-11-19山东省林科所龚洪柱高级工 -.doc

盐碱地改良利用研究进展姓名：栾书荣 学号： 导师：封克(扬州大学农学院农学系，扬州225009)盐碱地是重要的土地资源，它是地球上广泛分布的一种土壤类型，约占陆地总面积的25%，总计约10余亿公顷，分布在世界各大洲干旱地区，主要集中在欧亚大陆、非洲和北美西部。我国约有盐碱地0.27亿公顷，其中0.06亿公顷耕地，0.21亿公顷盐碱荒地，主要分布在东北、华北、西北内陆地区以及长江以北沿海地带。受多种因素的影响，现今国内外次生盐渍化土壤面积还在不断扩大，人类在控制土壤次生盐渍化和改良利用原生盐碱土方面还没有取得根本性进展。但经过长期努力，在盐碱地改良利用的原理和技术方面已经取得许多成果。盐碱地所在地形平坦，土层深厚，适于机耕，具有潜在肥力。开发利用盐碱地不仅可以扩大耕地面积，增加单位面积产量，从而提高粮食总产量，缓解粮食危机；而且可以扩大绿化面积，改良生态环境，改善人们生活。随着盐碱地改良利用技术的提高，人们还可以从盐碱地中获取各种化工原料、食物和燃料。总结盐碱地改良利用的历史和现状，分析其特点，对于进一步搞好盐碱地改良利用工作将起促进作用。1盐碱地改良利用研究的回顾盐碱土含有过量的盐分、有毒物质，以及碱度过大及不良的土壤物理性状，对农林业生产影响很大，世界上不少国家开展了盐碱地改良利用研究工作。俄国150年前开始营造农田防护林，主要目的是防止风蚀、抵御干旱、抑制土壤流失，其中一部分营造在盐碱地上。30年代实行农庄集体化以后，特别是二次大战以后，随着国内局势的日趋稳定，科技工作者针对国内粮食严重不足的问题，从各方面探讨改善农业生产环境，提高农产品产量的方法，把对盐碱地的改良利用研究提到重要位置。从40年代以来，苏联对植物耐盐性、盐碱地造林树种选择、造林技术、选育耐盐植物、林带对地下水位的影响、地下水位与盐碱地的关系、树木对盐碱土壤的改良作用、土壤次生盐渍化等问题进行了比较深入细致的研究，取得一系列成果。匈牙利也大体做了类似的工作。美国的科学家在盐害机理和植物耐盐机理方面做了比较突出的工作，提出了原初盐害和次生盐害的理论，并从分子生物学的角度探讨了植物耐盐机制3。巴基斯坦、印度、埃及、以色列及澳大利亚等国的科学家在作物耐盐性研究方面也做了不少工作。我国的盐碱地改良利用工作起步较晚。解放前，金陵大学在苏北盐碱地治理、改良利用方面做了一些工作。大规模的盐碱地改良利用工作，主要是从解放后开始的。50年代末到60年代，在盐碱地治理上侧重水工措施，以排为主，重视灌溉冲洗。后来，陈恩风教授提出了“以排水为基础，培肥为根本”的观点，水利工程措施、农业耕作措施和生物培肥措施相互结合，综合治理。在这一思想指导下，盐碱地改良利用工作跨上了一个新台阶。王守纯研究员在河南、山东长期设点试验，建立改碱试验区，为黄淮海平原盐碱地改良利用做出突出贡献。山东省是国内开展盐碱地改良利用研究工作较早的省份之一。50年代在广北农场建起滨海盐碱地造林试验站，对林业措施改良盐碱地的途径以及树种选择等盐碱地造林技术进行了研究。我国的科技工作者在盐碱地的成因、分布、危害，耐盐植物的选育等方面成绩突出。2盐碱地改良利用研究新进展近年来，科学技术飞速发展，大大促进了盐碱地改良利用研究工作，特别是采用生物技术，使植物耐盐机理、耐盐品种选育研究有了长足进步，在某些方面有了新的突破。2.1利用盐水灌溉盐水中含有许多植物必需的营养物质，一些国家正探讨盐水灌溉的可行性。埃及国家研究中心用含1000ppmNaCl+CaCl2盐水灌溉豇豆，30天后，用200ppmZnSO4喷布植株，改善了豇豆生长，蛋白质含量与产量也有提高。美国用总盐分4%的水分灌溉10种滨黎属(Atriplex)植物，其中一些植物每英亩干物质产量为1723吨。盐水灌溉要考虑植物种类与土壤类型相适应，合理设计排灌系统，并对盐渍化问题有较精确的估计，预先确定必须的最少用水量，在蒸发之外，考虑适当的淋洗，以减少植物根区之内的盐分，并对土壤的盐渍化采取相应的管理措施，可将盐渍程度减至最低限度。用盐水灌溉，使盐碱地区的水得到应用，还能降低地下水位，是盐碱地改良利用中一项很有前途的措施，值得进行深入研究。2.2采用新的化学改良方法在一个较小区域内，针对某些特定的盐碱成分，化学改良是有效的。