stringtranslate.com

Галофит

Spartina alterniflora ( кордграсс ), галофит.

Галофит — это солеустойчивое растение , которое растет в почве или воде с высокой соленостью , вступая в контакт с соленой водой через свои корни или соленые брызги, например, в солончаковых полупустынях, мангровых болотах , болотах и ​​топях , а также на морских побережьях. Это слово происходит от древнегреческого ἅλας (халас) «соль» и φυτόν (фитон) «растение». Галофиты имеют другую анатомию, физиологию и биохимию, чем гликофиты. [1] Примером галофита является солончаковая трава Spartina alterniflora (кордграс гладкий). Относительно небольшое количество видов растений являются галофитами — возможно, только 2% всех видов растений. Информацию о многих галофитах Земли можно найти в базе данных эгалофов.

Подавляющее большинство видов растений представляют собой гликофиты , которые не являются солеустойчивыми и довольно легко повреждаются при высокой солености. [2]

Классификация

Галофиты можно классифицировать по-разному. По данным Стокера (1933), по местообитанию он подразделяется преимущественно на 3 вида:

  1. Аква-халины ( водные растения )
    • Появившиеся галофиты (большая часть стебля остается над уровнем воды)
    • Гидрогалофиты (все или почти все растение остается под водой)
  2. Террестро-халины ( наземные растения )
    • Гигрогалофиты (растут на болотистых землях)
    • Мезогалофиты (растут на незаболоченных, незасушливых землях)
    • Ксерогалофиты (растут на засушливых или преимущественно засушливых землях)
  3. Аэрогалины ( эпифиты и аэрофиты )

Опять же, по Иверсену (1936), эти растения классифицируются по засоленности почвы, на которой они растут. [3]

  1. Олигогалофиты (количество NaCl в почве 0,01–0,1%)
  2. Мезогалофиты (количество NaCl в почве от 0,1 до 1%).
  3. Эугалофиты (количество NaCl в почве >1%)

Для сравнения, морская вода имеет соленость около 3,5%. Другие контрольные уровни см . в солености воды .

Места обитания галофитов

Основные места обитания галофитов включают мангровые болота, песчаные и скалистые береговые линии в тропиках, соляные пустыни и полупустыни, Саргассово море , илистые и солончаки, леса и заросли водорослей, соленые озера и соляные степи Паннонского региона , прибрежные полосы . , изолированные внутренние солончаковые луга и места, где люди вызвали засоление. [4]

Солеустойчивость

Одним из количественных показателей солеустойчивости ( галотолерантности ) является общее количество растворенных твердых веществ в поливной воде, которое может переносить растение. Морская вода обычно содержит 40 граммов на литр (г/л) растворенных солей (в основном хлорида натрия ). Фасоль и рис могут переносить около 1–3 г/л и считаются гликофитами (как и большинство сельскохозяйственных растений ). С другой стороны, Salicornia bigelovii (карликовая солянка) хорошо растет при концентрации растворенных веществ 70 г/л и является многообещающим галофитом для использования в качестве сельскохозяйственной культуры. [5] Такие растения, как ячмень ( Hordeum vulgare ) и финиковая пальма ( Phoenix dactylifera ), могут переносить концентрацию около 5 г/л и могут рассматриваться как маргинальные галофиты. [2]

Адаптация галофитов к засоленной среде может принимать форму солеустойчивости или избегания соли. Растения, которые избегают воздействия высокого содержания соли, даже если они живут в засоленной среде, могут называться факультативными галофитами, а не «истинными» или обязательными галофитами.

Пневматофоры серого мангрового дерева

Например, недолговечные виды растений, которые завершают свой репродуктивный жизненный цикл в периоды (например, сезон дождей ), когда концентрация соли низкая, будут избегать соли, а не переносить ее. Или вид растения может поддерживать «нормальную» внутреннюю концентрацию соли, выделяя избыток солей через листья, через солевые железы или концентрируя солевые пузыри в листьях, которые позже отмирают и опадают. [1]

В целях улучшения сельскохозяйственного производства в регионах, где сельскохозяйственные культуры подвержены засолению, исследования направлены на улучшение понимания различных механизмов, посредством которых растения реагируют на стресс, вызванный засолением, чтобы можно было развить более устойчивые галофиты сельскохозяйственных культур. Адаптивные реакции на стресс, связанный с засолением, были идентифицированы на молекулярном, клеточном, метаболическом и физиологическом уровнях. [6]

