Галофит — это солеустойчивое растение , которое растет в почве или водах с высокой соленостью , контактируя с соленой водой через свои корни или посредством соляного тумана, например, в солончаковых полупустынях, мангровых болотах , топях и топях , а также на морских побережьях. Слово происходит от древнегреческого ἅλας (халас) «соль» и φυτόν (фитон) «растение». Галофиты имеют иную анатомию, физиологию и биохимию, чем гликофиты. [1] Примером галофита является солончаковая трава Spartina alterniflora (гладкая вьюнка). Относительно немногие виды растений являются галофитами — возможно, только 2% всех видов растений. Информацию о многих галофитах Земли можно найти в базе данных галофитов.
Подавляющее большинство видов растений — гликофиты , которые не являются солеустойчивыми и довольно легко повреждаются высокой соленостью. [2]
Галофиты можно классифицировать многими способами. Согласно Стокеру (1933), они в основном бывают 3 видов по местообитанию, а именно:
Опять же, по мнению Иверсена (1936), эти растения классифицируются в зависимости от солености почвы, на которой они произрастают. [3]
Для сравнения, соленость морской воды составляет около 3,5%. См. соленость воды для других контрольных уровней.
Основные места обитания галофитов включают мангровые болота, песчаные и скалистые береговые линии в тропиках, соляные пустыни и полупустыни, Саргассово море , илистые отмели и солончаки, леса и заросли водорослей, соляные озера и соляные степи Паннонского региона , полосы омываемых вод , изолированные внутренние солончаковые луга и места, где люди вызвали засоление. [4]
Одной из количественных мер 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 культур ). С другой стороны, Salicornia bigelovii (карликовый солянколистник) хорошо растет при 70 г/л растворенных твердых веществ и является перспективным галофитом для использования в качестве сельскохозяйственной культуры. [5] Такие растения, как ячмень ( Hordeum vulgare ) и финиковая пальма ( Phoenix dactylifera ) могут переносить около 5 г/л и могут считаться маргинальными галофитами. [2]
Адаптация галофитов к засоленным средам может принимать форму солеустойчивости или избегания соли. Растения, которые избегают воздействия высокой соли, даже если они живут в засоленной среде, могут называться факультативными галофитами, а не «истинными», или облигатными, галофитами.
Например, короткоживущий вид растений, который завершает свой репродуктивный жизненный цикл в периоды (например, сезон дождей ), когда концентрация соли низкая, будет избегать соли, а не переносить ее. Или вид растений может поддерживать «нормальную» внутреннюю концентрацию соли, выделяя избыток соли через свои листья, посредством солевых желез или концентрируя соли в солевых пузырях в листьях, которые позже отмирают и опадают. [1]
В попытке улучшить сельскохозяйственное производство в регионах, где сельскохозяйственные культуры подвергаются воздействию засоления, исследования сосредоточены на улучшении понимания различных механизмов, посредством которых растения реагируют на стресс засоления, чтобы можно было развить более устойчивые галофиты сельскохозяйственных культур. Адаптивные реакции на стресс засоления были выявлены на молекулярном, клеточном, метаболическом и физиологическом уровнях. [6]
Некоторые галофиты:
Некоторые галофиты изучаются для использования в качестве прекурсоров биотоплива "3-го поколения". Галофиты, такие как Salicornia bigelovii, можно выращивать в суровых условиях, и они, как правило, не конкурируют с продовольственными культурами за ресурсы, что делает их перспективными источниками биодизеля или биоалкоголя . [5] [7] [8]
Галофиты, такие как Suaeda salsa, могут хранить в своих тканях ионы соли и редкоземельные элементы, поглощенные из почвы. [9] Поэтому галофиты можно использовать в мерах фиторемедиации для регулирования уровня солености окружающих почв. [10] Эти меры направлены на то, чтобы позволить гликофитам выживать в ранее непригодных для проживания районах с помощью экологически безопасного и экономически эффективного процесса. [11] Более высокая концентрация галофитных растений в одном районе приводит к более высокому поглощению соли и более низкому уровню солености почвы. [9]
Различные виды галофитов обладают различной способностью к поглощению. [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]