过去一般常用石膏，巴基斯坦国家农业研究中心用1%的盐酸，在自由淋洗条件下改善石灰质的钠化盐渍土壤，降低了土壤电解率、pH值和氯化钠含量。菲律宾国际水稻研究所在钠化盐渍土上，采用深翻与石膏相配合，并采用水稻与小麦轮作制度，使土壤中可交换性钠的百分率降低。2.3种植耐盐植物引进、种植盐生植物或水稻是改良利用盐碱地的重要措施。巴基斯坦引进可以用作饲料的盐土植物千金子属的，在盐渍土上大量栽培繁殖，生长良好。还在盐渍土上种植缤豆、木麻黄属等豆科植物，接种根瘤菌后，它们的生长被改善，并增加了种子产量。这些植物除可保持水土外，同时期望利用它们的固氮性能改良土壤。埃及与巴基斯坦等国收集盐土植物如滨黎属等，在高度盐渍的非耕地上种植，也获得一些成功。近年来，黄河三角洲地区大力开发盐碱滩地，大面积种植水稻，获得显著的经济效益和社会效益，为盐碱地利用创出了一条新路，在有良好排灌系统的低洼易涝盐碱区，种植水稻可使土壤脱盐和降低地下水矿化度。2.4选育耐盐品种(系)对耐盐机理和耐盐生理生化指标的研究，促进了耐盐品种选育工作。在盐渍条件下，用常规育种方法培育比较耐盐的水稻、小麦、高梁、蕃茄等作物品种取得较好效果。通过辐射育种，也获得了小麦抗盐品种。用盐水灌溉筛选耐盐的作物品种也取得了显著成绩。美国利用海水灌溉试种小麦成功，苏联、印度和我国都筛选出了耐盐的小麦品种。由于生物技术能够克服远缘杂交不亲和的障碍，经过组织培养可以无性繁殖和定向培育，繁殖周期短、测定快，不受季节限制，节约时间和空间，因而组织培养育种工作发展迅速，应用此技术已培育出许多物种的耐盐植株。美国Gamborg利用水稻、小麦、大麦等禾谷类作物的胚作外植体，进行组织培养，产生了3000个以上的耐盐植株。巴基斯坦国家农业研究中心用小麦和水稻种子进行组培，在含盐培养基中能诱导出愈伤组织，并分化出小植株。以色列的Wated等获得了栽培种烟叶耐1.01.16%NaCl的细胞系。上海植生所以栽培烟草叶片为外植体，在含盐培养基中诱导愈伤组织，获得耐2.0%NaCl的愈伤组织变异体，并分化出再生植株。山东农业大学王存喜等以中华猕猴桃试管苗叶片作外植体，在含盐培养基中诱导愈伤组织，获得耐0.51.0%NaCl的变异细胞系及其再生植株。Nabors等在水稻和小麦耐盐细胞的诱导中，通过组织培养获得4000多个小植株，并证明了耐盐性选择是可遗传的，其特性在再生植物中是稳定的。也有人试验用DNA重组方法，将常有耐盐基因的DNA片段转移到所需要的作物品种上，以提高其耐盐能力。2.5研究耐盐生理盐碱地改良利用中，重要而积极的措施之一是提高植物的耐盐能力，而要做到这一点，首先要了解植物的耐盐机理。因此，对植物耐盐机理的研究一直受到人们的重视。随着生物技术的不断提高，对植物耐盐生理的研究也逐步深入。美国Staple报道，植物对盐分的胁迫反应除渗透调节和干扰酶的活力外，基因的表达也有改变。他们认为，整株植物的耐盐性，是多基因同时表达的综合表现。渗透调节是盐生植物对盐分胁迫适应性反应。盐渍环境中渗透压高，细胞要失水、植物则会因失水而死亡。所以，盐渍环境中生长的植物必须通过调节自身的渗透压，才能使体内液泡保持足够的压力，以防止细胞失水。盐生植物是通过摄取高浓度盐分来实现调节渗透压的，这些高浓度的盐分被限制在细胞中，并不干扰细胞核外细胞质中各种主要酶促代谢活动。细胞质和液泡的膨压必须保持平衡状态，使液泡膜具有隔离作用，它不允许所含有的高浓度盐分流入到细胞质中。细胞质必须通过渗透调节，提高渗透压，以期与高盐环境达到平衡，这种渗透调节是通过某些特性相似的有机物质如甘氨酸、脯氨酸、蛋白质、甜菜碱等的增加来进行的。在多种植物中已经发现，盐分胁迫条件下，植物细胞质内脯氨酸、甜菜碱的含量显著提高。目前，已确认控制甜菜碱合成的渗透调节基因是近一万个碱基对组成的DNA片段。也已在细菌中发现了耐盐基因(OSM)，此基因能产生过量的脯氨酸。检验植物耐盐性的方法也由过去的直接鉴定法发展到间接鉴定法。直接鉴定是对作物在盐分胁迫条件下所受的直接伤害程度进行的耐盐性评价，主要指标有发芽率、死亡率、田间存活指数和产量等。间接鉴定是对作物品种大量快速而又准确的进行耐盐性评价的一种方法，是用生理生化分析手段，研究作物在盐分胁迫条件下生理代谢过程中的物质变化而进行的耐盐性评价。主要的生理指标有:脯氨酸