Примеры

Некоторые галофиты:

Использование

Биотопливо

Некоторые галофиты изучаются на предмет использования в качестве предшественников биотоплива «третьего поколения». Галофиты, такие как Salicornia bigelovii, можно выращивать в суровых условиях и, как правило, они не конкурируют с продовольственными культурами за ресурсы, что делает их перспективными источниками биодизельного топлива или биоспирта . [5] [7] [8]

Фиторемедиация

Галофиты, такие как Suaeda salsa, могут хранить в своих тканях ионы солей и редкоземельные элементы , поглощенные из почвы. [9] Таким образом, галофиты можно использовать в мерах по фиторемедиации для регулирования уровня засоления окружающих почв. [10] Эти меры направлены на то, чтобы позволить гликофитам выжить в ранее необитаемых районах с помощью экологически безопасного и экономически эффективного процесса. [11]  Более высокая концентрация галофитных растений на одной территории приводит к более высокому поглощению солей и снижению уровня засоления почвы. [9]

Различные виды галофитов обладают различной поглощающей способностью. [10] Было обнаружено , что три различных вида галофитов ( Atriplex patula , Atriplex hortensis и Atriplex canescans ) восстанавливают почвы, загрязненные дорожной солью, в течение разного периода времени. [11]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ ab Физиология галофитов, TJ FLOWERS, Plant and Soil 89, 41-56 (1985)
  2. ^ аб Гленн, EP; и другие. (1999). «Солеустойчивость и урожайность галофитов». Критические обзоры по наукам о растениях . 18 (2): 227–55. дои : 10.1080/07352689991309207.
  3. ^ «Галофиты: Классификация и характер галофитов». 29 января 2015 г.
  4. ^ Каплер, Адам. 2019. Места обитания галофитов. В: Галофиты и изменение климата: адаптивные механизмы и потенциальное использование. Под редакцией Мирзы Хасануззамана, Сергея Шабалы и Масаюки Фудзиты. КАБ Интернешнл. Стр. 19-37.
  5. ^ аб Гленн, EP; Браун, Джей-Джей; О'Лири, JW (1998). «Орошение посевов морской водой», Scientific American , Vol. 279, нет. 8 августа 1998 г., стр. 56-61.
  6. ^ Гупта, Бхаскар; Хуан, Бингру (3 апреля 2014 г.). «Механизм толерантности к солености у растений: физиологическая, биохимическая и молекулярная характеристика». Международный журнал геномики . 2014 : 701596. дои : 10.1155/2014/701596 . ПМЦ 3996477 . ПМИД  24804192. 
  7. ^ «Информационный бюллетень: Альтернативные виды топлива». ИАТА . Декабрь 2013 г. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 г. Проверено 28 января 2014 г.
  8. ^ Бресдин, Сильфин; Гленн, Эдвард П.; Браун, Дж. Джед (2016), «Сравнение семенного производства и агрономических свойств 20 диких образцов Salicornia bigelovii Torr. Выращенных в тепличных условиях», Галофиты для продовольственной безопасности на засушливых землях , Elsevier, стр. 67–82, doi : 10.1016/b978-0-12-801854-5.00005-4, ISBN 978-0-12-801854-5, получено 5 марта 2022 г.
  9. ^ Аб Лян, Цзяпин; Ши, Вэньцзюань (2021). «Совмещение хлопка и галофитов снижает накопление солей, улучшает физико-химические свойства почвы и продуктивность сельскохозяйственных культур на засоленно-щелочных почвах при мульчированном капельном орошении: трехлетний полевой эксперимент». Исследование полевых культур . 262 : 108027. doi : 10.1016/j.fcr.2020.108027. S2CID  230576810.
  10. ^ аб Брито, Педро; Каэтано, Мигель; Мартинс, Марсело Д.; Касадор, Изабель (декабрь 2020 г.). «Влияние солончаковых растений на подвижность и биодоступность РЗЭ в устьевых отложениях». Наука об общей окружающей среде . 759 : 144314. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.144314. PMID  33338692. S2CID  229325441.
  11. ^ Аб Манн, Эллен; Раттер, Эллисон; Зиб, Барбара (октябрь 2020 г.). «Оценка эффективности Atriplex spp. при фитоэкстракции дорожной соли (NaCl) из загрязненной почвы». Загрязнение окружающей среды . 265 (Pt B): 114963. doi :10.1016/j.envpol.2020.114963. PMID  32806446. S2CID  221162683.