地改良的先锋树种.沙枣能显著提高盐碱土养分,但其养分输送机制尚不清晰.本文在分析沙枣地理分布及气候适应性的基础上,从沙枣林土壤养分变化、生物固氮、凋落物和细根分解等方面综述了沙枣改善盐碱土壤养分的程度及途径,从数量角度阐述沙枣的养分输送关键过程及土壤盐碱程度的影响,进一步认识沙枣对盐碱地的改良作用.沙枣在我国绝大部分盐碱地区均有分布,具有极强的地理和气候适应性;沙枣耐盐碱性强,能显著提高中、重度盐碱土壤的养分含量,尤其是氮素含量,有显著的培肥作用;沙枣的培肥作用主要是通过高效的生物固氮以及凋落物和细根的快速分解实现,能在短期内向土壤释放大量氮素,从而快速提高土壤肥力;沙枣的生物固氮和养分释放过程受土壤盐度的影响.未来,沙枣-盐碱土系统中养分输送机制的研究应重点加强以氮素循环为核心的长期定位监测及针对不同盐碱类型、不同沙枣种源的定性和定量相结合的研究.对沙枣改良盐碱地养分的机制、途径、作用的精细研究有助于从养分管理角度建立以沙枣为代表的树种改良盐碱地土壤的机制模型,为盐碱地精准生态修复和植被构建提供科学依据.

由于环境变化和人为干扰,松嫩平原盐碱化土地面积不断增加,盐碱化程度也在不断加剧.本试验以松嫩平原西部盐碱化土壤为对象,研究了自然植被、羊草、燕麦和苜蓿修复对重度盐碱化土壤2种氧化还原酶(过氧化氢酶、多酚氧化酶)和3种水解酶(碱性磷酸酶、蔗糖酶、脲酶)活性和酶反应热力学特征的影响.结果表明:随着温度的升高,5种土壤酶活性、活化自由能(△G)都逐渐升高,在40℃(或45℃)时达到最高,而土壤酶的活化焓(△H)和活化熵(△S)无显著变化;温度每增加10℃时的温度系数(Q10)变化较小,范围为1.05～1.36.与裸地相比,过氧化氢酶活性在自然植被和羊草修复地升高,而在燕麦和苜蓿修复地降低,△G和酶活性的变化规律则相反,而△H、△S在羊草、燕麦修复地升高,在自然植被和苜蓿修复地降低;多酚氧化酶活性在各修复地都降低或不变,△H、△S在自然植被和羊草修复地降低,而在燕麦和苜蓿修复地不变,△G在各修复样地都表现为在40℃时升高,在其他温度下均降低或不变.在各修复地,3种水解酶活性均升高,酶的△G降低或不变,而△H和△S则差异较大.土壤酶活性及其热力学特征对温度变化和植被修复的响应存在较大差异.研究结果可为重度盐碱化土壤的修复提供理论依据.

我国盐碱土面积约9913万hm2,其中pH值高于9、盐含量大于0.6％的重度盐碱地每年以1.4％的速率增长.利用固氮微生物改善植物根际环境,提高作物产量,是盐碱地改良的重要方法.[目的]从来自海南省三沙市热带珊瑚岛礁的土壤中,分离鉴定自生固氮菌,为极端盐碱地改良提供候选菌株.[方法]通过形态学观察、生理生化特征分析和16S rRNA序列测定等方法进行菌种鉴定,分析其固氮、耐盐碱和促生长特性,盆栽试验验证其对玉米主要农艺性状的影响.[结果]获得1株极端耐盐碱的固氮细菌DJ-1,其菌落呈圆形,菌体杆状,大小(0.5-1.3) μm×(0.3-0.5) μm,革兰氏染色阴性,与根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的16S rRNA序列高度同源,确定其为根癌土壤杆菌.DJ-1在pH 9、NaC1含量为1％-4％的培养基上可正常生长,能耐受pH 12、NaCl含量8％的环境.从中克隆到固氮酶基因nifH.盆栽试验结果表明,DJ-1可显著促进玉米生长.[结论]菌株DJ-1能耐受极端盐碱条件,且具有较强的固氮和促生长能力,有可能作为贫瘠盐碱耕地改良功能菌剂的候选菌株.

为评价舟山新木姜子(Neolitsea sericea)的耐盐性,对其在不同盐胁迫下的光合生理特性进行实验研究.以舟山新木姜子2年实生幼苗为试验材料进行盆栽实验,通过添加不同浓度的NaCl溶液,设置4个不同土壤盐分处理(土壤含盐量分别为0、0.3％、0.6％ 和0.9％).分别在第10 d、20 d、30 d、40 d,测定舟山新木姜子幼苗在不同处理条件下的叶片叶绿素含量(Chl)、净光合速率(Pn)和最大光化学效率(Fv/Fm)等指标.结果表明:在不同处理之间,在相同的胁迫阶段,叶片Chl无显著性差异(P>0.05);在各胁迫阶段,随着土壤含盐量的增大,叶片Pn、最大光合速率(Pnmax)和光饱和点(LSP)都呈现下降趋势.在轻度盐胁迫(0.3％)舟山新木姜子幼苗叶片Fv/Fm介于0.74—0.78之间,与对照无显著性差异(P<0.05),中度(0.6％)和重度盐胁迫(0.9％)最终都显著降低了叶片Fv/Fm;在胁迫初期,0.3％、0.6％和0.9％土壤盐分处理条件下Pnmax与CK相比分别下降了29.46％、52.51％、97.91％;在胁迫初期,LCP随土壤含盐量的增加而升高,0.3％土壤盐分处理条件下叶片LCP随胁迫时间的延长呈现先下降后上升的趋势.研究表明,舟山新木姜子幼苗在轻度盐胁迫下(土壤含盐量0.3％)生长受到了一定程度的抑制,但仍能正常存活,表现出一定的耐盐性;在中度(土壤含盐量0.6％)和重度盐胁迫下(土壤含盐量0.9％)则无法存活.该研究结果为该物种迁地保护和滨海盐碱地造林树种选择提供了理论科学依据.